虚拟海洋科学是众多学者研究的一项热门领域,海洋场景建模的真实性、实时性、沉浸性、交互性是虚拟海洋的特点。虚拟现实技术则是提升自然场景模拟真实感与可交互的重要技术。本文研究重点是提升航海视景中混合式海面场景的实时性与真实感。首先,研究分析海面模拟常用的方法。针对航海模拟器视景中混合海面模拟计算量大和多因素影响真实感低的问题,提出基于视距的半环形投影网格与FFT反演改进的高度场叠加法来模拟海面。该方法使用半环射形投影网格对海面网格模型进行改进,使海面模拟的计算量降低,然后参考JONSOWP海浪谱中的风距影响常数对Phillips海浪谱的进行改进,再添加Choppy波和涌浪模型实现本文中高度场的改进,通过纹理映射渲染绘制来实现混合式海面场景的模拟。实现模拟了真实感较强的航海视景海面场景和降低了模拟过程中的计算量,确保混合式海面模拟所需的真实性和实时性。其次,研究分析海浪泡沫模拟常用的方法。针对粒子系统模拟耗时以及海浪泡沫模拟过程中多因素而产生的重复问题,提出利用自适应权重法与动态纹理映射技术的模拟方法。该方法先利用自适应多因素权重法对其多因素的影响进行权重计算,使用动态纹理映射法对其动态阈值判断,再将其改进后的纹理值叠加到网格顶点处,通过贴图绘制渲染得到最终的海浪泡沫模拟图。实现考虑多因素情况下的海浪泡沫的模拟,满足海面泡沫的真实性和复杂性。最后,研究分析混合式海面场景中船只尾迹的模拟方法。针对航海视景中大型船只物理方程模拟计算量大实时性不好的问题,提出改进波动方程法来模拟Kelvin尾迹。该方法先选取Kelvin尾迹,通过有限元差分求解波动方程降低计算量,再添加可控波形的高度图值,通过渲染绘制改进的Kelvin尾迹来实现船只尾迹的模拟。实现模拟航海视景中船只的尾迹模拟,保证视景中船只尾迹模拟的良好真实性和实时性。