在现实世界中，光扮演了极其重要的角色，没有光万物将失去色彩，没有光世界将一片漆黑。在3D数字世界中亦是如此，3D数字世界是一个使用数学精确描述的世界，光照计算是影响到这个数字世界可信度的极其重要的因素。
在上图中，左图是无光照的情况下的球体（并非全黑是因为我们设置了环境光），这个球体看起来与一个2D圆形并无区别。右图在有光照的情况下给我们的感觉就好多了，有高光、有阴影。实际上我们视觉感知环境就是通过光与物体的交互而产生的。
3D数字世界真实度与3D数字世界使用的光照模型有直接关系，越高级的光照模型对实现世界模拟得就越好，当然计算代价也是越大的。特别是对实时渲染的应用来说，一个合适的折中方案选择就很关键。
在接下来的几篇文章中，我们将介绍Arcore如何利用光估计技术使AR体验更真实，我们还将继续扩展其中的一些基本技术，以改进我们AR应用程序。当然，在这之前，还是有必要了解一些光照基本知识。
一、光源
顾名思义，光源就是光的来源，常见的光源有阳光、月光、星光、灯光等等。光的本质其实很复杂，它是一种电磁辐射但却有波粒二相性（我们不会深入去研究光学，那将是一件非常复杂且枯燥的工作，在计算机图形学中，我们只要了解一些简单的光学属性并应用）。在实时渲染中，我们通常把光源当成一个没有体积的点，用L来表示它的方向，使用辐照度（ irradiance ） 来量化光。对于平行光来说，它的辐照度可通过计算在垂直于L 的单位面积上单位时间内穿过的能量来得到。在图形学中考虑光，我们只要想象它会向空间发射带有能量的光子（particles），然后这些光子会和物体表面发生作用（反射，折射和吸收），最后的结果是我们看到物体的颜色和各种纹理。
二、光与材质的交互
当光照射到物体表面时，一部分被物体表面吸收，另一部分被反射，对于透明物体而言，还有一部分光穿过透明体，产生透射光。被物体吸收的光能转化为热量，只有反射光和透射光能够进入眼睛，产生视觉效果。反射和透射产生的光波决定了物体呈现的亮度和颜色，即反射和投射光的强度决定了物体表面的亮度，而它们含有的不同波长光的比例决定了物体表面的色彩。所以，物体表面光照颜色由入射光、物体材质，以及材质和光的交互规律共同决定。
材质可以被认为是决定光如何与物体表面相互作用的属性。这些属性包括表面反射和吸收的光的颜色、材料的折射指数、表面光滑度、透明度。通过指定材质属性，我们可以模拟各种真实世界的表面，如木材、石头、玻璃、金属和水。
在我们的模型中，光源可以发出不同强度的红、绿和蓝光；这样，我们就可以模拟许多光色。当光从光源向外传播并与物体碰撞时，其中一些光可能被吸收，另一些则可能被反射(对于透明物体，如玻璃，有些光线透过介质，但我们这里不考虑透明度)。反射的光现在沿着它的新路径传播，并且可能会击中其他物体，其中一些光又被吸收和反射。光线在完全吸收之前可能会击中许多物体。最终，一些光线最终会进入眼睛，如下图所示。
根据三原色理论，眼睛的视网膜包含三种光感受器，每一种感光器对红光、绿光和蓝光敏感(有些重叠)。传入的RGB光会根据光的强度将其相应的光感受器刺激到不同的强度。当光感受器受到刺激(或不刺激)时，神经冲动从视神经向大脑发送，在那里大脑产生一种光感受器。根据光感受器的刺激在你的大脑中产生图像。(当然，如果你闭上/闭上眼睛，感受器细胞就不会受到任何刺激，而大脑会将其记录为黑色。)
在上图中，假设圆柱体的材料反射75%的红光，75%的绿光，而球体反射25%的红光，吸收其余的红光。也假设纯净的白光是从光源发出的，当光线照射圆柱体时，所有的蓝光都被吸收，只有75%的红光和绿光被反射出来。(即中等强度的黄色)。这种光随后被散射，其中一些进入眼睛，另一些进入球体。进入眼睛的部分主要刺激红色和绿色的锥细胞到中等的程度，观察者会认为圆柱体是一种半明亮的黄色。其他光线向球体散射并击中球体，球体反射25%的红——并吸收其余部分，因此，稀释后的红光(中高强度红色)被进一步稀释和反射，所有进入的绿光都被吸收。剩余的红光随后进入眼睛，主要刺激红锥细胞到一个较低的程度。因此观众认为球体是一种暗红色的球。
这就是光与材质的交互过程。
三、3D渲染
3D渲染又称为着色（Shading），是指对3D模型进行纹理与光照处理并光栅化成像素的过程。
Unity提供对模型的多种渲染方式，当然，有的如Wireframe、shaded、shaded Wireframe有比较明确的意义，有的则不那么明显。
