文物的虚拟化和数字化对于文物的保护、展示有十分重要的意义。我国的各个博物馆正在开展文物的数字化、网上展示、增强现实展示等工作。提高虚拟文物的仿真度,可以在文物保护、展示等方面达到更好的效果。虚拟文物仿真技术的实现通常分为两个部分:三维模型的高仿真度可通过三维结构光扫描仪获取文物的深度信息与纹理信息来实现;材质光照效果的高仿真度是本文的重点研究对象。本文提出了一种通过实时改变虚拟文物的直观物理属性来满足观察者对文物的仿真感的方法。所设定的直观物理属性与双向反射分布函数的参数相关联,通过实时调节文物的粗糙度、金属性、反射性、透明涂层和透明涂层粗糙度等物理属性值,可以实时改变双向反射分布函数模型的计算结果,来模拟不同的材质的光照效果,从而仿真不同类别的文物。双向反射分布函数模型是实现不同材质对于光照效果模拟的模型。传统的测量模型拥有高仿真度但不具备可调节的参数,物理模型拥有可调节的参数但仿真度不够高,本文设计了一种基于均方误差、峰值信噪比和每秒传输帧数等参数的评估算法对不同的双向反射分布函数物理模型进行了定量的评估和分析,基于评估结果设计了混合双向反射分布函数材质效果模型,其结合了测量模型的高仿真度与物理模型的可调节性,实现了不同材质对于环境光的真实效果模拟。在点光源方面,本文提出了一种衰减算法来模拟点光源的真实效果。为了在尽量减少人为的干预的同时,又能够使得特定文物在展示其模型的过程中,自动获取与其较为匹配的各项物理材质参数,本文引入了迁移学习的图像识别分类算法以及材质参数数据库,使得模型能够方便的获取与其种类较为匹配的参数。实验结果表明,基于本文所提出的算法,可以对各种文物进行高度仿真。