随着虚拟现实技术应用的深入,人们对虚拟场景的复杂度和真实感要求越来越高,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。三维地形场景的真实感绘制追求的两个目标是绘制的逼真度和绘制的实时性,需要在不明显降低图像质量的条件下保持较高的交互帧速率。本文深入研究探讨了多分辨率层次细节LOD简化技术及其经典算法,ROAM算法的基本原理和简要实现,研究了相关技术问题,包括LOD层次选择、误差控制、以及T连接和裂缝消除等,并作出了各种算法的优劣比较。分形理论在模拟自然景物时有着巨大的优势,这主要因为分形方法产生的不同模型,能完好地保持模型的拓扑结构,只是在精细结构上具有一定差别,因此具有良好的反走样效果。因此本文深入研究分形几何中的重要内容布朗运动的数学定义和性质,用数学证明了分形布朗运动满足真实地形的若干性质,充分的从理论上证明了分形布朗运动是可以模拟真实地形的。提出将基于分形理论的随机中点位移算法与基于自适应四叉树多分辨率地形简化算法相结合生成基于VRML的虚拟地形场景,并对生成的场景采取消除裂缝,纹理映射等一系列的优化措施,提高了虚拟场景绘制的实时性和真实感,为中北大学虚拟校园的建设起到了一定的推动作用。