Skoraj vsak graficni program modelira optiko na nek nacin. Najveckrat se tu uporabijo razlicne poenostavitve v fizikalnem modelu optike.
Fiziki opisujejo svetlobo kot elektromagnetno valovanje ali kot gibajoce se delce energije (fotone) [BW89]. Valovanje je opisano z valovanjem elektricnega in magnetnega polja, ki sta si med seboj pravokotni. Model optike zasnovan na valovanju se imenuje fizikalni model, model temeljec na premocrtnem gibanju delcev pa geometrijski model svetlobe. Slednji model, z delcem kot nosilcem energije je tudi enostavnejsi in zato tudi veckrat uporabljan.
Fizikalni model je mozno poenostaviti tudi tako, da svetlobe ne obravnavamo kot vektorsko valovanje, ampak le kot skalar z doloceno energijo. Sestevanje je tako veliko lazje, vendar je kljub temu geometrijski model v racunalniski grafiki skoraj v izkljucni uporabi.
Z uporabo geometrijskega modela modeliramo svetlobo kot neodvisne zarke. V geometrijskem modelu lahko zanemarimo nekatere pojave, kot so uklon svetlobe, interferenca in polarizacija, zato je potrebno te lastnosti modelirati posebej.
Uklon svetlobe nastopi pri sirjenju svetlobe v blizini ovire. Modeliranje uklona je v geometrijskem modelu izredno tezavno, zato so do sedaj razvite le metode za posebne primere, za katere je mozno dolociti gladke prehode senc v t.i. umbri in penmbri . Frekvenca valovanja vidne svetlobe je tudi dokaj visoka, zato lahko modeliranje teh podrobnosti najveckrat opustimo.
Interferenca je povezana z zamikom faze valovanja svetlobe, ki nastopi zaradi uklona, veckratnega loma ali odboja svetlobe. V naravi primere interference opazimo pri milnih mehurckih, kjer se pojavijo raznobarvni pasovi. Podobni efekti so vidni tudi na vseh tankih prosojnih plasteh, kot so npr. tanka zascitna plast filma na fotografskih lecah, plast olja na vodi...
Polarizacija je v geometrijskih modelih najmanj upostevana, tudi zaradi tega, ker jo je v praksi tezko neposredno zaznati. V primerih natancnega modeliranja nekaterih pojavov v atmosferi [TTOO90], pa lahko tudi upostevanje polarizacije prispeva k boljsemu opisu. Slike z izrazitim efektom polarizacije, zaradi redke pojavnosti v naravi izgledajo zelo umetne.
V racunalniski grafiki se obicajno uporabi geometrijski model zaradi relativne nepomembnosti interference, polarizacije in uklona svetlobe. Ce je v geometrijskem modelu uporabljena tudi kaksna od valovnih lastnosti, se to obravnava kot posebni primer.
Ena od pomembnih lastnosti svetlobe je tudi valovna dolzina, saj le ta predpisuje barvo. Vkljucitev v geometrijski model ni tezavna, je pa potrebno za oblikovanje realisticne slike. Prav razumevanje barve kot lastnosti povrsine je tudi kljuc za tvorbo realisticnih slik.