三维地形场景的生成和绘制追求的两个目标是绘制的逼真度和绘制的实时性,需要在不明显降低图像质量的条件下保持较高的交互帧速率。随着虚拟现实技术应用的深入,人们对虚拟场景的复杂度和真实感要求越来越高,远远超过了计算机图形硬件实时处理能力。因此迫切需要解决场景的复杂性和交互实时性这一矛盾,如何在计算机上进行三维地形场景的真实感绘制是一个挑战性课题。本文将分形生成技术与多分辨率地形简化算法相结合,应用于大规模三维地形虚拟场景生成技术中。主要内容包括以下几个方面:首先,综述了近年来国内外关于三维分形地形生成方法和多分辨率LOD算法的研究现状。然后,研究了三维分形地形的生成方法,改进了MPD方法中随机偏移量的计算方法,提高了地形生成速度,并针对MPD地形生成算法存在所生成地形块中山峰的位置和高度不可预测和不可控制的缺点,提出了两种改进的MPD算法,根据实际需求限定的峰值参数来生成三维分形地形;论述了一种基于融合椭圆抛物面的MPD地形生成算法,通过加权偏移融合算法,将带可调参数的椭圆抛物面与MPD算法生成的分形地形曲面融合在一起,得到形状可控的分形地形,大量的实验结果和参数分析表明,该算法具有快速性和良好的地形形状可控性。接着,探讨了视相关的M进制小波变换压缩DEM的方法,利用二进制小波变换和多进制小波对原始DEM数据进行压缩简化,实验结果表明在压缩率相同的情况下,M进制小波变换压缩DEM的精度更高;提出了两种新的节点评价准则,改进了已有的基于局部熵的视相关算法,通过实验对比验证了它们在简化速度上的优越性。最后,在手动漫游中设计了各种参数,选择不同的观察方式;采用纹理映射技术增强了地形的逼真度,实现了三维地形的动态实时显示。