对于突飞猛进发展的3D( three-dimensional)渲染技术而言,如何更真实的模拟和再现具有各种视觉特征的物体的“材质渲染技术”的研究永远是计算机艺术领域不断追寻的课题。玉石材质不同于木材、金属、玻璃等常规我们已熟知的材质类型,它在颜色、透明度、光泽等视觉特征上具有独特的特点。目前对玉石材质的研究通常只针对透明度这一特征进行各种算法实现和软件实现的研究,对于其他特征的实现尚无具体的研究报道。纵观目前的透明度实现的研究成果,多数是基于对玉石材质透明度产生的光照原理进行模拟的算法研究和基于此原理的3S(Sub-Surface Scattering)渲染器的应用。但是由于这类材质光照的复杂性,此类研究成果依然有由于计算复杂、计算量大而渲染速度慢的缺点;也有因参数繁多,在实现时必须反复渲染,比选调试参数,耗时过长的缺点。同时,玉石材质在多数设计师眼中仍然是一个大概念的材质类型,其实玉石有很多种类型,不同玉石类型在颜色、透明度、光泽等视觉特征上依然有很大差异,例如羊脂玉、翡翠、玛瑙。以往在实现这些不同类型玉石材质的效果时,仅仅通过颜色的改变来区别,在其他视觉效果上少有区别实现的研究。玉石作为中华民族传统文化的代表物之一,随着国内动画技术的发展,随着表现中国传统文化内容作品的日益增多,玉石材质必将成为一类重要的材质类型被讨论和研究,不同类型的玉石材质也将逐一成为表现3D玉器的材质基体。因此,对玉石材质,尤其是不同类型玉石材质特点进行艺术理论的视觉效果分析并结合3D渲染技术的研究就成为极其有意义的工作。有鉴于此,本文分析玉石材质的独特的视觉特征,以及不同类型玉石材质的细微视觉特征差异,提出各特征效果的计算机实现方法及该方法下考虑设置的合理参数范围。本文的研究重点及主要成果有:1、通过对玉石材质与其他材质的物理特征研究和比对,以及对羊脂玉、翡翠、玛瑙三大常见玉石材质的物理特征差异的研究和比对,从视觉效果上分析总结了不同类型玉石材质的视觉特征属性。2、分析HSV色彩模型原理,基于三类常见玉石材质的颜色特征属性研究,对羊脂玉、翡翠、玛瑙的颜色设置进行试验并确定了合理的设置范围。3、分析玉石类材质“半透明”效果的光照原理,设计了一种实现“半透明材质”的思路,即参考利用“深度贴图”的方法,避开模拟复杂的光照模型,而仅仅从考虑表现视觉效果入手,实现玉石材质的透明度效果渲染。同时,在此种实现方法的基础上,研究分析了影响“半透明”效果的因素和参数,对羊脂玉、翡翠、玛瑙不同的透明度效果进行调试试验,并确定了合理的参数设置范围。4、通过对羊脂玉、翡翠、玛瑙“光泽”特点的研究和比对,利用高光属性表现光泽效果,研究分析了影响光泽效果差异的因素和参数,对上述三类玉石材质的高光设置参数(范围、延展、反射强度)进行试验,确定合理的参数设定范围。5、根据上述艺术理论分析和渲染试验结果,较为系统的总结了羊脂玉、翡翠、玛瑙三大常见类型玉石材质的特征视觉属性,并基本实现了颜色、透明度、光泽三个方面特征效果的渲染。实现方法的优点是渲染速度快,易于理解和设置,为玉石材质的研究提供了实现的新思路。试验结果基本确定了三类玉石材质特征效果的各参数设置范围,进一步将艺术理论和技术实现相结合,为玉石材质研究的同行提供有价值的参考。