本发明公开了一种基于渲染时间估计和LOD选择的实时渲染方法、系统及设备，属于计算机图形学领域。本发明先根据终端设备获取预先训练的渲染时间预估网络。然后对于场景中的每一个物体，一方面根据其在不同细节层次下的复杂度元信息以及在上一场景帧中的预估渲染时间与实际渲染时间，使用渲染时间预估网络估计其渲染时间；另一方面根据该物体距离视点的距离、在最终渲染图像上的面积占比以及该物体的相对复杂度估计不同LOD下该物体的渲染收益。最后综合考虑渲染成本和收益，在总渲染时间满足实时渲染要求的条件下，为每个物体分别设定一个细节层次LOD，使得总体的渲染收益最大。本发明可以综合提高实时渲染的效率和质量。