随着计算机硬件技术的高速发展和计算机图形学研究的深入,计算机动画也得到了突飞猛进的发展,并且有越来越广泛的应用。在使用全局光照算法渲染动画时,不仅面临着计算时间过长的问题,而且需要考虑如何保持动画的时间一致性。围绕着这两个问题,在Photon Mapping和光线追踪两种光照计算方法下对高质量的真实感动画渲染做了一些研究。首先在Photon Mapping光照计算方法的基础上,通过分离直接光照和间接光照,分析出渲染过程中噪声的主要来源以及时间开销的主要部分。并且改进了采用一次反射计算光照的Photon Mapping方法,使之可以应用在绑定随机数生成动画的方法中。对于光线追踪方法,本文设计并实现了一个通用的动画渲染系统,该系统能够高效的生成动画,并且保持了动画帧与帧之间的时间一致性。此系统根据“复用”的原则,在保证无偏性的基础上,利用重投影技术,在动画各帧之间复用采样;通过动画渲染队列,完成整个动画的一次性渲染;通过使用KD-Tree有效的组织和管理包括视点变化,物体变化和光源变化的动态场景,并且能够提供高效的光线与多帧动态物体的求交和可见性查询;通过内存的重复利用技术来解决复杂动画渲染时大量内存占用的问题。通过实现基于Path Tracing光照计算方法的动画渲染系统,证明了其它具有精确计算能力的路径追踪方法在该系统中的适用性。