對于光子映射算法的渲染精度受限于存儲空間的問題，可以采用漸進(jìn)式光子映射算法解決。該方法不再預(yù)先計算并存儲各光子的信息，而是對于屏幕上的每一個像素存儲它對應(yīng)光線所遇到的第一個漫反射點及到達(dá)該點的吞吐量系數(shù)。這個漫反射點可以是光線碰到的第一個交點，也可以是光線經(jīng)過幾次鏡面反射或透射后碰到的第一個交點。由于針對屏幕各像素所對應(yīng)的一個點的信息，因而所需的存儲空間是非常小的?；谏鲜霰硎隹芍?，漸進(jìn)式光子映射算法主要用來處理間接光照產(chǎn)生的漫反射，而不適用于鏡面反射和高光反射。對于這種情況，還有一種最終聚焦的算法。計算某點的漫反射光照時，從該點向周圍空間發(fā)出若干光線，提取光線相交處的光子能量，然后將能量平均化作為該點的出射輻照度。

盡管漸進(jìn)式光子映射算法對存儲空間需求較小，但對于較高分辨率圖像或需要考慮運動模糊或景深時，需要的空間還是比較大。為此采用隨機漸進(jìn)式光子映射，該算法能在這些場合中，避免存儲空間的限制。它的核心思想是進(jìn)行多輪計算，每一輪中每個像素僅存儲一個交點的信息，利用光子計算完后，丟棄該交點，下次重新產(chǎn)生一個位置略有不同的交點。相對于漸進(jìn)式算法，隨機漸進(jìn)式算法，所用公式上有兩點變化：第一，與權(quán)重有關(guān)的核函數(shù)改為圓盤形狀的常量函數(shù)；第二，在每次迭代時，圓盤的半徑是動態(tài)調(diào)整的。當(dāng)在圓盤范圍內(nèi)有更多的光子時，就有理由相信減小圓盤范圍后的光子也是足夠的，且越使用接近目標(biāo)點的光子，渲染的結(jié)果就越準(zhǔn)確。這里更多的光子指的是隨著迭代次數(shù)的增加，累積作用的光子數(shù)增加。需要注意一點的是累積的光通量也要在每次迭代中隨著半徑的變化而按比例進(jìn)行調(diào)整。還需要注意一點的是，圓盤半徑是每個像素的屬性，對于一個像素對應(yīng)的全部交點，都使用這個半徑值。

下面介紹隨機光子映射在實現(xiàn)中的一些細(xì)節(jié)。1）該實現(xiàn)該算法的積分器繼承自積分器接口而非采樣積分器接口。2）每次迭代時，屏幕同一像素產(chǎn)生的有一點差異，從而有助于實現(xiàn)抗鋸齒，動態(tài)模糊和景深效果。3）需要設(shè)定初始圓盤半徑，一般選擇對應(yīng)于屏幕幾個像素長度的值。4）為每個像素定義了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲當(dāng)前迭代相關(guān)值，歷史迭代相關(guān)值以及相交點的幾何信息和反射信息。5）每次迭代時按表面的輻照度確定光子的權(quán)重是一種很難實現(xiàn)的理想情況，書中給出的方法是選擇相同的光子權(quán)重，而是以光源功率為比例射出光子數(shù)，用這種方法來確定光子在場景中的分布。6）也對屏幕像素進(jìn)行區(qū)域劃分，實現(xiàn)并行加速。7）在光子作用階段，需要根據(jù)光子位置高效地找到滿足作用范圍的相交點。具體的，采用hash表存儲每個像素的數(shù)據(jù)，而每個像素的數(shù)據(jù)是一個鏈表。8）在產(chǎn)生光子階段，第一步，隨機選擇一個光源；第二步，為光源采樣準(zhǔn)備采樣數(shù)據(jù)；第三步，產(chǎn)生一條光線和初始的光子相關(guān)數(shù)據(jù)；第四步，尋找光線相交點，在相交點處產(chǎn)生光子；第五步，判斷光線是否繼續(xù)前進(jìn)產(chǎn)生新的光子，判斷依據(jù)是光子數(shù)據(jù)在該處變換越少，繼續(xù)前進(jìn)的概率就越大。9）每輪迭代結(jié)束后要對各像素存儲的相交點數(shù)據(jù)進(jìn)行重置。