虚拟现实（VR：Vrtual Reality）是对现实世界的模拟，除了对四维时空的模拟外，还包含沉浸式或半沉浸式的人机交互界面。将虚拟现实技术融入工业产品的设计过程已经被证明是很有成效的。计算机技术的迅猛发展和计算机的普及使基于微机的虚拟现实技术正成为研究热点。 有两种方法实现基于微机的虚拟现实：基于图象的方法（IBM：Image-Based Method）和基于建模的方法（MBM：Model-Based Method）。这两种方法各有其优缺点。如：基于图象的方法虽然实时性和逼真性都很好，但只能实时测览，而不能实时操纵；基于建模的方法虽然支持实时操纵，但其真实感较差，在动态建模、碰撞检测等方面还存在技术难点。 近年来，网络技术的飞速发展为实现基于Internet的多用户分布式虚拟现实提供了条件。本研究的目的就是：在分别研究基于图象、基于建模、图象与建模相结合的虚拟现实理论与实现方法的基础上，充分发挥基于图象的方法与基于建模的方法各自的优点，结合对网络实时渲染技术的研究，实现基于Internet的图象与建模相结合的虚拟现实系统。 本研究属于应用基础研究，主要研究成果如下： （1）提出了一种实用的三维重建方法，该方法避免了复杂的照相机定标，对硬件设备要求很低，实现了基于序列图象的虚拟场景自动三维重建。 （2）提出了视图分段插值方法以解决虚拟测览中的透视关系一致性问题，实现了基于图象的虚拟环境三维重建和虚拟浏览系统。 （3）提出并实现了基于分类的动态图结构（CDG），该结构支持面向关系的碰撞检测，很好的解决了虚拟CNC铣床环境下碰撞检测的唯一性和完全性问题，在很大程度上提高了碰撞检测的实时性，并实现了虚拟环境下的关联运动。 （4）提出了动态八叉树结构和相应的自相似裂变递归算法，实现了虚拟环境下的可加工工件动态建模。 （5）提出了基于视觉敏感度的渲染细节水平分配、远虚近实、时间优先、以及并行渲染等策略以提高基于Internet的虚拟环境的实时渲染效率。在Internet上实现了基于图象的虚拟车间和基于建模的虚拟CNC铣床。 （6）提出并实现了的映射对应方法，以解决图象与建模相结合的虚拟 武汉理工大学博士学位论文现实所面临的视觉一致性问题，实现了图象与建模相结合的虚拟加工环境，该系统结合了基于图象的方法与基于建模的方法的优点，既有很好的真实感和实时性，又有很好的交互性，有很好的应用前景。