В общем случае объект освещается лучистой энергией, поступающей от излучателей света и отражающих поверхностей сцены. Источники света можно смоделировать точечными объектами или же они могут иметь ненулевые размеры. Кроме того, источники света могут быть направленными, и их можно рассматривать как бесконечно удаленные или как локальные источники света. К распространяемому свету обычно применяется радиальное затухание с использованием обратно-квадратической функции расстояния, а прожекторы могут дополнительно иметь угловое затухание. Отражающие поверхности на сцене являются непрозрачными, полностью прозрачными или частично прозрачными. Все эффекты освещения описываются через диффузные и зеркальные компоненты отражения и преломления.
Интенсивность света в точке поверхности вычисляется с использованием модели освещения, и базовая модель освещения в большинстве графических пакетов использует упрощенную аппроксимацию законов физики. Данные расчета освещения дают значение каждого RGB-компонента света, отраженного от точки поверхности, и значение интенсивности света, прошедшего через прозрачный объект. Базовая модель освещения обычно объединяет несколько источников света (точечные излучатели), которые могут быть удаленными, локальными источниками или прожекторами. Рассеченный свет для сцены описывается фиксированной интенсивностью для каждого RGB-компонента цвета и для всех поверхностей. Интенсивность диффузного отражения с поверхности считается пропорциональной косинусу угла между направлением нормали к поверхности и направлением на источник. Интенсивность зеркального отражения вычисляется с использованием модели Фонга. Кроме того, эффекты прозрачности обычно аппроксимируются с помощью единственного коэффициента прозрачности для материала, хотя точные эффекты преломления можно смоделировать, применяя закон Снелла. Эффекты затенения отдельных источников света можно добавить, определив области на сцене, невидимые для источника света. Кроме того, расчеты, необходимые для получения эффектов отражения и пропускания света для полупрозрачных материалов обычно не входят в стандартную модель освещения, но их можно смоделировать, используя методы, рассеяния диффузных компонентов света.
Значения интенсивности, вычисленные с помощью модели освещения, отображаются в уровни интенсивности, доступные в используемой системе. Чтобы предоставить набор уровней интенсивности, увеличивающихся с равно ощущаемым изменением яркости, в системах используется логарифмическая шкала интенсивностей. Чтобы скомпенсировать нелинейность устройств отображения на экран, к значениям интенсивности применяется гамма-коррекция. На двухуровневых мониторах можно использовать полутоновые узоры и методы добавления псевдослучайного шума для имитации диапазона значений интенсивности. Полутоновые аппроксимации также можно применять для увеличения числа опций интенсивности в системах, позволяющих отображаться более двух интенсивностей на пиксель. Для имитации диапазона интенсивностей, если число точек, которые нужно отобразить на сцене, равно числу пикселей на устройстве отображения, используются методы упорядоченного шума, диффузии ошибок и точечной диффузии.