随着中国数字娱乐产业的发展,中国网络游戏也保持着强劲的增长势头,网络游戏的兴盛,是数字娱乐文化发展的一个必然环节,因此3D游戏引擎技术成为计算机图形学研究的热点问题。游戏及虚拟现实等模拟系统都具有感知性、沉浸性、真实性等重要特征,随着计算机硬件水平的不断提高,游戏场景的真实性成为衡量系统性能的一个重要标准。电子科技大学数字媒体研究所研究的“网络游戏公共技术平台关键技术研究”和“支持数字媒体内容创作的集成环境”两个国家863项目,就是对数字媒体技术和游戏引擎技术的一种尝试。结合以上项目,本文研究了在游戏引擎中真实感特效方面的一些关键问题:高动态范围、景深模拟及运动模糊,并在已有的引擎基础上开发了三个特效插件。本文对课题的研究主要集中在以下三个方面。高动态范围技术,是逐渐开始流行的实时绘制技术中的一个热门研究领域,其技术出发点就是让计算机能够显示更接近于现实照片的画面质量。本文从光照模型着手,在GPU上实现了对Phong模型的扩展;接着探讨了高动态范围技术,详细介绍了高动态范围的绘制技术和实现流程,在我们的游戏引擎中以插件形式实现了基于GPU的高动态范围光照系统,增强了视觉真实感。景深是人眼视觉系统中成像的重要特征。本文从光照效果的成像机制,对透镜成像模型与针孔成像模型进行研究,在此基础上提出一种在计算机三维场景成像中实时地模拟出景深效果的算法。算法利用了MRT(Multiple Render Targets)技术及GPU的可编程性,对清晰图像和模糊图像进行融合,实现了实时景深模拟,增强了用户的沉浸感。运动模糊是虚拟环境和3D用户界面真实感的表现之一。本文继续研究光照效果的成像机制,在计算机上模拟真实相机对运动物体的拍摄产生的运动模糊效果。为了提高执行效率,我们将计算转移到了GPU,实现了对运动模糊的实时模拟,并以一个匀速直线运动物体为例,展示了运动模糊系统的模拟效果。在本文的最后,我们将运动模糊与高动态范围光照系统和景深模拟结合,综合展示了三个特效插件的集成运行效果。