近年来，计算机图形学技术迅猛发展，在计算机动画、虚拟现实、数码艺术、影视娱乐等领域获得广泛的应用。而这些领域的应用又反过来刺激计算机图形学的发展，朝着真实和实时的目标更进一步。为达到这一目标，良好的可见性判定算法必不可少。它只把场景中的可见模型送进渲染管道，从而减轻图形渲染系统的处理负担，正确显示场景的同时实现更快的渲染速度。随着应用需求的提高，场景的规模越来越大，速度也越来越苛刻，现阶段可见性算法研究已转向大规模场景的实时消隐判断。进入21世纪，随着消费电子类产品的发展，在诸如手机、PDA、掌上电脑之类的移动终端实现3D图形显示功能已成为必然的趋势。在功耗和性能有限的移动设备中设计实时高质量渲染的图形系统，是面向片上三维图形渲染系统研究和设计的热点。此时，可见性算法直接影响着片上图形系统的处理负担、渲染速度和功耗等，需要有合理优化的设计方案。 本文从计算机图形学的可见性算法角度出发，研究在大规模场景-F的消隐技术，以及在片上三维图形渲染系统的优化实现方案。本文完成的工作内容和特色如下： 1.对可见性判定算法现有主要研究成果进行综述，对其进行比较，并点明改进的大体方向。重点分析了深度缓存算法在实时消隐中的应用和面临的问题，以及各种其改进算法。 2.重点研究大规模场景的分布特性，利用现有算法的优点和硬件资源，提出了一种新的适合大规模场景的可见性判定算法_--一层次遮挡平面算法，并在一个软件图形渲染引擎中实现该算法，且对算法的性能进行了测试和分析。 3.研究并实现了一个传统架构下的消隐硬件模块以及一个屏幕分割算法下的图形流水线像素处理后期的硬件模块，其中涉及到层次Z缓存算法、Cache技术、瓦片光栅算法和FlipQuad反走样算法等的实现。设计考虑了片上图形渲染系统的资源、功耗和实时要求，初步探索了硬件实现的优化方案。从整体架构出发，考虑模块的最佳方案，是本文设计图形流水线像素测试后期模块的重要理由。