粒子系统方法被认为是迄今为止模拟不规则物体最为成功的一种图形生成算法。粒子系统方法的基本思想是将许多简单形状的微小粒子作为基本元素聚集起来，形成一个不规则的物体，从而构成一个封闭的系统。粒子系统分为三类，分别是：独立粒子系统、有固定连接的粒子系统和动态耦合的粒子系统，　本文针对粒子系统中的独立粒子系统和有固定连接的粒子系统两个方面做了研究，并在三维虚拟环境中实现。主要的研究内容为：　　　首先，针对独立粒子系统的特点，为了解决多对象复杂场景下粒子系统中随着粒子数量的增加，运算量和存储量也增加的问题，提出了基于关键因素的多对象粒子系统的算法。通过对独立粒子系统的研究与分析，以独立粒子系统实现过程中的关键因素为切入点，对多对象粒子系统的更新、绘制进行了研究。增加了多对象复杂场景下的粒子系统的应用面，并通过火焰的实验得到了进一步的证明，能在实现一个对象火焰的基础上，实现不同的火焰模拟，包括火焰的颜色、大小等，并可应用于其它方面。　　　　其次，提出了基于物理约束的LOD质点-弹簧粒子系统，把动态LOD引入到粒子系统中，得到更实时的显示效果，使得粒子系统的显示得到优化。与此同时，针对织物之间相互穿透和彼此重叠等不真实的现象，对织物中粒子的自碰撞做了研究，提出了质点-弹簧粒子系统的自碰撞的碰撞检测算法。再次，为了更好的模拟现实生活中的织物，对粒子系统中的纹理做了研究，并实现在三维虚拟环境下的应用。