Die fotorealistische Darstellung von Körpern und Modellen geht weit über die Flächendarstellung hinaus, die für technisch-wissenschaftliche Anwendungen vollkommen ausreichend ist. Die fotorealistische Computergrafik arbeitet mit Oberflächenstrukturen und mit Beleuchtung und den damit in Verbindung stehenden Effekten der Lichtreflexion, -spiegelung, Brechung und Schattierung.
Licht wird an der Oberfläche von Körpern gebeugt, gebrochen und reflektiert. Diese physikalischen Gesetzmäßigkeiten sind oberflächen- und materialabhängig und können durch indirekte, diffuse, punktuelle oder gerichtete Beleuchtung hervorgehoben werden.
Die indirekte Beleuchtung, das Ambient Ligthing, bildet das einfachste Beleuchtungsmodell. Bei diesem Beleuchtungsmodell wird das Licht von der Umgebung so zerstreut, dass es gleichmäßig aus allen Seiten auf das Objekt strahlt. Man kann nicht sagen, aus welcher Richtung es kommt. Die Lichtreflexionen auf den Körperoberflächen streut gleichmäßig in alle Richtungen.
Bei der diffusen Beleuchtung, dem Diffuse Lighting, wird das Licht vom Körper in alle Richtungen reflektiert, es gibt keinen Punkt mit erhöhter Helligkeit, alle Flächen erscheinen gleich hell.
Bei der punktuellen Beleuchtung erscheint auf dem Körper eine Stelle mit höherer Helligkeit. Die Helligkeit dieses Punktes ist stark abhängig von der Entfernung der punktuellen Lichtquelle vom Körper und von der Stärke der indirekten Beleuchtung.
Durch die gerichtete Beleuchtung, dem Specular Lighting, werden gerichtete Reflexionen erzeugt. Das Licht kommt aus einer bestimmten Richtung und wird in von der Körperoberfläche in eine bestimmte Richtung reflektiert. Der Betrachter sieht die Reflexion nur in einem bestimmten Winkel. Weicht der Betrachter von dem Winkel der idealen Reflexion ab, nimmt die Intensität des reflektierten Lichtes relativ schnell ab. Dieser Specular-Wert ist stark abhängig von der Oberflächen- und Materialbeschaffenheit des Körpers. Man denke nur an einen Körper aus Gummi, der eine andere Reflexion hat als einer aus Metall. Befindet sich der Betrachter in Richtung der Reflexion, erscheint bei hohen Specular-Werten ein helles Glanzlicht.