随着微光夜视技术在国内外军事和民用等领域的广泛应用，各种基于微光成像原理的武器系统、民用设备陆续被研制，故利用微光成像仿真技术来实验和评估测试其系统的性能具有重要的价值。本文从微光成像系统的基本原理出发，利用三维图像渲染引擎OGRE开发了一个三维微光场景仿真系统。首先，本文基于微光成像原理，对影响微光成像的几个因素进行了介绍和理论分析；其次，对微光成像系统中各个模块进行了理论分析和模块构建，包括微光反射建模、大气传输建模和成像系统效应建模，其中重点讨论了微光反射特性建模，再通过比较几种常见的反射模型，找到适用于微光仿真的Schlick BRDF模型，进而分别建立了在有月光和无月光时的微光反射模型；最后，全面分析总结了OGRE三维渲染引擎的工作流程和总体结构的基础上，构建了基于OGRE的三维微光场景仿真框架，从理论计算和仿真两方面验证了本文应用的反射模型的正确性，进而实现了在有月光和无月光时微光场景的仿真，并从图像和数据两方面对仿真结果进行了分析。研究结果表明，本仿真系统可以较好的应用到微光场景仿真和微光成像系统中去，达到预期效果。