植物是一种重要的自然环境元素,对植物进行虚拟仿真和真实感渲染一直是计算机图形学的研究热点之一,本文在前人工作的基础上,在三维植物网格并行生成及渲染领域进行了一定的研究工作。在三维植物网格生成方法上,本文提出了一种基于GPU(Graphics Processing Unit,GPU)加速的L-系统植物网格并行生成方法。该方法利用GPU的SIMD计算能力,将同一迭代层次所有树枝的前驱数据分配到不同计算单元同时进行网格生成计算,使元数据树生成和图形解释两部分工作完全在可编程图形硬件中完成,避免了原有基于GPU的L-系统方法需要CPU参与的问题,绕开了计算机主内存与显存之间的数据传输瓶颈,提高了算法的运算速度;在树枝多边形网格的生成过程中,利用Frenet标架产生以任意参数曲线为轴的植物三维网格,解决了传统方法只能生成特定形状树枝的问题。在植物的真实感渲染方面,本文提出了一种基于深度剥离的屏幕空间环境遮挡植物渲染算法(Depth-Peeling based Ambient Occlusion,DPAO),该算法通过深度剥离过程萃取了多深度层次的Z-Buffer,为遮挡计算提供了更精确的遮挡采样片段,针对原有屏幕空间环境遮挡算法存在的自遮挡距离误差问题,利用深度剥离技术进行了修正,从而得到了更具有物理真实性的植物渲染结果。实验结果表明,本文方法能够在高帧速率情况下实现三维植物网格的并行生成和真实感渲染。