在色彩斑斓的大自然中，各种光照和光线编织成美丽繁多的景色。半透明物体在光的作用下，呈现出各种复杂的光学现象。半透明材质在大自然现象中占据非常重要的地位，也是计算机图形学中研究的热点和难点。玉石就是其中一种半透明材质，其美丽的外表，丰富的内在让人欣赏不已。在玉石渲染的算法中，光线散射的模拟成为了计算中的重要部分。当光线进入半透明材质时，光线会发生散射，单散射或多散射，光线进入材质内部后，部分光线也会被材质吸收。对于半透明材质的研究，有很多相关研究成果，而针对玉石渲染的却很少。本文针对玉石实时3D渲染问题，分析了玉石表面和内部的光线反射、折射的物理特性，根据玉石材质所特有的双折射性，提出了一种改进的BSSRDF渲染模型。该模型基于双折射性进行单散射项的计算，结合多散射项，采用Phong模型实现玉石的高光，添加纹理实现玉石的不纯净特性，从而实现不同种类玉石的渲染。论文的主要研究内容和研究成果包括有：(1)本文深入研究了玉石物理性质，并针对玉石具有双折射的特性，提出了一种新的基于双折射性的半透明材质渲染模型，从而可以实现玉石独特光学特性的渲染效果。(2)对BSSRDF的半透明材质渲染算法进行改进，实现了基于双折射的散射光线跟踪计算。BSSRDF算法由单散射和多散射两部分组成。改进算法将双折射效应添加到单散射项的计算中，通过其物理概念，推导出光线追踪的公式。将单散射项与多散射项进行并行运算，实现了玉石半透明效果的模拟。(3)研究不同种类的玉石在物理光学上的区别，对应论文所提出的基于双折射的散射光线跟踪计算渲染模型，引入不同计算参数进行渲染对比，本文利用Phong模型实现了玉石高光特性，实现多种模型的玉石渲染结果，并达到软玉、硬玉玉石的不同3D渲染效果。(4)对玉石应用新的算法，并且与已有算法的运行速度作对比，可以得出根据改进算法实现的玉石模型在渲染效果上有明显提升的结论，并且新算法有较快的运行速度。