虚拟战场环境技术主要包括自然场景,如地理场景、海洋场景、气象场景、空间场景,以及武器平台实体、战场特效等部分的建模与绘制技术。大规模虚拟战场具有范围广大,自然场景复杂、武器平台实体和战场特效类型多等特点。为了提高绘制效率,需要实时处理包括地形、实体、气象、空间等方面的海量存储数据,这就对系统中的存储数据调度算法和组织结构提出了很高的要求,为了增强战场场景的真实感,对战场特效的逼真性要求也很高。本文在分析虚拟战场实时绘制系统中数据管理组织模型与特效生成要求的基础上,对其中涉及的主要问题进行了研究并给出了算法实现。本文完成的主要工作和取得的主要研究成果包括:首先,对传统三维大规模场景绘制中基于虚拟景物物理分类调度时存在的效率问题,将本体思想引入到三维场景绘制中,对资源消耗最大的元本体进行分析,提出了基于虚拟景物元本体的数据调度算法。试验表明,该方法能够最大限度的降低在绘制复杂场景过程中绘制景物元本体对系统资源不必要的消耗,有效提高大规模虚拟场景绘制系统的渲染效率。其次,使用粒子系统实现了对战场特效的实时绘制,研究相关特效物理模型并在充分吸取已有成果的基础上提出了基于简化模型的物理建模方法,在保证绘制效果的同时尽量提高系统的绘制效率。最终完成了对火焰、烟尘、水柱、尾迹、爆炸和舰船艏艉浪的模拟,并定义了相关接口,已应用到虚拟战场绘制系统中。增强加强了系统的“沉浸感”与“真实度”。再次,为了改进特效绘制帧数,研究并提出了基于GPU的特效绘制组织方法,该方法通过将各项粒子参数保存到纹理象素的(R,G,B,A)的四个浮点数中,粒子参数的实时更新始终在显存中进行,利用GPU强大的多通道并行处理能力进行加速,同时又减少了GPU与CPU的频繁通信。使得粒子特效的绘制效果和效率有了很大的提高。