X射线成像仿真系统作为现代非侵入医学诊断的重要手段，能够预测和优化系统的性能参数，辅助硬件系统优化升级，提升X射线成像质量并替代复杂而昂贵的实验装置。其应用领域从医学扩展到其他工业领域，逐渐成为学者们研究的热点。本文基于X射线成像过程的物理特性，深入研究其中的关键环节和关键技术，并对其进行仿真。主要内容有评估X线谱生成算法；基于Siddon射线跟踪新的快速算法；基于八叉树剖分的射线跟踪算法；利用指令集优化(SSE)进一步对算法加速；开发构建X射线仿真系统平台。　　首先分析了X线产生的诸多影响因素，针对X线谱生成算法进行评估。然后对X射线成像的经典算法--Siddon光线跟踪算法的原理做了简要说明，在此基础上提出新的加速算法，相对Siddon算法，本文提出的加速算法效率上最高达到原来的6倍。根据实际需要，CAD产生的3D面片文件在构建场景时进行八叉树剖分，只有当射线与叶结点相交，才对叶结点中的三角面片进行求交测试。利用射线与平面法向量的关系找出射线的入射和出射交点，避免对交点排序。另外，根据原始数据特点，采用SIMD技术可使一条射线同时与4个面片进行求交，使得其计算效率得到了极大提高。最后，综合前面的理论研究成果，实现了X射线仿真系统平台的开发，该程序具有交互性、实时性、平台无关性等特点。