在当前计算机运算处理能力与显示能力共同提升的情况下,同时又要保证一定的程序运行效率的基础上,计算机可以绘制出更加逼真的三维场景。然而传统的游戏画面还停留在过去的图形硬件显示水平上,游戏场景相对而言比较粗糙,已经不能满足当前游戏产品的新需求,如果一款大型的3D游戏还是以较差的显示效果发布的话,极有可能会在第一时间里被玩家淘汰掉,那么游戏本身在的其他方面所做的创新与改造也会失去其意义。针对这种情况,当前的游戏产品需要加入更多利用实时渲染的场景元素,以增强场景的真实感体验。本论文研究的对象是游戏中水面的实时渲染与阴影的实时渲染,目的是为了将水面与阴影这两种效果,以更加符合人们审美观的方式应用到游戏的场景中。水面渲染部分研究了水面效果的数学模型,包括水面波浪起伏变化的模拟和水面光学效果的计算,并将其转化为数学方程公式。水面渲染的整个过程,从图形渲染的角度可以拆分成几个相对独立的渲染单元与计算单元,分别对其进行独立的设计实现。同时水面渲染要涉及到多个水面信息调整参数,将这些参数添加到场景编辑器中进行编辑,会渲染出多种不同效果的水面。阴影渲染采用了模板阴影体与阴影贴图两种不同实现技术,本文深入研究了这两种阴影效果的实现原理以及它们各自的特点,分析设计了这两种阴影的实现流程,并且针对各自的实现特点进行了效果与效率方面的对比,最后详细描述了这两种阴影在实现过程中的关键步骤,以及在项目应用中的方法与技巧。将以上两个方面的效果应用到游戏当中,会对游戏场景的真实感起到很大的作用,让玩家具有更强的置入感,尤其是对于写实风格的游戏来说。同时论文的研究的方案可以应用于多个领域,比如说虚拟现实的展示、电影特效模拟、广告的制作等等。