3D游戏引擎经过多年的发展和积累,已发展成为一套相当成熟的用于开发3D游戏的架构系统。它是由许多个相互联系但又相对独立的子系统耦合而成的复杂系统。在当今游戏产业中,绝大部分的游戏开发都是基于引擎技术,而引擎中最重要的部分是图形引擎,要开发一个高技术含量的3D游戏,图形引擎的开发及优化是重点也是难点。对它的研究和实现,也是大场景建立的关键核心技术。本文首先介绍一些有关3D引擎发展的基本概况,及国内外常用引擎技术的研究情况和引擎构架。在此基础上,进一步介绍游戏开发中最重要的概念：几何图形管线技术,游戏世界中的各种坐标转换并最终转化成图形像素输出到屏幕中,生成各种生动有趣的游戏画面。然后介绍了两种建立不同场景的大场景渲染技术。一个是室内场景渲染技术,一个是大规模室外场景的实时渲染技术,其中包括四叉树地形渲染技术和真实感场景渲染技术。室内场景渲染中,提出了建立室内场景的一种有效管理机制。并通过建立BSP树数据结构,利用BSP的算法模块建立初步的室内场景。这里BSP算法研究有助于系统性能的优化,对房屋的部分碰撞检测技术和室内物体阴影作了进一步的研究。在大规模室外场景的实时渲染中,一种基于四叉树地形简化算法被用于解决地形生成中大量地形三角网格会严重影响计算性能瓶颈的问题。四叉树地形分割算法的大规模渲染机制,对场景管理起到很重要的作用。在对已有四叉树分割算法的研究基础上,提出一种改进算法。该算法首先生成一个大型的地形网格,用于记录整个地形三角形网格的结点属性信息,包括结点位置、结点对应的高度,结点索引等,高度通过高度图来获取,而高度图是事先获取的,有助于加快速度。利用这些信息,对整个地形模型采取从上到下的分割方式,并设置一个最小可分尺度,在大于该尺度的情况下进行剖分。从而建立细节层次网格的表示方法,对动态地形网格模型进行大面积的简化。在真实感场景的实时渲染中,把纹理映射和图形的建模绘制技术用于地形可视化中,实现带纹理地形的多分辨率表示和实时连续绘制。并且研究各种场景的真实效果,如天空体、动态的水渲染、基于BSP植物的随机生成,场景中物体碰撞检测及动画骨骼模型,大大增加场景的真实性。本文基于3D引擎的技术并结合各种算法。其中一些是改进算法,设计实现整个室内及室外的大场景渲染,对大场景进行有效的管理。。在论文的最后,进行了总结概括,并提出了进一步的研究方向和改进思路。