海水的绘制一直是计算机图形学中的热点研究问题之一。在3D游戏、电影、虚拟现实、飞行模拟、地理信息系统等许多领域,都需要绘制有不同程度的真实感的水面场景,并且大多数的这些应用都要求以可交互的速度来绘制水面。要绘制大面积的水面场景,除了要绘制出真实的水面反射、折射等光的效果外,更重要的是保持实时绘制,提高绘制速度,通常的办法是加入细节层次控制,减少要绘制的多边形数目。本文首先对水面建模进行了研究。快速傅立叶变换法是在傅立叶域对水面进行建模的一种有效方法,使用快速傅立叶变换构建水面模型能在任意的时间点上生成需要的水面高度场,能得到比较逼真的水波效果。其次,绘制大面积的水面需要图形处理单元处理数目巨大的顶点和片元数据,细节层次控制是一种常用的模型简化方法,加入细节层次控制后,能大大减少需要绘制的三角形数量。在对水面高度场的绘制中,本文使用几何裁剪图细节层次控制算法来提高绘制速度。几何裁剪图算法以视点为中心进行绘制,能提供稳定的帧速率。另外,为了绘制更加真实的水面光影效果,模拟光线在水面的反射和折射现象,光线反射和折射产生的Fresnel现象增加了水面场景的逼真度。本文实现了一个细节层次控制的大面积水面绘制框架,该系统可以保证水面模拟的逼真度,并同时达到很好的实时速率,完全适合于三维应用中水体场景的模拟。