Во-первых, смотря что ты подразумеваешь под словом "рендерить" ))
Например есть ActiveShade - как раз то, о чём ты спрашиваешь. Но, разумеется, не всё так шоколадно, как хотелось бы.
Если же имеется ввиду обычный production render, с использованием визуализатора с GI (V-Ray, mental ray, etc.), то теоретически невозможно пересчитать только изменившийся объект, поскольку в любом случае изменится решение GI. Практически же с некоторыми допущениями это можно сделать пересчитав регион (т.е. сначала делаем полный рендер картинки, потом меняем объект, пересчитываем регион и сохраняем картинку из фреймбуфера). Разумеется в регион должны попадать те области картинки, на которые влияет изменённый объект. Или, как ты сам написал, просчитывать только заплатку и вставлять в Фотошопе.
Объекты, которые не попадают в поле зрения камеры рендерер и так убирает. Только при этом анализируется вклад этих объектов в решение GI, и если вклад меньше некоего порогового значения, то объект не просчитывается.
