现代突飞猛进的计算机图形技术,对于如何真实地模拟和再现虚拟事物,在Offline rendering(离线渲染)方面已经有多年的经验积累,但实时渲染技术方面仍是现阶段计算机艺术领域不断追寻的课题,而VR(virtual reality)虚拟现实又是这实时渲染技术实现的主要载体。GI(Global Illumination)全局光照在对于写实场景的模拟,有着重要的意义和作用。虽然在离线渲染产品中运用得十分广泛,但是由于这类全局光照包含直接光照和间接光照,多次漫反射等复杂的过程,其存在着的计算效率低、逐帧计算等问题很难直接运用于实时渲染的VR产品中。一般的,将光影渲染转换到光影贴图并进行保存,在实时渲染时直接读取调用贴图上的信息,这是通常的思路和解决方案。但也因参数繁多,在前期制作光影贴图时必须反复渲染,比选调试参数。同时,全局光照看上去虽然是一个大概念的光照类型,其实根据环境的不同,照明物体的性质不同,效果与模拟方式也各不相同。比如室外的天光,它是一种范围无穷大的平行光,而室内的人工照明,多为有亮度衰减的点光源或具有几何外观的面光源。即使天光照进室内,也会因穿过玻璃损失能量,与室外直射天光不同。因此,对这些特殊的情况,结合实时渲染技术的研究就成为极其有意义的工作。本文以自己制作的虚拟现实项目“上海交通大学数字校园”展开研究,对于全局光照的实时渲染深入分析,并提出各个特征效果的计算机实现方法,对起决定性因素的参数多次对比尝试,确立了一套比较合理的设置,应用到项目中。本文的研究重点及主要成果有:(1)分析室外光照的区域光源表现半影柔化阴影效果,通过直接照明和2次间接照明的比较,确定了漫反射、间接光源在真实光照系统中的重要性,通过Unreal 3(虚幻3)引擎对全局灯光设置等一些重要的实现步骤进行研究。(2)应用室内点光源以及基于物体材质本身的区域光源技术,来模拟室内(教室)真实光照效果。了解了物体光源在应用时的实用性与重要性。同时通过结合半透明阴影的研究学习,得到最终比较正确的室内全局光照效果。(3)引入了Ambient Occlusion(环境遮照)技术来夸大间接阴影的效果。并且尝试了基于光照贴图的环境遮照和基于后处理的环境遮照两种计算方式,通过对比调试,理解了决定环境遮照效果的一些主要参数意义。(4)优化场景渲染效率。主要对多边形面数以及大量高分辨率贴图的实时渲染情况拟定了优化方案,分别从模型多边形数以及贴图(显示贴图和光照贴图)着手,引入LOD(level of detail)和Mipmap技术。