随着计算机技术的不断发展和软硬件条件的日益更新,虚拟现实技术作为未来发展的一项代表性技术,已被广泛运用到了社会各个领域,其中包括电脑游戏、影视动画、工业仿真、军事模拟等等。而自然场景的真实感仿真作为虚拟现实技术的一个分支,因其复杂多变的特点,一直是最具关注的研究点之一。海洋场景作为其中的一部分,因其形态多样,变化随机,并且伴随各种交互情况的发生,所以交互式海洋系统的真实性模拟在该领域中更具挑战性。本文主要的研究内容如下:本文采用了符合人眼视觉规律的投影网格算法进行海面网格建模。此方法创建的网格具有LOD特效,并且能实现无边际的效果。本文采用Perlin噪音作为扰动源来模拟波浪的起伏形态,在构造柏林噪音时采用了改进的调和插值方法来达到更好的效果。本文采用法线扰动的技术进行海洋表面纹理映射。利用此方法处理的纹理不仅具有各个角度的凹凸效果,还能在海面网格分辨率较低的情况下,达到较理想的视觉效果。在光照交互方面,本文采用了纹理映射技术模拟了海面全局反射,并在此基础上结合HDR高动态光照渲染技术仿真了太阳的高光反射效果。此外,利用渲染到纹理技术(RTT)模拟了近景反射和水底折射效果。最后根据动态纹理映射的方式模拟了海底刻蚀现象。在海洋天气交互方面,本文采用粒子系统方法模拟了雨、雪天气效果。在船舰与海洋的物理交互方面,本文利用开尔文模型与粒子系统相结合的方法模拟了船舰运行过程中的尾迹效果,并且从船体六自由度模拟了波动海面下的浮沉效果。