Ну ладно, считаем что с выбросом лучей разобрались. Для каждой точки должен быть выброшен хотя бы один луч в каждой ячейке. Число и расклад ячеек определяется заданным числом лучей.

Вот бросаем луч из точки p1, первая ячейка. И луч нашел точку p2. Это "хороший" вариант, новую точку создавать не нужно. Пишем в файл ребро p1-p2 и поехали дальше. Но не все так просто. Во-первых, луч может найти не "чистую" p2, а интерполяцию 2 и более точек, напр p2, p3 и p4. Выходит надо писать 3 ребра, причем ребра уже имеют вес.

Дальше. А чего это мы бросаем из первой ячейки - может ребро для нее уже есть? Напр уже был выброс из той же p2 и луч нашел ту же p1 (необязательно конечно, но возможно). И не видно как это проверить не имея огромную ораву ребер в памяти. Проверка тоже проблематична - напр ребро есть но имеет вес 0.5, и что, его достаточно или нужен еще луч ?

Интуитивно понятно что надо как-то парить "по частям", но пока нет никаких идей как это сделать. Ну разве прогонять (громадный) файл ребер "извлекая" из него ребра что приходят в точки выброса (наша p1). Ну как-то совсем коряво

Вот простая формула которая есть в каждом шейдере
Где N - нормаль, L - вектор света (точка - источник). Это простейшая модель освещенности, в просторечии "диффузный косинус". Но это точечный источник, а у нас как бы светит вся сцена. Пример: комната, в ней горит лампочка, но далеко не все части комнаты освещены напрямую. Однако темноты нигде нет, вот этот (пере)отраженный свет мы и хотим считать. Имитируем его серией виртуальных лампочек, поэтому лучи должны быть  распределены по диффузному косинусу.

Конкретнее, что неясно? Мы хотим отделаться минимальным числом просчитанных точек (лампочек выше), хотя оно и будет достаточно велико (мульены)

Ну почему же.. Я читаю.. Просто непросто (прошу проощения за каламбур) предложить что-то адекватное)
Тут ещё статью нужно писать..

Не курили в сторону AI? Нейросети там, может Vanda) Но это так, мысли вслух) 

Это типа "мечта сачка", вот есть штука, она все-все за меня сделает! А программисты не нужны, ну максимум "собирать" Да и как-то это "не в духе" нейросети, никаких "решений" тут не требуется

C++ (Qt)
void CalcEnegry( Point * p )
{
  float sum = 0.0f;
  for (int x = 0; x < cellX; ++x)
   for (int y = 0; y < cellY; ++y)
    sum += GetCell(x, y);
 
  p->energy += sum / (cellX * cellY);
}

Где cell(s) - те самые ячейки что показаны на полусфере. Ф-ция GetCell должна собрать все ребра связанные с точкой p, ячейкой (x, y) и посчитать среднюю energy c учетом весов ребер. Поскольку ребро связывает 2 точки, значит напр-е известно, индексы ячейки можно и не хранить, а всякий раз считать.

Взагалi: вначале энергии всех точек нулевые. Потом некоторые точки, освещенные напрямую, получают начальную энергию от источников света. Ну и передают энергию другим по ребрам графа. Процесс передачи повторяется заданное кол-во итераций. Разумеется кол-во переданной энергии становится  все меньше и меньше (ну это для кэпов).

Вот собсно и все, очень просто "в прынцыпе". Одна из проблем - точек мульены, а рабер на 2-3 порядка больше. Хорошо бы парить "ребро за ребром" из файла, но нужно знать общий вес всех ребер для данной ячейки, а откуда его взять, др словами, как/где хранить?

Так, с техническими вещами (как хранить и все такое) у нас "не пошло". Ну ладно, какой-то вариант есть, может и получше удастся найти. Наверно это товарищам неинтересно, хочется больше "креатива" - без проблем, вот интересное и трудное место.

Ясно мы хотим кешировать точки, если подходящая есть - юзаем ее, новую не создаем. При этом часто звучит фраза типа
Но если хоть чуть-чуть подумать, то это "децкий сад", "собачий бред" и.т.п. Отделаться фиксированным радиусом ("задаваемым эмпирически" и.т.п.) явно не удастся. Еще раз приаттачу ту же картинку чтобы была под рукой.

Хорошо, вот выбросили N лучей из точки (луч в каждой ячейке). Теперь тест: выбрасываем еще раз из нее же (или близкой к ней), только варьируя лучи в пределах ячеек. Если все сделано верно - кеш должен сработать 100%, все лучи должны найти имеющиеся точки. Очевидно радиус(ы) поиска должны зависеть от размера ячеек, значит от радиуса нарисованной полусферы. Но это абстрактная модель, на деле будет реальная сцена со множеством объектов.

Выходит каждая точка имеет свой радиус, и чем дальше луч нашел пересечение - тем радиус больше. Как его посчитать? И как (или чем) искать для нефиксированных радиусов?