随着计算机硬件技术的发展,在一般PC机上运行复杂三维应用已变得非常普及,特别是三维游戏、虚拟现实、数字城市等三维应用发展迅速,因而这些应用背后的实时三维图形软件技术的研究与开发就变得越来越重要。可以预见到对实时三维图形技术的应用将会持续增长。本论文研究的目的是设计和实现一个实验性的微型实时三维渲染系统MRRS(Mini Real-time Rendering System),该系统实现的文本渲染和场景渲染优化技术,已成功应用于珠江新城数字城市项目之中。作为一个基于OpenGL的微型三维引擎,MRRS包含向量和矩阵模块、多定时器模块、照相机模块、视图体模块、基于Unicode的中英文混合文本渲染模块、纹理加载库模块和八叉树模块。MRRS能够渲染基于八叉树的场景文件,可以根据自定义的递归深度和单个节点的面数限制进行场景的八叉树重构,能够高品质地渲染中英文混合的任意字符串,能够支持多种字体,多种字体大小的字符串渲染以及动态文本的渲染。MRRS支持可调整的渲染帧速和场景漫游,实现了场景漫游的路径记录和回放功能。MRRS也优化了视图体与AABB盒相交检测算法。为了增强应用的健壮性(Robustness),MRRS还使用了资源管理和资源泄漏检测技术。本论文研究主要涉及计算机图形学,向量和矩阵理论,字体技术,面向对象设计,资源控制,场景数据结构设计等方面,所有研究结果都集成在MRRS系统中,最终的MRRS系统是一个可扩展的C++应用。文章分为5部分。第一部分介绍了技术背景、本论文完成的工作以及一些术语缩写和解释;第二部分介绍了OpenGL三维渲染基础和数学基础;第三部分给出了MRRS系统结构并详细分析了MRRS中文本渲染和场景渲染优化技术;第四部分析了资源管理技术;最后是项目应用介绍、结论和将来的工作。