该文以实现随机全局光照计算的有效并行为目标,在对偶输运计算理论、随机全局光照算法和并行任务划分策略等三个方面进行了深入、细致的研究工作.首先,该文给出了一般性输运问题的变换模型及相关分析,根据推导出的结果估算子同重要性函数之间的误差关系,提出了可以互相提供重要性函数的互补对偶计算过程.给出了该过程中两个对偶随机游动过程之间的点密度分布关系及其迭代收敛的规律,并根据重要性函数估算子,得出了相应的误差估计.其次,该文针对势能跟踪算法的不足之处,将互补对偶计算过程引入全局光照计算领域,得到了具有更高精度和计算性能的新的渐进势能跟踪算法.给出了概率密度函数和终止估算子的修正以及重要性函数的估算子,通过理论分析和实验结果证明了新算法相对与原始势能跟踪算法的优越性.最后,该文在深入分析渐进势能跟踪算法数据相关性和可并行性的基础上,通过约束运行条件得到了可行的并行绘制模型,并提出了基于图象空间划分的动态任务分配策略,从最大程度上减少了节点通讯量,为基于现有网络环境的集群并行绘制计算提供了实现的可行性.