全局光照技术是图形学领域的研究热点之一。传统的全局光照算法如路径追踪，辐射度，光子映射等存在计算量大，收敛速度慢等问题。多光源渲染技术将全局光照下的渲染转化为虚拟点光源下的直接渲染，为不同类型的光源提供了统一的处理框架，但大量虚拟点光源的存在也使得计算速度较慢。针对上述问题，本文主要开展了以下工作:　　1)对全局光照技术的研究现状和多光源渲染关键技术进行了综述，并分析了现有技术的优缺点。　　2)提出了基于矩阵分块采样的多光源渲染算法，将Metropolis光线跟踪应用于的虚拟点光源生成过程，根据几何邻近性将矩阵分块，在每一矩阵块中对虚拟点光源聚类并选取类中的代表光源，进而对场景进行着色计算。与现有的方法相比，本文提出的算法充分利用了矩阵的结构特性，提高了渲染效率。　　3)提出了基于低秩矩阵分解的快速多光源渲染算法，利用矩阵的稀疏与低秩特性，能在已知部分像素点的情况下恢复出完整的图像。与现有的方法相比，本文提出的算法具有更快的收敛速度和更高渲染效率。　　4)对上述多光源渲染算法进行了实现，验证了算法的有效性，并应用于浙江省重大专项“数字博物馆关键技术系统与应用研究”中。