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随着海洋资源的利用、信息技术的发展、地形可视化的普及,海底地形可视化的研究得到了人们越来越多的关注。海洋能源的开发与利用是人类维持自身发展、拓展生存空间的有效途径。但是海洋环境未知多变、海底情况复杂抽象,所以将海底地形三维数字化并非易事,目前这项技术的完善存在很大的提升空间。本文以Visual Studio为平台,基于三维图形库Direct3D技术,利用视点相关LOD四叉树算法进行插值构造三角形格网,调用图形库中的函数绘制真实海底三维地形,通过HLSL着色语言设置光照和添加纹理,从而生成更加真实的三维环境。此外,杰出的并行处理能力是新一代计算机图形处理器的特性,这样不但可以分担CPU的工作量,而且能够提高计算速度和渲染效果。本文采用水声实验测得的海底地形数据进行DEM建模,分析了海底DEM生成时常见问题,介绍了坐标变换、接边处理、插值细化等数据预处理方法,最终生成海底规则格网DEM。在绘制地形的方法中,采用LOD四叉树算法对海底地形进行建模,构造实时动态连续的格网;详尽地阐述了 LOD数据结构的构建,重点介绍如何消除裂缝,并通过HLSL着色器语言进行渲染,实现了随视点距离变化而产生不同细节层次的效果。论文围绕Direct3D关键技术,编写三维地形程序并在Visual Studio开发环境下调试运行,利用HLSL着色语言设置光照、添加纹理及渲染环境,使所渲染的地形更具真实感。HLSL语言的使用,降低了编写GPU程序代码的难度,统一的编程方式更加有利于程序的设计,同时也使地形图更具绚丽多彩的效果。最后,对应用Direct3D技术与OpenGL技术在处理性能进行了对比,并对单独运用Direct3D技术与Direct3D+HLSL处理的渲染效果作了比较,从而论证了本文所研究的方法在三维海底地形可视化中的优势和意义。本文所构建的可视化系统不仅能逼真的展示三维海底地形,而且可以对网格模式与渲染模式进行切换、能够对场景渲染的最小细节值进行调节,实现海底地形无边界漫游。最终实现了具有实时漫游功能和人机交互功能的三维海底地形可视化系统。