在众多的三维虚拟环境中,三维地形是最主要的构成要素之一。因为地形具有覆盖面积广和数据量大的固有特点,如何在诸如地理信息系统、军事仿真系统、大型三维游戏等应用场景中实时渲染三维地形一直是图形学中的一个重要问题。近些年来随着“数字地球”和VR等应用技术的不断升温,如何对三维地形进行简化并实时渲染成为了图形学的研究热点之一。基于该背景,本文以实现全球范围三维地形实时漫游渲染为目标,对大规模地形简化与实时渲染相关技术进行了研究。大规模地形渲染中主要存在两大难题,其一是显卡是个资源有限的系统,无法对海量的地形数据进行实时处理,其二是当地形规模大到一定程度时,内存无法将数据全部加载处理。针对这两个难题,论文对现有主流的基于四叉树的动态多分辨率LOD地形绘制算法以及基于分层分块策略的out-ofcore技术进行了深入研究,并进行了针对性的改进与优化,提出了一套完整的针对全球三维地形的简化与实时渲染技术方案,实现了对全球地形的高效实时渲染。总结起来,论文完成的主要研究工作与贡献如下:1.对全球SRTM地形高程数据中所存在的问题进行了分析,采用去空洞处理、边缘连接处理以及三次样条插值缩放处理,使地形数据达到了符合四叉树LOD算法进行地形渲染的要求。2.对out-of-core技术中常见的分层分块策略进行了研究,提出了一种对全球地形多层划分的方案,避免了传统金字塔模型导致的过多外存数据冗余。同时采用基于视点相关裁剪的增量数据调度方案,以及基于LRU策略的双缓存算法,最终实现了对全球地形数据的内外存高效调度。3.对比分析了常见LOD算法,对基于四叉树的动态多分辨率LOD地形绘制算法进行了研究,通过建立更为简单有效的节点评价系统,并使用了改进的多线程方案,实现了对全球地形的实时简化渲染。4.分析了四叉树LOD算法中存在的裂缝问题与Popping跳跃现象,对限制四叉树与非限制四叉树下的裂缝处理方案进行了探讨与改进,并针对限制四叉树提出了一种层级差限制算法,能够仅对可见域内地形进行层级差限制。论文进行了大量的实验工作,实验结果验证了论文提出的各种方案与改进算法的有效性。最终,基于这些方案策略与算法,论文实现了一个全球地形实时渲染系统,该系统高效可靠,能够实时地对全球地形进行三维渲染。