光源的复杂性是真实感绘制技术中复杂性来源的重要部分，处理复杂光源通常需要消耗大量的计算资源和存储资源，所以目前大部分的图形应用中仍然大量使用传统的点光源、方向光源和简单面光源。随着计算机性能的提升，尤其是可编程GPU技术的高速发展，以及近年来各类图形应用中追求更高真实感的需求，各种复杂光源环境下的绘制成为一类研究热点。　　本文就复杂光照环境下的实时光照问题展开一系列的研究，主要研究三类复杂光照环境:多面光源、环境光源以及纹理面光源。本文的工作根据光照类型和光照算法的适用环境的不同，按照如下几个方面展开:　　(1)通用全局光照算法的性能瓶颈主要在于光线与场景物体间的求交运算。为了使得如光线跟踪之类的通用全局光照算法能够满足交互式的性能要求，我们提出了一种快速优化的kd-tree加速结构构造方法。该方法将模拟退火优化求解技术引入到最优分割平面的搜索过程中，在一定程度上加快了kd-tree的构造速度，并保证其质量不受影响。同时，我们又对该构造方法进行并行化的实现，利用多核CPU的并行处理能力，获得了进一步的性能提升。　　(2)对于基于蒙特卡洛技术的通用全局光照算法，可以通过减少发射的光线采样来降低所需的绘制时间，以实现交互式绘制。但是低采样率不可避免的在绘制过程中引入噪声，一种常见的后处理技术就是采用图像去噪方法降低图像空间的噪声。传统的图像去噪技术在去除噪声的同时也会破坏场景中重要的细节结构，所以需要一种保结构的图像去噪技术。基于此，我们改进了传统的双边滤波器，额外加入三类场景几何信息以指示场景中重要的几何结构，尤其是反射表面所映射的几何结构。由于较大的滤波核会导致滤波性能的下降，所以我们提出一种自适应滤波窗口大小的滤波技术，并通过GPU的实现达到了交互式的滤波性能。　　(3)针对全频环境光照，我们提出可以将光照中的低频部分和高频部分进行合理分割，并对各部分分别高效处理。低频环境光照部分我们采用球谐光照技术，将低频光投影到频率域空间，从而将复杂耗时的球面积分转化为快速的点积运算。高频环境光照部分我们采用传统的点光源采样方式，由于高频光部分只占有整体环境光中的小部分，所以使用很少的点光源采样就可以合理的模拟高光效果。通过这种分别处理的方法，最终的绘制系统获得了实时的绘制性能，并不需要复杂的预计算。　　(4)动态纹理面光源也是一类常见而处理复杂的光源类型，对于此类光源，我们提出了一种新的面光源表达方式:虚拟面光源。虚拟面光源是从原始光源采样的尺寸较小的子面光源。由于其面积小，所以其上的光能分布可以近似为均匀，同时此表达方法也包含了光源的方向信息和位置信息。最终的绘制效果即为累积场景中所有虚拟面光源的辐射能量，同时考虑这些虚拟面光源和场景绘制点之间的可见性，并达到交互式响应。