虚拟现实技术是20世纪末发展起来的一项涉及众多研究领域的综合性高新技术，其在军事、航天、教育、娱乐等领域得到了广泛应用和发展，并为文化遗产的保护提供了新的技术和手段。目前，文化遗产的数字化与保护成为了国际研究热点问题之一，许多国家都正在积极地建设代表本国历史文化的数字博物馆，这对保护、研究以及传播历史文化遗产起到了非常重要的作用。本文以“甘肃省数字博物馆”项目为背景，进行了研究和实现。本文主要围绕着虚拟博物馆建模技术、网格模型的简化算法以及场景优化技术进行了相应的阐述和研究，其主要工作和进展如下：(1)本文通过分析和研究了虚拟场景的一般建模方法，根据各种建模方法的优缺点，提出了虚拟博物馆的建模方法，并给出了建模流程和场景组织结构等可行性技术方案，为虚拟博物馆的建立提供了整体框架和理论基础。(2)针对虚拟博物馆复杂模型的简化问题，本文在已有的简化算法基础之上提出了一种基于视觉效果的QEM改进算法，通过引入离散曲率和局部区域面积两个加权因子来计算二次误差测度矩阵，从而得到相应的边收缩代价，然后选择收缩代价较小的边，进行半边折叠操作。实验结果表明，本文提出的算法能够较好地保留原始模型的细节特征，简化速度较快，得到的模型质量较高。(3)在场景优化方面，本文提出了一种场景加载调度管理机制，在保证场景模型质量的前提下，尽量降低场景复杂度，提高场景显示的实时性。在场景的加载管理方法中，本文提出了一种基于时间和重要性的LOD选择绘制方法，通过限定总的绘制时间，根据文物模型的重要性，来选择合适级别的LOD模型进行场景模型的加载和绘制。将该机制运用到虚拟博物馆漫游系统中，结果表明漫游场景画面流畅，有较好的视觉效果，实现了虚拟博物馆实时漫游的目标。(4)针对网络环境下实现虚拟博物馆漫游的特定需求，本论文提出了以采用支持HTML5的浏览器为展示平台，在该平台上实现三维场景的实时显示，实现用户在数字博物馆虚拟场景内的漫游交互。