虚拟现实场景的仿真是虚拟现实领域的基础工作。海浪场景是虚拟现实场景中较为复杂的场景之一。首先,海浪的形状复杂,不能由简单几何体构造,在使用基本几何图元构造时需要大量的数据。其次,海浪是动态变化的,每一次变化都要求计算机重新进行一次绘制。再次,海浪的形成受多种因素的影响,波形的变化规律多种多样,海浪的形态在不同的时刻具有随机性。最后,海洋环境多样,天气多变,环境光源需要考虑各种法线的反射与折射。海浪最终颜色不宜确定。如果光照不能处理好,将极大影响海浪模拟的真实性。正是由于海浪场景的复杂,海浪的建模与绘制存在许多难点。本文分别对海浪场景的建模与绘制技术进行分析与研究。首先,针对海浪谱方法在建模时存在的周期性重复现象及真实感不强的问题,本文提出基于扰动的海浪谱建模方法。为了在海浪谱上叠加柏林噪音扰动,给出依据视点位置的叠加策略。当视景体中出现较大面积海面时,依据本文给出的叠加公式,将柏林噪音与海浪谱生成的高度图进行叠加,使得相应海面的高度图发生变化,进而减弱周期性重复现象并提高海面真实感。其次,针对光线跟踪算法在动态海浪绘制时帧率较低的问题,本文从海浪场景三角形分布不均匀的特点出发,提出适宜于海浪场景的基于简单光照的光线跟踪算法及其加速结构。光线跟踪算法的光线跟踪策略要依据光照模型,海浪场景中全局光照模型的光线跟踪策略有许多的跟踪是不必要的,因此,提出简化折射与限制反射光线条数的简单光照模型。海浪场景中对象大多分布在海面高度一定正负范围内,在加速结构建立时,相当多的时间消耗在了海面上部与天空盒之间的空白区域,因此提出多层次的加速结构及选择性更新的策略。最后,分析海面漂浮物漂移过程的风流条件对运动的影响,研究蒙特卡洛方法在漂移模型计算中的应用,基于本文提出的海浪建模与绘制技术,建立一个用于飘移模型的海面三维可视化系统。