随着计算机科学技术的日益成熟及其软硬件迅速发展，计算机图形学和虚拟现实技术在影视动画、电脑游戏、工业仿真、军事模拟等方面的应用也愈加广泛。自然景物的真实感仿真一直是计算机图形学和虚拟现实领域最富有挑战性的研究热点之一，因为自然景物有着形态多样复杂，运动不规则，随机变化等特点，难以用一般的几何模型来表述和研究。海洋是自然景物的重要组成部分，与模拟植物地形、山脉瀑布、火焰雨水和云等自然景物相比，海洋模拟涉及到其无边际性，海面波动规律极其复杂，而且海面波动受到光学特性及各种力的作用和影响，又对真实感和实时性都有比较高的要求，这些特性使海洋的仿真更加具有挑战性。对此，本文从虚拟现实技术与海洋仿真技术的研究现状出发，结合当前无边际海洋建模与仿真技术，给出了海洋仿真的基本步骤并做出改进，权衡其真实感和实时性两方面，取得令人满意的效果，可以应用到实际的需求当中，高效地进行二次开发。在海平面网格建立方面，使用符合人眼视线规律具有自然属性LOD性质的“投影网格”算法，它是存在于投影空间的网格，并非传统的存在于世界空间的梯形或规则矩形网格，对该算法实现过程中出现的问题进行分析与解决，并对其进行改进，提出了一种非均匀的视平面投影网格采样算法。在海面波浪建模方面，介绍和分析了常见的海浪建模方法后，最终选择高效率的柏林分形噪声作为海面波浪高度场的扰动源，以及在构造二维柏林噪声时采用改进的调和插值方式，获得更佳的效果。在船尾迹仿真方面，具体分析了基于二维波动方程的有限差分法（FDM）求解模拟方法，并实现了基于粒子系统理论模拟方法，后者是根据船尾迹所受外力来构建其运动方程描述的，仿真结果表明，基于粒子系统方法既能正确模拟船行进时产生的尾迹，又降低计算复杂性，表现出较强的真实感。在海面光照交互方面，采用纹理映射技术，实现了反射、泡沫、刻蚀等效果。最后，对无边际三维海洋真实感仿真系统中出现的问题和不足进行了分析，并提出改进和进一步的展望。