在自然界众多的美丽光照现象中,由光线透射物体造成中种种现象往往令人目眩神离。关于透明物体的在光的影响下的种种光学现象也是计算机图形学试图在计算机中模拟的难点。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的基于不同策略的在渲染速度和质量上做折衷的方法。这其中,光线跟踪技术因为其物理上正确模拟了光线在物体之间传输的路径,可以用来生成高质量的照片级真实感图像。但是光线路径跟踪和相交判断的计算消耗太大,过去的方法很难用来做实时交互式的渲染。本文首先对于透明物体造成美丽的光学现象相关的物理原理做了全面阐释。然后介绍了目前用来渲染的基本方法。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。然后我们从实时渲染透明物体的角度介绍了为了达到不同效果的各种主流方法,从最基本的透明度渲染,到现有的基于两层纹理场的透明物体渲染(TIR),和可以渲染媲美光线跟踪效果的基于体数据的方法。并对这些方法做了详细对比讨论。在充分调研现有各种用于渲染透明物体的方法之后,提出了基于多重纹理场的可变形透明物体渲染(MIR)的整体框架。该框架通过使用多重纹理场这一非常适合光栅化渲染的结构,实现了在现有的光栅化体系上实时的具有高度真实感的类光线跟踪的折射效果的方法。并在现有的低端显卡应用最为流行的渲染API上做了实现,使用多个模型完成了实验。我们的方法在计算机游戏产业和电影特效制作行业中具有广范应用性。由于不要预处理阶段,和现有的方法相比,基于多重纹理场的渲染方法具有实时性高,渲染效果逼真的特点。在和基于两层纹理场渲染的方法相比较结果来看,多重纹理场的渲染效果更加接近光线跟踪离线渲染的效果。基于多重纹理场的渲染方法准确的模拟了光线在具有复杂结构的透明物体内部传输的路径。和其他也较为精确的模拟了光线在复杂透明体内部的路径变化的方法相比,我们提出的方法最后处理的数据是二维场数据集,速度上具有优势。比如和基于体数据的渲染方法渲染类似的场景相比,我们的速度快了约一个数量级。另一方面,本文所提出的系列方法扩展应用是极为广泛的。多重纹理的折射渲染框架不仅是一套不依赖模型和场景本身的系统,而且可以渲染各种可见的透明体造成的显著视觉效果。更重要的是,我们的多重纹理的方法未来可以扩展使用在渲染很多其他效果上,也将是一个很好结构和算法来实现其他各种渲染效果,比如次表面反射,和全内反射等。也可以单独拿我们的多重纹理的光线相交判断来做一些对已经处理好的多重纹理场表示直接渲染,比如Imposter的应用和一些直接由场数据计算的流体应用等。本文的主要创新工作如下：●本文提出了一种全新的不需要预处理的多重纹理场获取算法。该方法基于单重体素化和重渲染思想,整个过程只需要两重渲染,第一重的粗网格体素化渲染和第二重的所属层判断渲染可以准确的得到多重纹理表示物体的效果。因为该过程的处理完全不需要预计算,所以可以用来实时处理任何处于变形下对象。这也就使得我们的整个渲染流程可以实时渲染可变形的物体。·本文扩展了前人基于两层纹理场光线相交判断算法的局限性,把光线的相交判断扩展了到了用获取的多重纹理场之间,提出了基于多重纹理场的可变步长的线性查找加二分查找组成新的查找算法。在对整个渲染时间消耗不大的情况下,很好的解决了多重纹理做光线相交判断出现的同一层不连续和不同连续层之间相距尺度不一等各种问题。●在上述工作的基础上,综合现有渲染方程,近似实现了带有附近几何体的折射,反射高光,焦散,阴影等效果的透明物体渲染效果。整个渲染和现有的流程相比,没有增加耗时,使得我们的渲染过程保持实时。