虚拟现实技术是涉及计算机辅助设计、计算机图形学、多媒体技术和人工智能等研究领域的一项综合技术，近年来一直是计算机科学研究、开发和应用的热点之一。虚拟现实领域在近些年取得了很大进展，一个重要原因是基于图像的绘制技术取得了长足的发展，利用图像可以获得几何模型无法体现的细节，弥补几何绘制的不足。纹理合成在基于图像的真实感绘制中占据着重要的地位，成为当今虚拟现实，计算机图形学和图像处理领域的研究热点之一。 纹理合成可以分为过程纹理合成和基于统计采样的纹理合成。基于统计采样的纹理合成算法大多基于MRF(马尔可夫随机场，MarkovRandomField)模型，按照合成时空的不同可以分为二维图像纹理、曲面纹理和视频纹理的合成。 过程纹理合成通过对物体自然生成过程的仿真直接在曲面上生成纹理，如木纹，大理石纹等，可以获得非常逼真的纹理。但是过程纹理合成对每一种纹理都需要调整参数、反复测试，有的甚至无法得到有效的参数。 基于MRF模型合成纹理是近年来迅速发展起来的一种新的纹理合成方法。MRF模型认为纹理具有局部统计特征，即纹理中的任一部分都可以由其周围邻域完全决定。这类合成算法基于给定的一个纹理样本图像，可以合成任意大小的，在视觉上与样本纹理十分相似的新纹理，并可以根据物体表面的几何形状，通过拼接生成整个曲面的纹理，在视觉上具有一致连续性和完整性。这类方法代表了纹理合成方法的发展趋势。 本文对基于MRF模型的二维图像纹理合成方法进行了研究，提出了如下新的观点、算法及新的应用：1.目前很多纹理合成算法都是在合成前人为选择或通过一定算法来选择邻域尺寸，在合成过程中就使用这个固定大小的邻域来合成纹理，但是固定大小的邻域通常会造成纹理特征混乱。由此本文提出可变大小邻域的纹理合成算法，该算法在合成过程中动态改变邻域大小来避免这个问题。针对每一个输出像素，它的邻域尺寸与这个邻域结构所有像素都相关，是动态改变的。 2.本文实现并拓展了一种算法，纹理局部可变算法。现在，有很多新的纹理合成算法不断产生，它们都是输出像素从随机噪声强迫变换成与样图类似的这一过程。合成的结果纹理图与小样图视觉上是一致的。但这些纹理合成算法在合成真实世界纹理时存在一个通病：低应用性。这些合成算法在应用方面存在一定的障碍，因为实际的纹理有很多局部变化性。这些合成算法在合成过程中不能完全捕获真实纹理的整体信息(因为纹理合成使用局部小样图)本文扩展原文算法，使用基于使用可变大小的邻域进行纹理合成。 3.讨论了一种切合纹理本质属性的基于纹理特征识别的纹理合成方法。纹理基元是具有近似不变特性的视觉基元，纹理基元最基本的不变特性之一是具有几乎固定的灰度级或颜色，但更复杂的是与形状有关的特性。该方法虽然现在还处在理论探索阶段，但随着纹理特征识别与纹理分割技术的不断完善会逐步实现；而且这种合成方法对继续研究新的纹理合成算法也有一定的启发作用。