在现实生活中阴影为我们提供了大量的三维空间信息,虚拟场景中阴影不仅能够增强场景的真实感,同时也能够帮助判断场景中物体的空间相对位置关系。阴影绘制算法的真实感和实时性之间的矛盾,是计算机图形学和虚拟现实技术目前所要解决的一个基本难题。在研究国内外众多论文的基础上,本文从真实感和实时性出发,对经典的阴影绘制算法进行改进,主要研究和创新性体现在以下两个方面:提出了基于四叉树结构的自适应阴影绘制算法,研究解决传统阴影绘制算法中的走样问题。以Lance Williams的经典阴影映射算法为基础,采用四叉树的层次结构来自适应细分阴影图消除阴影映射算法的走样问题,运用非一致的分辨率来细分阴影图,使之满足视点局部需要的纹理分辨率。借鉴传统的阴影绘制算法,研究解决阴影映射算法的精度走样问题以及算法精度与算法效率之间矛盾,实验表明,该算法大量的节约了纹理存储空间,同时提高了算法的真实感。研究了基于四叉树的自适应阴影绘制算法的GPU加速模型。本文从图形处理硬件(GPU)流处理器的结构特点出发,建立基于四叉树的阴影绘制算法的GPU加速模型,解决传统阴影映射算法的实时性难题,从而平衡精度与效率间矛盾。