Podręcznik Grafika komputerowa i wizualizacja

Cień jest bardzo ważny na scenie, podkreśla relacje przestrzenne. Pośrednio wskazuje położenie źródeł światła. Zwiększa wrażenie realności sceny. Kształt powierzchni zacienionej („geometria cienia”), jest trudny do przewidzenia i określenia bez dokładnej analizy. Można rozważać pewne właściwości cienia. Bardzo rzadko mamy do czynienia z ostrą krawędzią brzegu powierzchni zacienionej, częściej występuje łagodna zmiana oświetlenia. Powierzchniowe źródło światła powoduje powstanie umbry i penumbry. Umbra jest obszarem całkowicie zasłoniętym, gdzie światło nie dociera. Penumbra jest częściowo oświetlonym obszarem, dociera tam część strumienia ze źródła światła. Powstawanie cienia zależne jest od rodzaju źródła światła.

Pomysł podstawowy rozwiązania problemu cienia to : określenie obszar, który może być „widoczny” z punktu widzenia źródła światła. Obszar niewidoczny ze źródła jest w cieniu. Punkt P jest w cieniu wtedy i tylko w tedy, gdy P jest zasłonięty z punktu widzenia źródła światła. Można stosować algorytmy eliminacji elementów zasłoniętych, w których przeprowadza się analizę nie z punktu widzenia obserwatora, ale z punktu widzenia źródła światła. Algorytmy najczęściej rozpatrywane w takim podejściu:

Analiza rozkładu oświetlenia sceny realizowana metodą śledzenia promieni daje także informacje o rozkładzie cieni. Trzeba jednak pamiętać, że ich wygląd będzie bardzo silnie zależał od sposobu uwzględniania powierzchniowych źródeł światła.