近年来自然景观模拟(Natural Phenomenon Simulation，NPS)在计算机图形学领域变得越来越普遍和重要。随着计算机硬件和图形算法的高速发展，NPS越来越广泛地应用于电脑游戏，国防科技，计算机可视化，虚拟现实等领域。 闪电的模拟作为NPS的一个重要分支，虽然从20世纪80年代就开始了对其的研究，但直到现在，由于闪电所具有的复杂性和动态性，闪电的模拟仍然是一个有意义并且具有挑战性的课题。目前模拟闪电的方法有三种：第一种是基于物理建模技术的方法；第二种是采用粒子系统建模的方法；第三种是基于分形几何的建模方法。由于传统的粒子系统和分形几何等建模方法难以胜任高真实感要求的闪电模拟，本文采用第一种方法对闪电进行模拟。 本文在深入探讨闪电模拟方法研究现状的基础上，对当前较为典型的闪电模拟方法进行了收集和整理，阐明了各种方法的优点和不足，并作了分析和比较。针对以往基于物理模型的闪电模拟方法计算复杂度过大的缺点，本文提出了一种新型的基于物理模型的闪电模拟的优化方法，该方法主要是在建模过程中用局部求解拉普拉斯方程代替了全局求解拉普拉斯方程，有效地降低了计算复杂度，能够在不降低视觉效果的前提下对传统的基于物理模型的算法进行提速。 该方法能够根据需求，快速生成闪电场景，并且满足闪电的物理特性和几何特性。实验结果表明，该方法的建模速度快，时间复杂度低，空间复杂度低，能够很好地应用于游戏引擎的开发，虚拟现实等领域。