随着现代科学技术的发展，借助计算机对传统绘画艺术进行仿真成为近些年来人们研究的热门话题。计算机图形学作为科学与艺术结合而产生的一门学科，在其中扮演着举足轻重的作用。对油画、水彩画等西画系艺术品类的仿真研究，由于开展得比较早以及技术上的强大优势，已经取得了卓越的可视化效果。然而对于东方画系的中国水墨画，仿真研究尚处于初步阶段。在课题组前期研究工作的基础上，通过分析和观察大量水墨画作品，本文对水墨画仿真中的几个关键问题进行了深入的研究和探索，并针对不同仿真目标提出了相应的仿真模型。不仅降低了整体仿真的难度，同时也丰富了仿真系统的功能，取得了令人满意的艺术效果。为模拟水墨在宣纸上扩散后笔道周围出现的不规则边界，本文提出了应用分形仿真水墨扩散轮廓的方法。该方法通过流体仿真模型产生扩散笔迹，利用分形在扩散笔迹的最外层模拟一条不规则的扩散边界，并填充两者之间的空隙，使得扩散效果更自然、逼真。为了方便用户进行艺术创作，本文提出了建立毛笔笔划库的概念，并建立了基于自回归模型的计算机书法模型。通过建立毛笔书法的笔划库，利用自回归模型从笔划库中查找与用户输入相匹配的笔划，最终生成一个完整的毛笔字。本文还对水墨画中“梅、兰、竹、菊”四君子和树木进行了仿真，并提出了一整套基于组件的生成方案。首先根据L系统生成植物的骨架，然后在骨架的不同部位用相应的组件来表示，组件可以进行移动、变形、缩放、旋转等编辑操作，最后利用纹理合成技术生成大片具有自相似特征的树叶。