论文通过比较和分析发现流行的交互式三维建模平台主要有两点局限性:(一)构建三维对象模型与最终用户在虚拟仿真系统中使用三维模型相脱离;(二)现有三维建模平台难以满足用户运行虚拟仿真系统时对场景中的特定对象交互式操作、计算和改变对象属性,赋予对象新属性、分割对象及将多个对象进行关联动作等功能的特殊需要.但在物理仿真时这些功能必不可少.这些因素制约了交互式三维建模平台在物理仿真领域的应用.为此,该文首先探讨了交互式三维建模的关键技术,并且对要开发的应用软件运行环境进行了比较、对软件的二次开发及可扩展性进行了分析.在此基础上,作者完成了面向物理仿真的交互式三维建模平台的用户界面、可视化三维场景数据表示、交互式三维建模等主模块开发.论文还分析和比较了目前整体光照模型中主要的快速光线跟踪算法,发现这些算法都未能克服光线跟踪算法固有的计算量大,难以应用于实时绘制的缺点.针对这个问题,论文研究与探索了虚顶点法应用于光线跟踪的快速算法的可行性,改进和实现了平面反射和折射情况下的虚顶点法光线跟踪算法,结果表明该算法绘制速度显著提高,能用于实时绘制.