真实感渲染技术是当今计算机图形学关注的一个热点，它被广泛地应用于电影制作、室内设计、工业展示等领域。路径跟踪算法是真实感渲染中一个重要的算法，它可以模拟真实场景中所包含的大多数现象，如反射、折射、间接漫反射以及焦散等。双向路径跟踪算法是路径跟踪算法的改进版本，它在小光源场景以及主要靠间接光照明的场景中更容易找到完整的路径，从而加快了这类场景下求解渲染方程的速度。然而对于特别复杂的场景，双向路径跟踪算法仍然不能很好地处理，主要体现在复杂场景下的收敛速度仍然不高。　　对于复杂场景有多种处理方法，其中一种方法是基于数据复用的路径跟踪算法，其主要思想是尽可能重用已有的路径数据，提高单位时间的样本计算数量，达到整体上的速度提升，这也是本文的主要研究方向。本文提出了一种基于路径复用的双向路径跟踪算法框架，能得到一个既有速率提升，又保证结果可接受的最终图像。相比于以往的数据复用的路径跟踪算法，本文方法能保证最终结果不会出现局部失真现象，比如局部亮斑，锯齿状噪声，或者带有样式的噪声。并且，此方法适应性强，可以满足绝大多数基于双向路径跟踪的渲染要求，如体渲染以及各种材质的渲染。　　本文的主要工作包括:　　综述以往的基于数据复用的路径跟踪算法，并比较它们的优缺点;　　提出了一种新的路径重用的方法，与之前的方法相比，此方法具有图像上没有可见痕迹，路径的重用率更高等优点;　　实现了一套基于双向路径跟踪的渲染框架，并且在此基础上实现了本文的方法以及以往的一些基于路径重用的双向路径跟踪算法。最后，本文对比了多个算法在速度和质量上的差异。