虚拟现实技术在计算机仿真、数字地球和游戏娱乐等领域都有广泛的应用。这些应用不仅要生成高度真实的复杂虚拟环境,而且用户要和虚拟环境进行互动,增强交互性和沉浸感。使人可以随心所欲的在环境中漫游,跟在真实的环境中体验一样。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。因此如何在PC 机上进行三维地形场景的真实感绘制是一个挑战性课题。三维地形场景的真实感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。文章运用分形理论生成三维地形场景,为了满足实时性的要求,采用连续LOD 算法和其它技术来加速地形绘制;为了满足逼真度的需求,采用纹理映射和光照映射。这种方法可以在普通微机上基于分形理论实现三维场景的真实感绘制,达到实时性和逼真度的要求。文章针对当前地形三维可视化及其实时绘制技术的研究现状,在现有三维计算机图形学、计算几何、科学计算可视化、虚拟现实、计算机网络的先进理论和技术成果的基础上,围绕地形三维可视化及其实时绘制技术中的三维真实感地形生成、分形地形模拟、地形简化和多分辨率表达等核心技术内容展开讨论与研究,目标是实现三维真实感地形绘制,更好地满足三维真实感地形绘制的实时性和逼真度。所做的主要工作有: (1)基于OpenGL 三维图形库及其工作原理,对三维真实感地形生成的基本过程进行了详细剖析,提出了一些加强渲染效果和加快绘制速度的具体措施。(2)基于分形的原理,对采用分形布朗运动模拟地形的方法进行了系统研究,给出了采用随机中点位移法中的“diamond -square"算法实现分形地形模拟的具体细节。(3)详细比较分析了各类多分辨率地形表示的数据模型和应用特点,为后续多分辨率地形表示奠定了坚实的理论基础。(4) 将分形生成技术与自适应四叉树多分辨率地形简化算法相结合,应用于虚拟驾驶器的虚拟场景生成技术中,并采用纹理映射增强场景真实感,有效地增强了虚拟驾驶场景绘制的实时性和逼真度。