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新一代航空电子系统实现数字化，综合化，和智能化的核心与关键之一是机载图形显示系统。机载3D图形引擎的性能决定着机载3D图形显示系统的图形显示质量,稳定性和图形渲染效率，所以它是机载图形显示系统的核心部件。目前，国内高性能机载图形引擎还主要依赖从国外进口。为了从根本上摆脱在机载图形显示方面对国外发达国家的长期依赖，研制开发具有自主知识产权的机载3D图形引擎及机载3D图形显示系统具有重要意义。 论文对机载图形显示系统中的3D图形渲染管线进行了研究。首先系统地总结了机载图形显示系统相关的背景知识及研究现状。然后针对机载图形显示系统设计实现的复杂性及设计实现的复杂性，在研究分析了3D图形发生器组成架构及3D图形渲染管线的基础上，参考OpenGL图形接口规范了机载3D图形渲染管线。接着，论文对渲染管线中要的坐标变换、裁剪、光照，纹理贴图以及光栅化等关键算法进行了研究，并设计实现了3D图形库——MTIOpenGL。 在这些研究的基础上，论文开发了实验测试系统。通过构造多组测试样例，对论文设计的机载3D图形渲染管线进行了功能验证及性能测试。实验测试结果表明，论文仿真实现的图形渲染管线功能完备，性能稳定，图形生成质量良好,并且具有较高的图形渲染效率。论文所完成的工作，为后续用硬件实现图形系统的工作奠定了良好的基础。