随着影视行业的发展与渲染技术的进步,高质量的作品也大量涌现。画面是检验一部好作品的重要依据,而这些画质背后是各种渲染技术的支撑。渲染就是通过计算机对现实世界进行模拟,再用算法把场景中的模型、材质和灯光绘制成图片或者视频。在绘制一些比较复杂的场景时,由于光线在场景中传播的递归性,一些渲染算法在绘制的过程中会有较大的时间代价或者偏差。存在于现实世界中的云、烟雾、蒸汽等半透明状的物质在图形绘制领域一般被称作参与介质。这些物质在电影特效、动画制作和游戏等其他行业的应用中发挥着关键性的作用。利用光子映射算法绘制参与介质一直是图形学领域的热点内容,但其绘制过程往往需要高昂的时间代价。为了解决绘制均匀参与介质的时间效率问题,本文提出了一种基于八叉树（Octree）的光子存储结构和对应的绘制算法。Octree是一种树形结构,包含一个根节点,每个节点能最多包含8个子节点。本文提出的算法基于传统的光子映射算法,利用光子密度估计任意采样点的辐射值。本文的主要工作及创新如下:（1）根据均匀参与介质中光子的分布规律,提出了一种基于Octree的光子图存储结构。首先从光源发射光子并跟踪其路径可以在场景中保留了大量的光子,每个光子携带着部分光源的能量。接着对整个密闭的场景空间按照不同维度进行递归的划分。在划分的过程中利用本文所提供的Octree结构存储每次划分空间的过程信息以及最终划分的子区域。Octree结构的叶节点存储划分后的光子信息以及最终子域的空间位置坐标,内部节点存储划分过程的数据,主要包括其八个子节点的索引。从根节点开始,通过遍历每个节点的索引可以很容易找到其所有子节点。这样能快速找到对采样点有贡献的光子群,从而减少了光子查询的时间代价,最终提升光子映射算法绘制参与介质的效率。（2）在Octree光子图的基础之上,本文提出基于Octree光子图的点查询算法。点查询通过在查询光线上设置采样点,利用每个采样点计算的辐射值来估算整条射线起点处像素的最终颜色。（3）在Octree光子图的基础之上,本文提出基于Octree光子图的光束查询算法。光束查询方式则是通过整合所有的采样点,通过一次查询收集整条查询光线上的光子,并利用这些收集的光子估计整条射线起点像素的颜色。