Primäres Ziel in der 3d-Computergrafik ist in den meisten Fällen die Simulation reale Gegebenheiten. Dabei sind physikalische Gesetze Voraussetzung. In der 3d-Beleuchtung basieren die meisten Grundsätze und Annahmen auf den Gesetzen der Strahlenoptik. An dieser Stelle werden die für die 3d-Beleuchtung wichtigsten Gesetze in ihren Grundzügen beschrieben.