虚拟现实技术是由计算机生成的人机交互的三维空间环境构成，它不仅能构建高度逼真的复杂虚拟环境，而且用户还可以和虚拟环境进行互动，增强系统的交互性和沉浸感。随着虚拟现实技术的发展，虚拟现实技术应用领域从最早的影视娱乐业、航空航天等少数几个领域，不断扩展到更为广泛的领域。本项研究课题是虚拟现实技术在新的应用领域的尝试，它以“数字地球”为指导思想，研究和设计三维海洋系统，实现三维水下的虚拟场景的实时渲染和显示，并提供对虚拟场景的浏览查看功能。本文主要是对水下环境进行分析，对海洋系统进行总体设计，并分析和设计主要模块，对应用到的一些技术并进行详尽介绍，而且分析如何把这些技术应用到海洋虚拟系统中，并对水下环境进行了初步开发。本系统融合虚拟现实技术、三维数据可视化技术、三维GIS技术，面向对象的设计和编程技术，在VC++平台上，利用OpenGL三维图形开发库，对水下地形，地物进行三维几何建模，建立三维模型库。通过读取和处理模型文件数据，实现虚拟场景空间数据的组织和封装操作；本系统需采用显示列表、纹理优先级、细节层级模型(LOD)等渲染技术，利用OpenGL的渲染特性，来实现三维海洋实时逼真的真实感的虚拟场景显示，并提供丰富的人机交互手段。