我们已经了解了光线和物体表面相交时会发生哪些现象。当已知光源位置和方向、视角方向时，我们就需要知道一个表面是如何和光照进行交互的。例如，当光线从某个方向照射到一个表面时，有多少光线被反射？反射的方向有哪些？而BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)就是用来回答这些问题的。当给定模型表面上的一个点时，BRDF包含了对该点外观的完整的描述。在图形学中，BRDF大多使用一个数学公式来表示，并且提供了一些参数来调整材质属性。通俗来讲，当给定入射光线的方向和辐照度后，BRDF可以给出在某个出射方向上的光照能量分布。这里涉及的BRDF都是对真实场景进行理想化和简化后的模型，也就是说，它们并不能真实地反映物体和光线之间的交互，这些光照模型被称为是经验模型。尽管如此，这些经验模型仍然在实时渲染领域被应用了多年。然而，有时我们希望可以更加真实地模拟光和物体的交互，这就出现了基于物理的BRDF模型。