数字娱乐产业在我国迅速发展，然而其中的核心技术游戏引擎技术大部分被国外占领，对它的研究变得十分有意义。游戏引擎是一种特殊的虚拟现实引擎，涉及实时图形学、人工智能等许多方面，而且其复杂度也正在不断地提高。 本文首先综述了游戏引擎中所涉及的关键技术，并重点介绍其中两个虚拟现实研究领域：大规模渲染和路径规划方法。之后介绍了大规模渲染的加速算法，包括可见性判断和层次简化中的主要算法，并重点介绍可见性判断中的入口技术。 入口技术已在虚拟现实引擎中大量地使用，但是入口自动生成仍未能很好地解决。本文首先总结了入口生成的本质和难点，分析了前人算法的优缺点及其原因，然后提出了一个新的用于检验单元合理性的概念，不可见度场。利用距离场和不可见度场在入口附近表现出来的特征，给出了入口生成和检验的方法。实验表明可以找到那些被距离场方法忽略的入口，并能通过不可见度确定这些入口所分割的单元不可再分。 路径规划也是虚拟现实引擎里一个重点，其中虚拟场景中的摄像机自动导航是一个具有实用价值的研究方向。完全自动的摄像机导航算法目前还不多见，或者还不够完善。本文首先介绍了虚拟场景中路径规划的各类方法，并且给出了摄像机导航应该遵循的标准。之后本文提出一个完整的摄像机规划算法，包括路径规划、路径平滑、轨迹规划和视角规划四个阶段。本文利用八叉树来描述场景，通过简化模型、减少连接图节点数、避免碰撞检测等方式提高路径规划的效率。算法借鉴了可见图中的思想来优化结果路径，使得最终的路径有规律且转角很少，适合用于摄像机的规划。另外还提出了高效的且合理的路径平滑、轨迹规划和视角规划的算法。实验表明结果符合既定的美学标准。本文的算法亦可用于其它三维点对象的飞行路径规划。 最后，本文总结了这两个方法的特点，并介绍方法可能的改进和此技术领域的发展方向。