虚拟现实技术是目前国际上很流行的前沿学科和研究方向,被广泛应用到许多相关领域。例如游戏,医疗,军事等方方面面。虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。本文针对虚拟现实中的模拟环境进行研究。模拟环境主要研究的是由计算机渲染的高还原度的三维立体图像,特别是大规模的复杂地形渲染。这里就会涉及到一个渲染的效率问题。目前LOD(Level Of Detail)模型是大规模地形三维绘制中经常被采用的一种加快图形渲染效率的技术。其主要思想是通过对地形数据进行层次化的划分,在保持整体地貌特征不失真的前提下,加快绘制速度。尤其是对复杂场景的模拟绘制更加有效。但是由于在绘制中不同精细度的绘制区域之间会产生不同时包含于两个区块的点而引起裂缝,从而影响绘制效果。本文完成的工作:首先,研究现有的大规模复杂地形绘制方法,包括地形的层次划分、可见性的判断与剔除、误差度量的计算等内容,并探讨现有技术的优缺点。其次,在LOD算法的数据存储方式,裂缝修补等方面进行研究,并提出改进方法:1)在数据存储方式上,根据LOD算法的几种模型,针对四叉树和二叉树模型等主流构建技术,研究构建树形结构的实现方法。通过对传统基于四叉树的LOD地形生成算法的研究,提出了改进的四叉树构建方式。改进的方法优化了节点的存储结构,简化了每个节点的存储信息。2)在裂缝的产生与修补方面,研究其产生原因以及现有的一些消除裂缝的方法。结合优化后的节点存储结构,提出通过向上寻址父节点的方式寻找邻接节点来高效地消去裂缝。3)在层次划分的判断上,提出了构建四点包围球的方式来确定一个地形块的范围,并提出了基于法向量和视角的LOD优化算法。该算法通过阈值控制显示的层级,并通过地形块数据结构的四个点构建包围球,结合视窗的裁剪选择绘制位于可视区域的地形块,从而提高渲染效率。最后,本文以复杂的地形绘制为例,对原网格数据进行四叉树的分层处理,通过误差评价因子,实现LOD地形分层渲染。并利用C#与SharpGL来实现算法,通过对高程图的三维分层渲染来验证本算法在地形绘制上的优势。