随着虚拟化技术的快速发展，虚拟化桌面成为云计算研究的一大热点。目前的虚拟机系统主要采用CPU处理器以及模拟的虚拟显卡技术。然而，在虚拟化桌面中，CPU处理器已不能满足处理大量图形的需要。同时，模拟的虚拟显卡只能用来显示2D图形，不具备硬件加速的功能。所以目前的虚拟化桌面系统都存在图像显示差和图形处理能力低的问题。那么如何加速图形处理，就成为提高目前虚拟机系统图形性能的关键问题。本文在虚拟化桌面系统中采用GPU虚拟化方法中的API remoting对原有的VNC图形处理方法进行改进实现图形加速。改进的图形加速是由3D图形数据截取、2D桌面图形数据截取、高速数据传输、3D图形数据处理显示以及2D桌面显示五个部分组成。首先截取原有的图形程序数据，3D图形数据截取部分主要通过替换原有的OpenGL指令来截获OpenGL图形数据，2D桌面图形数据截取部分主要截取完整的2D桌面图形数据。然后，将截取的数据传输给高速数据传输部分，高速数据传输部分采用了高带宽、低延迟、可靠性高的域间通信系统来满足图形数据的传输。最后，由高速数据传输部分将图形数据传输到对应的3D图形数据处理显示以及2D桌面显示部分,通过重定向实现真正的GPU硬件加速和图形融合显示。采用图形加速方案的虚拟化桌面系统在功能上实现了流畅的3D游戏和高清的视频播放功能。在性能方面，采用图形加速后，处理复杂3D游戏的性能是传统虚拟机系统下的30倍，处理视频播放的性能是原先的4倍。