随着非真实成像(Non-Photorealistic Rendering, NPR)的研究逐步成熟，以东方画系为代表的中国水墨画仿真研究也取得令人瞩目的成绩，填补了水墨画艺术仿真在3D渲染领域的空白。而且，对中国水墨画3D渲染技术的研究，无论在艺术传承还是科学研究方面，都有着深远的意义以及广阔的应用前景。.项目研究内容和结果。.（1）基于水墨扩散的流场特性建立毛笔绘图模型。.这一模型以笔触速度为主要流场变量，简化参数和加快计算速度。.（2）通用GPU加速3D毛笔模拟与水墨流场物模求解。.利用通用GPU硬件加速，并依照改进的无骨架约束漏斗的毛笔几何模型，配合笔触运动轨迹，规范出笔触范围后给予墨水源，在流场空间加速求解物理模型。.（3）非真实成像的水墨画绘制若干技术研究。.首先引入Perlin噪声，在对Perlin噪声进行图像处理后，实现了宣纸褶皱以及水墨笔触模拟，接着提出一种基于真实图像转换的实时水墨图像重构的渲染方法。最后，提出一种轮廓线优化的多通道三维彩墨渲染方法。.（4）三维地形建模与水墨风格渲染。.研究三维地形的写意水墨风格模拟，主要是设计一种基于程序灰度着色的水墨风格渲染方法，可以容易地观察到地形变化时的水墨变化效果。同时，也研究三维分形地形的风格化渲染。.（5）基于GPU加速的复杂场景光子映射算法。.通过改进相关的全局光照模型或局部光照模型，研究了基于CUDA的并行设计，使得整个场景渲染性能得到了很大提高。.（6）基于粒子系统的流体场景动态模拟.粒子系统是公认的用来模拟动态不规则景物最好的方法。以三维流体场景为模拟对象，基于粒子系统理论的基本思想，提出了依据景物特征构建其三维抽象模型的方法。.研究内容所提出的方法针对非真实成像的水墨图像渲染使用的背景、材质和环境光照等，在基于硬件加速架构上快速模拟和渲染水墨图像，为相关研究提供可借鉴的理论及方法。