用计算机生成真实感图形一直是计算机图形学中最具有挑战性的研究方向之一,特别是对不规则模糊物体的模拟十分困难。在火焰、烟、云等不规则模糊物体中,由于火焰的复杂特性,虽然当前计算机的计算能力和存储能力有了很大的进步,但还不能完整的再现火的所有的细节,因此根据不同的应用方向,研究火焰及其动态行为具有重要的意义。首先,对目前国内外模拟火焰的各种算法进行了分析和总结,接着介绍了火焰粒子系统的基本原理及应用。其次,针对火焰模拟的真实性和实时性的关键问题,设计了一种新的模拟火焰的粒子系统模型,在初始化新的火焰粒子的位置属性时,首先采用正态分布赋值,为了加快系统的运行速度,又采用连续帧的关系方程来生成下一帧的位置;为了增加粒子系统的灵活性,引入空气速度场模拟火苗跃动现象;为了增强绘制结果的真实感并缩短系统的运行时间,结合纹理映射技术,采样实际火焰燃烧视频记录中的连续关键帧作为纹理进行渲染;由于粒子系统中粒子数量很多,为便于对粒子系统的管理,使其更具灵活性和可控性,引入高级粒子系统的思想,为了进一步提高系统的可控性,对结构进行了改善,由三层扩展到四层,在粒子系统与管理层之间增加了粒子系统族层,使得改进后的火焰粒子系统由粒子类、粒子系统类、粒子系统族、粒子系统管理类组成,提高了系统的交互性和可控性。最后,论文设计了一个演示系统,实现了论文提出的算法,给出了实验结果。实验表明:所生成的动态火焰不但形态逼真、具有真实的视觉效果,而且每秒至少可生成30帧画面,达到了实时的要求。