真实感图形渲染是计算机图形学发展的一个重要方向，而目前的渲染技术都是基于物理的方法，通过模拟光线在场景中反射及折射反映出场景中的光照情况，从而通过计算光能来渲染出场景。采用算法一般是光线追踪技术，这种算法原理简单，实现方便，能够模拟出各种真实感的视觉效果，因此得到广泛应用。 本文主要介绍并实现了真实感图形渲染中的几个关键技术，通过将渲染技术中的两种方法光线追踪方法与辐射度方法进行对比，从而说明选择光线追踪算法来渲染图形具有更大的优势。由于光线追踪算法只是追踪光线在场景中的走向，并不能计算出物体与光线相交处的颜色值，因此需要建立起合适的光照模型，这样才能计算出交点处的颜色。在一些图形库中，如OpenGL，一般是使用局部光照模型，局部光照模型只是考虑直接光照的效果，而没有将场景中的光照情况做整体考虑，如场景中可能存在的漫反射，镜面反射都会对物体最终的颜色起作用。所以在真实感图形渲染中要建立全局光照模型，这样就得到了渲染方程。建立了光照模型，则光源对物体的光照效果有了量化。具体计算则是解出渲染方程，方法有两种，一种是用数学的方法，使用Monte Carlo积分方法，这样需要对光线的方向进行采样。还有一种是目前发展迅速的photon mapping算法。由于追踪光线时涉及到大量光线与物体的相交测试，因此需要用加速算法对场景进行处理，这样可以大幅度的减少相交测试，减少渲染时间。而加速算法目前流行的有两种方法，一种是使用包围盒，另一种是用KD树。最后生成图像需要使用还原技术，这是因为在计算渲染方程中，用到了采样，如果不使用过滤器来还原，那么生成的图像噪点很多，质量不高，这样就要对每像素多射入光线来弥补，显然这样会使渲染时间增加。而使用了过滤器，不但能减少每像素射入的光线数量，而且能提高生成图像的质量。 本论文主要研究真实感图形理论以及渲染真实感图形过程中的相关问题。 第一章介绍了两种渲染方法，一种是光线追踪算法，另一种是辐射度方法。 第二章介绍光照模型，这是渲染的基础，分为局部光照模型和全局光照模型两种。其中局部光照模型只是考虑直接光照情况。而全局光照将整个场景光照情况全面考虑，并且介绍了材质的一个重要物理量双向反射函数BRDF。 第三章介绍了光能传输，用两种方法来解全局光照方程，其中一种是Monte Carlo方法，另一种是最近流行的photon mapping算法。 第四章介绍加速算法，将场景做预先处理，使得以后的相交测试次数大幅度减少。 第五章介绍采样还原技术。 第六章介绍了系统的程序流程及渲染结果。