雪崩是一种冬天积雪山坡区域常见的自然灾难景象,其危害是会对人们生命财产和冬季运动造成危险、阻断交通。雪崩灾难景象的真实感建模与绘制技术在灾难预防和救助、计算机动画和影视特效制作、游戏开发等领域有着重大的应用价值,但现有雪场景模拟方法不能有效地模拟雪崩动态景象的物理特征及其变化。为此,本文基于位置动力学(PBD)框架对雪崩场景真实感建模与绘制方法进行了改进实现。该方法综合了计算机图形学、地质学和力学等多学科的知识对动态雪崩场景的发生、运动及淹没效果进行了物理建模,并采用了GPU加速技术,提高了模拟的效率;首次通过引入宾汉体本构模型,改进了内力约束模型以及外力模型,从而能够真实地绘制出不同条件下大规模雪崩动态场景。本文第二章介绍雪崩模拟的理论基础。对雪崩发生的成因及基于位置动力学的可变形连续材质模拟框架进行了描述;针对雪崩特点引入了特定的本构模型;并阐述引入宾汉体本构模型对雪粒子流中内力约束模型以及外力模型的改进,介绍了雪崩动态过程的模拟流程。本文第三章介绍雪崩动态景象的物理建模。采用了雪材质粘塑性模型以模拟雪流的动力学特性及堆积效果;引入雪材质摩擦力模型实现雪流稳定时的堆积效应;采用水平集算法解决了雪流与周边物体的相互作用效果;基于空气动力学模型实现了空气对雪崩雪流阻力作用,并基于后处理方法生成真实的雪雾;采用GPU并行计算框架提升了求解效率,由此实现了雪崩场景的物理模拟。在此基础上本文第四章采用了仿真优化措施,真实地模拟绘制出不同参数条件下各种干、湿雪崩的动态灾害景象,实验结果分析表明,本仿真系统相比传统模拟技术,其计算效率有明显的提升,与实拍雪崩视频结果对比,本文的雪崩动态过程的仿真效果逼真度较高,取得了较为令人满意的结果。