三维图形技术是近年来得到众多关注和发展较快的技术之一,在虚拟现实、实时仿真、数字城市等领域有着广泛的应用。目前数字娱乐产业在我国发展迅速,然而其中的核心技术即三维图形引擎部分被国外所掌握,因此对这方面的研究尤其重要。图形渲染是三维图形引擎的重要组成部分,是评价三维引擎的一个重要标志。在分析和研究三维图形引擎的结构和工作流程的基础上,自己建立了一个三维渲染引擎,它以三角形为建模和处理的基本几何图元,其次在建立三维渲染引擎的同时还建立了一个支持三维引擎运行的数学库,该数学库主要提供了向量、矩阵和四元数的运算。首先以三维图形引擎的流水线为主线,分析了3D流水线的各个步骤,接下来重点讨论了两个重要的渲染部分:光照着色和纹理映射。它们在三维渲染方面非常重要,是模拟真实世界的关键技术。本文所实现的渲染引擎是采用软件渲染的方式,所有的空间变换、光照、纹理映射以及光栅化都用程序代码实现。本论文的特色之处包括:(1)实现了一个完整的渲染引擎,3D代码部分不使用任何的图形支持库,可以方便的在各种不同的平台下移植,仅在输入控制时调用了DirectX的API。(2)提供3D运算需要的一套数学函数,整套函数在实现过程中在算法上进行了一定的优化。