Oi Panorama, tudo bem?
O seu exemplo foi muito bom, mostrando que os Photons não variam de posição.
Mas o flicker de animação do V-Ray não é gerado pelos Photons, pois nele também não variam de lugar, eu creio.
O problema é na suavização, os Photons sozinhos ficam ruins tanto no Mental Ray quanto no V-Ray, para ficar 10 precisa suavizar com outro sistema.
O Mental Ray usa o Final Gather, que é super preciso e não varia as manchas de lugar, pois é nesta suavização que aparecem as manchas.
Já o V-Ray varia a posição destas manchas criadas na suavização, então, acontece um batimento no GI criando o flicker.
Se configurar o Mental Ray com qualidade muito baixa, as manchas também vão mudar de posição e vai gerar flicker.
O problema do V-Ray e de outros renders que usam estes sistemas mais novos de GI, como Irradiance, é que precisa de altas configurações para estas manchas não mudarem de lugar.
O Mental Ray não muda mesmo com configurações baixas, precisam ser muito baixas para gerar flicker.
E este tipo de problema na suavização que gera manchas de GI acontece principalmente em objetos deformáveis, como o Caio disse.
Veja que normalmente no V-Ray não usam photons, usam Irradiance e Light Cache, que são menos precisos do que Photons.
E veja também que a forma de render que você mencionou, renderizando vários mapas em determinados frames da animação, não serve e não é animação de verdade, é animação para arquitetura onde só a câmera se move.
Em animação de verdade, onde tudo se move, você sente muito mais estes problemas.
O Mental Ray também oferece este tipo de facilidade para animações arquitetônicas, mas nem precisa renderizar alguns frames, basta um cálculo de Photons.
Só que para ficar 10 precisa usar técnica de Fakeosity junto, ai você consegue a mesma qualidade que teria com Final Gather, só que sem nenhum cálculo e com o tempo de render do Scanline, mesmo tendo o blend de cores criado pelo GI.
No vídeo curso de Mental Ray da 3D1 eu mostro como usar essa técnica.
Abraços