实时计算机图形学是CAD系统的一项核心技术，可以满足设计人员对场景的真实感和实时交互性的要求。虚拟现实则是CAD的发展新方向。本文主要讨论了实时计算机图形学和虚拟现实技术在三维机械CAD中的应用。在对机械产品造型特征分析的基础上，提出了一种基于实时渲染技术的虚拟机械产品设计工作室系统，为产品设计人员提供了交互式实时操作产品模型几何信息、表面渲染信息、虚拟漫游装配场景和立体显示等功能。对提高设计人员和用户的交流效率，优化设计质量有较重要的作用。主要研究工作概括如下：1．设计了一种基于构件的虚拟工作室体系结构，包括数据库、功能构件以及界面管理，是一个开放性的软件架构。2．建立了新的文件结构，将场景数据和模型数据统一保存、分别处理，并对模型进行了层次划分，满足不同的选择策略要求。3．设计了集成视窗，提供给设计人员四种不同的交互操作模式，适用于不同的场合，可以顺畅地进行浏览、操作。4．提出了模型几何变换操作重新组合的概念，设计并实现了变换子集的实时交互式操作器。5．设计并实现了三维模型实时渲染功能，包括场景的实时光照、阴影、雾效以及模型的材质和纹理，并提供了图形输出功能。