近年来,随着计算机技术的发展,尤其是数字农业概念的提出,在虚拟场景中结合虚拟模型和物理规律研究作物已经成为了农业研究中的新方法。利用计算机可视化模拟的方法,在虚拟场景中逼真再现虚拟雾场,利用物理规则模拟雾滴与叶片之间的交互过程,能有效快速地计算雾滴在水稻叶片上的沉积情况。水稻是我国种植最为广泛的农作物之一,农药喷雾是对抗水稻病虫害的主要手段,而我国农药使用依然面临着有效沉积率低,农药浪费严重,对环境破坏较大的问题。水稻品种之间的株形和叶片表面特性的差异,不同喷雾器材的雾滴粒径、喷雾角度和流量的差异,雾滴在水稻不同高度位置沉积效果的差异,均对农药喷雾有影响。目前对水稻喷雾的研究大多还是以田间试验为基础,虽然能较为精确得获得的水稻植株和喷雾器的相关参数对喷雾的影响,但是田间试验不光耗时耗力,对环境条件要求也较高。本文基于流体运动的物理规律和计算机图形学技术,在虚拟场景中研究雾滴和水稻叶片的交互,主要工作如下:1.通过接触角试验,根据测量数据模拟了不同倾角水稻叶片上雾滴的沉积状态。使用粒子系统模拟了喷雾雾场,能较为逼真且高效得模拟水稻喷雾场景。2.改进了一种在虚拟场景中判定雾滴反弹和破碎的方法,与前人工作相比,在雾滴反弹研究中,本文将雾滴反弹与水稻实际情况相结合,分析了雾滴反弹的判定依据并模拟了反弹后运动行为,改进了雾滴反弹的判定方法,将水稻茸毛这一特性加入到雾滴反弹的判定中。在雾滴破碎方面,本文结合前人的研究,通过对水稻叶片上沉积雾滴的接触角测量,提出了一种确定水稻叶片破碎阈值的方案。最后在Unity3D平台上较为真实地实现了雾场与叶片交互的可视化模拟。3.提出了一种基于虚拟喷雾场景的水稻叶片沉积量统计方法。该方法结合已经构建的雾场模型和反弹破碎模型,考虑了雾场作用下水稻叶片的形变,同时提出了水稻叶片上雾滴最大沉积量的计算方法,最后使用该方法进行了试验验证,具有一定有效性。