虚拟高尔夫模拟系统是虚拟现实技术在体育训练领域的应用,它主要集成了传感器技术、计算机图形仿真技术以及显示技术。系统首先通过传感器测量系统实时采集真实高尔夫球的起飞数据,然后利用计算机图形仿真技术对虚拟高尔夫场景以及虚拟高尔夫球的物理运动特效进行实时渲染和仿真,最后通过显示系统对渲染结果进行实时显示。本文主要研究分布式虚拟高尔夫模拟系统,目的是实现位于不同地理位置的多个不同用户能够通过网络互联在同一虚拟高尔夫球场中进行高尔夫球竞技。本文主要研究和开发的工作如下：首先,建立了分布式虚拟高尔夫模拟系统的网络架构以及场景数据管理模型,在此基础上,进行了分布式虚拟高尔夫模拟系统的服务器端系统设计及客户端网络通信模块设计。服务器端系统设计主要有多线程设计、数据包设计、数据协议设计以及交互仿真数据的分发及管理；客户端网络通信模块设计主要有多线程设计、本地交互仿真数据的协调管理以及交互仿真数据的实时发送与接收。其次,在研究了三维视景仿真技术、三维特效渲染技术以及高级着色技术等关键技术的基础之上,基于OpenSceneGraph三维图形渲染引擎及GLSL高级着色语言,实现了三维虚拟高尔夫场景及特效的实时渲染。主要开发实现的场景特效有实时三维植被动画、动态河流及瀑布、实时三维海面、果岭地形高程着色。对动态河流的渲染,提出了基于运动向量场的有向流动河流渲染算法,解决了虚拟场景中动态河流水面波纹流动的有向性及缓急问题；对三维场景的显示,提出了基于外置多屏显示适配器的三维场景多屏显示方法,实现了三维虚拟高尔夫场景的三屏显示。最后,对三维场景模型的优化处理及渲染加速技术做了较为深入的研究,提出了基于纹理的几何对象合并的三维场景模型优化处理方法,在此基础上,编写了场景渲染性能测试程序,对模型优化处理前后以及渲染加速前后场景的渲染性能进行了详细测试与分析。实验结果表明,采用本文提出的模型优化处理方法以及渲染加速技术,能够很大程度提高三维虚拟场景的渲染效率。