实时的高真实感图像绘制是计算机图形学中的主要难题之一，传统的方法难以在提供真实感图像绘制结果的同时保证足够的绘制速度。本文主要研究基于预计算及采样的实时高真实感图像绘制技术，该技术的思想是利用图像或预计算结果的采样数据，展现高真实感的图像效果，支持快速的绘制计算。本文在漫游系统绘制，物体表面复杂材质和3D纹理的绘制，全局光照模型绘制等领域提出了相应的预计算采样策略，以及快速的绘制方法，成功地实现了实时的高真实感图像绘制。 在漫游系统绘制领域，本文主要研究了基于图像采样的绘制技术。基于图像的绘制技术中的关键问题是采样数据的组织模式，及其与场景几何模型的结合策略。本文在同心拼图方法的基础上，提出了一种新的与场景几何相结合的3D全光函数方法—边界光场。这一方法利用场景的粗略几何信息组织采样数据，利用自适应的重采样方法降低了总体数据量，并且纠正了较大的深度变形，同时去除了对漫游范围的形状限制，可以应用于更广泛的场景漫游系统。 在复杂材质和3D纹理技术方面，本文主要阐述了对应的两个描述函数，双向反射分布函数和双向纹理函数的相应处理方法。物体表面双向反射分布函数的采样数据利用球面调和函数系进行分析，然后可以在环境光源下作快速绘制。对于双向纹理函数，由于其维数过高(6D)，采样数据庞大，已有的方法处理能力有限。本文提出了一种新的基于球面调和函数分析的3D纹理技术—光照相关纹理，着重表现3D纹理表面在不同光照下的视觉效果，同时忽略视角因素的影响。该方法描述了3D纹理主要特征的同时极大地降低了采样数据量。本文接着引入光照相关纹理在任意曲面上的合成技术，将纹理采样移植到虚拟物体上，最后在环境光源下实时地绘制。 在全局光照模型的绘制方面，本文主要介绍预计算的光辐射传输函数技术。这一方法将全局光照绘制过程中所需的几何体的遮挡，相互反射等信息在预计算中获取，在实时绘制时利用预计算的数据进行渲染计算，将绘制时主要的计算量转移到预处理过程中。预计算的光辐射传输函数技术的关键问题是，采用适当的浙江大学博士学位论文预计算采样的模式，减少采样数据量，并支持快速绘制。己有的预计算的光辐射传输函数方法局限于单个物体或静态场景的绘制。本文扩展了该方法的预计算采样思想，提出了一种新的方法一球面光辐射传输映射，可以应用于包含多个动态物体的场景在环境光下的实时绘制。该方法可以渲染动态物体表面的软阴影，相互反射等全局光照效果。