真实感图形的实时绘制和显示是长期以来困扰国际计算机图形学界的一个难题。随着可编程GPU的问世，为我们解决这个难题带来了一线曙光。本项目将主要从三方面入手，研究计算机图形学中的GPU计算技术、解决非线性反射和折射场景的高真实感图形的实时绘制和显示问题，即：①研究基于可编程GPU硬件加速的真实感图形的实时绘制和显示问题；②科学计算中的GPU计算问题；③PC集群系统中的图形硬件的并行计算问题。同时，深入研究基于可编程GPU硬件加速的计算理论和方法，如：非线性反射和折射场景的虚物体计算方法及其3D重构技术，基于可编程GPU硬件加速的全局光照模型、光线跟踪和辐射度的实时算法，PC集群系统中多个GPU的并行处理方法等。本项研究将使得低成本的PC集群系统能够达到高端图形工作站的图形计算能力，这将使建筑设计、广告、VR、仿真、动画及网络游戏等领域受惠，其应用前景十分广阔，有着重大的理论意义和实用价值。