Iluminação ambiente

$I = k_{a} \cdot I_{a}$ , onde $k_{a}$ é o coeficiente de reflexão ambiente (difusa) da face (entre 0 e 1) e $I$ é a intensidade observada. $I_{a}$ é constante em todas as direções.
A luz refletida é uniforme en tida a face, independente da posição do observador. As arestas não de distinguem.

Reflexão Difusa

A luz reflete em todas as direções com igual valor de intensidade.

A intensidade da luz refletida depende do ângulo de iluminação, sendo calculada através da lei de Lambert. Não depende da posição do observador.

I_{d} = \frac{k_{d} I_{p}}{d^{2}} \cos (θ)

$θ$ : ângulo de incidência da fonte de luz
$\vec{N}$ : normal (vetor unitário)
$\vec{L}$ : direção do raio (incidente)
$I_{p}$ : intensidade da fonte de luz
$K_{d}$ : coeficiente de reflexão difusa
$c o s (θ) = N \cdot L$

Reflexão Especular

Fontes de luz pontuais produzem zonas sobre-iluminadas na superfície refletora.

Depende da posição do observador. $K_{s}$ é uma constante que depende do material, assim como o expoente $n$ .
Numa superfície refletore ideal (espelho), a luz é refletida apenas na direção $R$ . Noutros casos, a direção $R$ terá a maior intensidade, e as outras direções terão menores intensidades.

I_{s} = \frac{k_{s} I_{p}}{d^{2}} \cos^{n} (α)

Assim, a iluminação total calcula-se:

I = k_{a} I_{a} + \frac{k_{d} I_{p}}{d^{2}} \cos (θ) + \frac{k_{s} I_{p}}{d^{2}} \cos^{n} (α)

Normalmente, $k_{a} = k_{d}$ .

Às vezes, $d ²$ é uma atenuação quadrática demasiado forte, podendo também usar $d$ , ou somente $1$ .

Refração

Lei de Snell:

\sin (θ_{r}) = \frac{η_{i}}{η_{r}} \sin (θ_{i})