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本文建立了单轴晶体光学物理量计算模型，以及单轴晶体物理光学现象实时计算机图形学计算模型。首先，对自然界中的单轴晶体光学现象进行了研究，分析单轴晶体所有可能出现的视觉效果，从物理光学角度进行了理论阐述，建立了适当的物理计算模型；再根据环境映射方法，以建立的物理计算模型为基础，从实时计算机图形学角度进行分析并建立了环境映射计算模型；最后，使用可编程图形硬件技术，以GLSL语言实现了这些效果。
可编程图形处理器的出现，成为了实时计算机图形学发展的最强大的推动器，是实时绘制领域的最关键的技术之一。