在计算机的虚拟场景中，全局光照明很好的为用户提供了物体的各种重要信息。例如，物体大小，表面颜色，阴影部分以及物体相互之间的位置关系等，在很大程度上提高了计算机生成图像的真实感。但是其过高的对于运行时间和空间上的要求，限制了其应用的范围，也一直困扰着广大的科研人员。本文以光子映射算法为基础，研究光子映射算法在虚拟场景渲染上面的优化问题，并结合自身的工作给出详细的实验结果。本文的主要工作集中在以下几点：　　 首先，给出了一般虚拟场景渲染光照的数学模型以及整体光照绘制方程的分析，介绍了真实感渲染中的光照渲染的一些基本概念和历史上的发展历程。之后简单地介绍了局部光照算法的原理，并详细地介绍了基于辐射度计算的全局光照算法，基于光线追踪的全局光照算法和基于光子映射的全局光照算法三种主要的全局光照算法，分别介绍了各自的优点与不足。其次，本文对光子映射算法的整体光照计算过程做了详细的分解，并且针对算法中的各个部分都给出了详细地分析以及对于不同问题的解决办法。提出了一种有别与俄罗斯轮盘随机概率方法的光子反射处理方法，目的在于当减少光子发射个数时仍可以尽可能的还原出物体表面的所有光学特性；另外还提出了一种均值采样的方法，为渲染过程中噪声问题的解决提供了一个解决办法。最后，分别实现了简单虚拟场景和复杂虚拟场景的全局光照明绘制，通过实验来检验了本文算法在各种场景中的运行情况。并针对两种不同类型的场景分别给出了在渲染时的不同解决方案，实现了一个较好的渲染结果。