三維引擎簡介
最能體現三維圖形引擎各方面技術的無疑是游戲引擎，三維游戲引擎總是各種最新圖形技術的嘗試者和表現者，總是站在圖形學技術的最高峰，并不斷通過更高的速度、更逼真的效果推動三維技術的發展。下面就簡要介紹一下游戲引擎。

游戲引擎猶如汽車的引擎，決定著游戲的速度、真實感、吸引力等，玩家所體驗到的劇情、關卡、美工、音樂、操作等內容都是由游戲的引擎直接控制的按照3D引擎所要具有的功能，可以把3D引擎系統劃分為以下幾個功能模塊:系統模塊、底層渲染模塊、控制臺模塊、數據存儲模塊、游戲接口模塊與游戲插件模塊，如下圖所示:

三維引擎應用
當前，三維圖形已在計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)、動畫影視制作、游戲娛樂、軍事、航空航天、地質勘探、實時模擬等方面有著十分廣泛的應用。特別是游戲娛樂方面已經成為當今三維圖形發展的重要應用領域。2003年，國家863計劃將三維游戲引擎的研發納入了高技術發展計劃，這使得多年來倍受各界非議的游戲產業獲得了解放。

三維引擎是虛擬現實技術的基礎，作為虛擬現實技術的一部分，其應用領域主要有如F幾個方面:軍事訓練、企業生產、科研、娛樂、商業應用。

三維引擎研究現狀:
國外

SRI研究中心建立了“視覺感知計劃”，研究現有VR技術的進一步發展。1991年后，SRI進行了利用VR技術對軍用飛機或車輛駕駛的訓練研究。另外，SRI還利用遙控技術進行外科手術仿真的研究。

美國北卡羅來納大學(UNC)的計算機系是VR研究最早最著名的大學，他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術仿真、建筑仿真等。由Brooks教授領導的小組研制成功了第一個用于建筑設計的Walk-through虛擬建筑漫游系統，用戶可以在虛擬的UNC計算機系大樓里面漫游。

伊利諾斯州立大學研制出在車輛設計中，支持遠程協作的分布式VR系統。不同國家、不同地區的工程師們可以通過計算機網絡實時協作進行設計。在系統中采用了虛擬原型，從而減少了設計圖象和新產品進入市場的時間，而且可以在新產品生產之前就能對其進行估算和測試，這樣就大大地提高了產品質量。

美國宇航局(NASA)的Ames實驗室完善了HMD，并將VPL的數據手套工程化，使其成為可用性較高的產品。NASA研究的重點放在對空間站操縱的實時仿真士，大多數研究是在NASA的約翰遜空間中心完成的。他們大量運用了面向座艙的飛行模擬技術。NASA完成的一項著名的工作是對哈勃太空望遠鏡的仿真。

美國UC Berkeley漫游工作室在建筑漫游方面的工作頗具代表性。1996年他們對Berkeley大學計算機系樓Soda Hall進行了事前漫游，及時發現并修正了建筑設計中存在的缺陷。Soda Hall 模型由1418807個多邊形構成，占據21.5M硬盤空間，使用了406種材質及58種不同紋理。由于研究小組開發了高效的漫游引擎，實現了Soda Hall在SGI Power Series 320平臺上的實時漫游。

麻省理工學院(MIT)是一個一直走在最新技術前沿的科學研究機構。MIT原先就是研究人工智能、機器人和計算機圖形學以及動畫的先鋒。這些技術都是VR技術的基礎。1985年成立了媒體實驗室，進行虛擬環境的正規研究。媒體實驗室建立了一個名叫BOLIO的測試環境，用于進行不同圖形仿真技術的實驗。利用這一環境，MIT建立了一個虛擬環境下的對象運動跟蹤動態系統。

(2)國內研究現狀:

北京航空航天大學計算機系是國內最早進行VR研究、最有權威的單位之一，他們首先進行了一些基礎知識方面的研究，并著重研究了虛擬環境中物體物理特性的表示與處理;在虛擬現實中的視覺接口開發出了部分硬件并提出了有關算法及實現方法;實現了分布式虛擬環境網絡設計，建立了網上虛擬現實研究論壇，可以提供實時三維動態數據庫，提供虛擬現實演示環境，提供用于飛行員訓練的虛擬現實系統，提供開發虛擬現實應用系統的開發平臺，并將要實現與有關單位的遠程連接。近期，北京航空航天大學虛擬現實與可視化新技術研究室開發了虛擬北航校園項目，并設計實現了虛擬環境漫游引擎。在配置VOOD002圖形加速卡的PII266微機平臺上，漫游引擎驅動了一個由10萬個三角形構成的北航校園模型，其交互仿真率保持在15幀/秒以上。為了驗證漫游引擎的通用性，還先后將漫游引擎用于房地產項目虛擬恒昌花園及虛擬珠穆瑯瑪峰等漫游應用中。

浙江大學CAD&CG國家重點實驗室開發出了一套桌面型虛擬建筑環境實時漫游系統。該系統采用了層面迭加的繪制技術和預消隱技術，實現了立體視覺，同時還提供了方便的交互工具，使整個系統的實時性和畫面的真實感都達到了較高的水平。另外他們還研制出了在虛擬環境中一種新的快速漫游算法和一種遞進網格的快速生成算法。浙江大學開發的虛擬紫禁城項目就是虛擬環境漫游的研究成果。