在自然界众多的美丽光照现象中,由光线透射物体造成的种种现象往往令人目眩神迷。关于透明物体在光照影响下的种种光学现象也是计算机图形学领域中的热点问题,同时也是一个难点。受限于渲染硬件的计算能力和存储能力,以往的研究提出了各种基于不同的策略的在渲染速度和质量上折中的方法。本文首先对透明物体造成的光学现象相关的物理原理做了阐释,然后介绍了目前用来渲染透明物体的基本方法,从追求渲染效果的离线光线跟踪渲染,到追求渲染速度的传统光栅化渲染管线。为了兼顾渲染速度与渲染质量,有研究者提出了基于焦散体的方法来渲染透明物体以及相关的光学现象。在充分调研现有基于焦散体的透明物体渲染方法之后,我们总结该方法存在的问题,提出了改进后的透明物体渲染方法。该方法利用物体在计算机中离散化的三角网格表达方式,在遵循光线-物体交互的物理原理的基础上,将光线与物体表面的交互简化为光线与网格上三角片之间进行的交互。这一简化一方面直接减少了计算量,加速了渲染;同时,焦散体方法采用的数据表达方式以及计算都非常适合并行计算,使得我们利用计算机上的并行计算单元对渲染进一步加速成为可能。本文的主要研究内容包括:(1)改进了传统渲染技术在处理透明物体时只考虑光线在物体的光源可见面上所发生的交互的问题。运用深度剥离等方法获取物体的多重纹理场信息,用来模拟光线-物体的多次交互(包括折射、反射、掠射等),以生成更加精确的焦散体并用于后续辐射度估算中。(2)针对传统焦散体方法只适用于大范围水体等边界不需要考虑的透明物体,本文利用物体的多重纹理场、迭代法等方法获得光线-物体交互的准确轮廓,并对交互边缘的三角形进行细分,极大的提高了焦散体方法的适用范围。(3)解决了传统透明物体渲染方法无法处理光线-物体交互边缘发生的掠射现象,使得焦散体方法能够生成准确的透明物体阴影(包括自阴影效果)。同时基于“焦散体覆盖了透明物体焦散区域和阴影区域”这一观察,统一了焦散区域和阴影区域辐射度的估算。使得我们可以用很小的开销来渲染透明物体的阴影。