虚拟现实技术在计算机仿真、数字地球和游戏娱乐等领域都有广泛的应用。这些应用不仅要生成高度真实的复杂虚拟环境,而且用户要和虚拟环境进行互动,增强交互性和沉浸感。使人可以随心所欲的在环境中漫游,跟在真实的环境中体验一样。随着虚拟现实技术应用的深入,人们对虚拟场景的要求越来越高,远远超过了计算机图形硬件实时处理能力。因此如何在PC机上进行三维地形场景的真实感绘制是一个挑战性课题。本论文从分形理论,三维地形建模和虚拟场景三个方面逐步进行了深入讨论。首先,讨论了基于OpenGL三维图形库及其工作原理,对三维真实感地形生成的基本过程进行了详细剖析,提出了一些加强渲染效果的具体措施。其次,基于分形的原理,对采用分形布朗运动模拟地形的方法进行了系统研究,给出了采用随机中点位移法中的“diamond-square”算法实现分形地形模拟的具体细节。第三,为了使生成的三维地形更具实时性,提出了一种改进的实时连续LOD生成算法。该算法首先采用Mortan码的编码方式对地形数据进行简化,并利用不完全四叉树存储简化后的高程数据;然后根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于不完全四叉树的LOD模型,同时采用逐层找邻法调整不同层次之间的裂缝,并给出了寻找不同类型邻居的实现过程;最后采用背面剔除算法将起伏地形的不可见部分去除。实际编程时,由于采用了Hibert填充曲线方式存储四叉树结点,并采用隔层四叉树方式访问结点数据,从而提高了大规模地形的绘制效率,取得了良好的地形实时绘制效果。