与一般户外场景的云景渲染系统不同,面向飞行模拟的三维云景实时渲染系统具有视点海拔高度大、运动速度快等特点,需要更大范围的云场数据和更高效的实时渲染技术支撑。进一步,提高云场的视觉真实感是一个较为困难的工作,在现有三维云景实时渲染系统中缺乏同类解决方案。针对以上几点问题,本文提出一种基于动态采样的光线行进体渲染技术的三维云场渲染方法,在云场覆盖范围、实时性、真实感、可控性方面都有较大的提升。在云场范围方面,本文将二维卫星图像简单拓展为三维结构,并对三维结构进行加噪。通过选择改进的过程噪声方式,实现了系统在多种距离条件下的渲染质量。在实时性方面,改进过程噪声较传统合成噪声更为快速。运用渲染到屏幕的技术及帧局部更新技术,弥补了光线行进算法这种计算密集型算法的低效缺点。在真实感方面,从FY2E卫星的全圆盘标称图像文件中提取灰度以及分类数据,运用多层云场渲染的方式,在保持帧率不变的前提下,有效改善了由二维图像向三维结构拓展时遇到的信息缺失问题。在可控性方面,本文对过程化噪声进行了参数化处理,能够于系统中实时调整噪声的合成,进而调整云场的整体表现。本文在第二章介绍了云的一些基本知识。在第三章介绍了图形学领域内有关三维云渲染技术的尝试,并进行了分类和归纳。本文的第四章介绍了光照计算基础并着重探讨了重要的散射相位函数的相关知识。本文的第五章细致介绍了课题中渲染系统的实现,利用渲染到屏幕的技术,能够有效减少对内存与计算资源的依赖。在第五章的实验中,本文,针对云层的稀疏体素问题,优化的采样算法有更好的近距离效果以及更远的探测距离。本文的过程化噪声计算开销较小,能够满足多种尺度下的渲染任务,其可控性也很高。本文采用的多层云场重建方法非常简单,但能够达到很好的视觉效果。