虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境。实时、逼真的虚拟环境建立是虚拟现实技术的核心内容。开展虚拟场景实时生成与实时显示支撑技术的研究，并将研究成果以算法形式融合到各虚拟仿真环境中，以进一步实现真实感和临场感无疑具有重要的研究意义。 本文首先围绕虚拟现实平台显示系统设计做简要的介绍，主要针对两个方面：图形底层模块和上层扩展模块的设计；然后提出了基于可编程图形硬件来实时生成真实水面的渲染方法，通过实现水面建模和水面折射和反射效果来完成整个渲染的过程。在正弦波叠加的同时，利用两个凹凸纹理实现水面的动画效果，通过实时的纹理映射技术实现水面的反射、折射和菲涅尔等水面光照效果。 在大规模地形设计上传统的算法是四叉树结合LOD技术将大规模数字高程模型数据(DEM)进行分块，并对块内数据按照分辨率的大小分层存储。本文基于限制性四叉树LOD算法提出了预编译算法，提高了地形读取速度，增强了实时显示效果。该算法是基于限制性四叉树的一种高效的规则网格划分方法，内存开销少，降低了CPU的负担。 森林植被的实时可视化技术是复杂虚拟环境渲染的重要组成部分，也是影响虚拟环境逼真度的重要因素之一。本文提出了一种基于离散LOD-Imposter技术的森林实时渲染算法，该算法利用像素作为LOD选择参数，通过像素阈值判定对不同面数的模型进行选择渲染，使用二叉树遍历算法对场景中树的节点进行遍历，利用Imposter技术对距离较远的模型用一张texture进行渲染。通过使用关键帧增加树的动画效果，利用动态的光影效果提高了模拟树的逼真性。