虚拟现实是一种高端人机接口,包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互,具有交互、沉浸、想象三个特性。虚拟现实系统中,真实地模拟感官要素认知事物的方式,直观、准确地表示所创建和成像的数据,称为构造场景(或境界),也称为创建虚拟场景。在虚拟场景中真实感包括几何真实感、行为真实感和光照真实感,它是实现虚拟现实系统“31”特性,使用户获得身临其境的感官体验的基础。设计一个虚拟现实系统除了必须具备相关的硬件设备外,关键的问题是如何构建一个逼真的虚拟环境,这个环境包括三维的虚拟场景、立体声等等。由于在人类接受的信息中,视觉摄取的信息量最大,约占60%,而且反应亦最为敏捷,所以场景太简单,会使用户觉得虚假,而复杂逼真的场景又势必影响图形驱动的实时性,增加交互的难度。因此创建一个逼真合理的场景模型,并能实时动态地显示,对于虚拟环境的构建至关重要,是虚拟现实最重要的研究领域之一。本文基于视觉感官,以北京交通大学校园场景为实验对象,对如何实现真实感较强的虚拟场景进行了一定的研究和实验,在此基础上完成了北京交通大学校园虚拟现实系统的优化。本文的具体研究内容如下:1、分析和比较了虚拟场景的三种建模方法——基于图形渲染的建模方法、基于图像的建模方法、基于图形和图像的混合建模方法,重点研究了纹理映射的基本原理,确定了本文采用基于图形和图像的混合建模方法来创建场景模型。2、研究和总结了真实感虚拟场景的绘制技术——光照模型与多边形绘制算法、光线跟踪算法、消隐算法、LOD管理和DOF技术。3、提出了虚拟场景模型的创建流程,在模块划分的基础上,运用Creator工具完成了地形、建筑物、植物模型的创建、优化及场景整合,其中模型优化的过程是实现真实感场景的关键之一。4、研究了实时仿真中的场景绘制过程和碰撞检测技术,并在Vega环境中对优化后的虚拟校园场景进行了仿真,实现了系统的实时漫游。