以上的图片就是六种不同材质的物体在不同环境下的表现(由计算机模拟生成)，下面逐一介绍这些材质的物理特性。从左到右，从前到后：

最前面的左数第一个物体的材质是生活中最常见到的材质。在生活中，绝大多数物体的表面在微观上并不是十分光滑，或者表层物质有较强的散射特性，因此光线在打到这些物体的表面后，被反射、散射到了各个方向上，这种现象称之为「漫反射」。原理大致如图：

类似这样的物体最典型的就是未抛光的石膏，纸张、墙面这些。观察上面给出的四张材质对比图片，可以看到这样的材质有以下几个视觉特性：

物体在单一平行光源照射下(典型的平行光源是日光)，物体显出本身的颜色、图案纹理。并在光源照射下，不同部分大致形成了亮面(直接受光源照射)、灰面(光源与表面有一些角度)、暗面(光源不能直接照射到)，之间过渡平滑、柔和。

物体的灰面、暗面稍受周围物体反光以及环境光的影响。例如物体暗部靠近地面的部分可能会比周围稍亮一些，就是因为物体接受到了地面的反光(学过素描的都知道这点吧 = =)。看示例材质图的例子可能会留意到，物体也受天光等环境光的影响，所以看上去稍蓝一些。如果仔细观察生活中的一些露天物体，在晴好的天气下，会发现物体的暗面、灰面或被阴影遮蔽的物体看上去会稍带一些蓝色，是因为反射了天光的缘故。

第一排左二就是常见的镜面金属材质了。由于这样的材质，即使从微观上看，表面依然比较光滑，并且几乎没有散射特征。光线打到这样的表面上后，绝大多数会沿按入射方向法线对称的角度反射出，因此看上去有这些视觉特征：

物体表面的颜色受周围环境影响很大。由于发生镜面反射，会在物体表面形成周围环境的镜像。如果表面不平整，镜像会发生畸变变形。

物体表面在光线照射下，不会像漫反射表面物体那样形成亮面、灰面、暗面。光源会经反射后，直接形成一个物体表面上的清晰虚像。

由于一些金属对不同波长(频率)的光线反射率不同，因此像铜、金、锌等金属会带有颜色。例如由于金对波长短的光线(蓝紫光部分)吸收较多，对波长较长的光线(红黄光)反射较多，因此会带有金黄色。

第一排第三个的材质也是生活中较为常见的，即「玻璃」材质。「玻璃」材质不仅仅包含玻璃，还包括类似聚乙烯塑料、钻石这样的材质，甚至水也可以看作是「玻璃」材质，因此在这里「玻璃」材质打上了引号。「玻璃」材质的特点可以归纳如下：

光线在打到「玻璃」材质表面时，大部分光线会进入表面内部，然后从另一面射出。所以「玻璃」材质是透明的，我们从这边观看可以透过玻璃材质看到另一边的东西。

但由于现实生活中的「玻璃」不是完美的，并且由于全反射现象，总有一些光线打到「玻璃」表面后，没有进入「玻璃」内部，被「玻璃」表面反射或发生全反射现象。并且，由于通常「玻璃」表面较为光滑，「玻璃」表面的反射类似镜面反射。因此，观看「玻璃」材质物体时，除了能够透过「玻璃」看到另一边的物体外，还可以看到「玻璃」器物表面会略带一些周围环境的镜像。并且与表面视角越大，「玻璃」上的镜像就越醒目，这是由于视角越大，全反射现象越明显。

光线在由一种透明介质进入另一种透明介质时，在界面处光线方向会发生偏折，形成折射现象。光线入射角越大，折射现象就越明显。故观看弯曲「玻璃」表面时会觉得穿过「玻璃」的像变形了。折射现象是全反射现象的原因。光的折射也会导致焦散现象。并且，由于「玻璃」对不同波长的光线折射率不同，光线穿过「玻璃」后也可能发生色散、色差现象。不同的透明物体有不同的折射率，折射率越大则折射现象越明显。为什么大家普遍觉得钻石比玻璃好看?原因是钻石的折射率更大，因此看起来更晶莹剔透(全反射现象更明显)，并且对着光线看起来是五彩缤纷的(色散现象更明显)。

后一排左一物体的材质，在很多白色家电上可以看到，类似的还有光滑的瓷砖、木地板等等，iPhone 4 的前、背面面板也类似这样。这种材质很像漫反射物体表面材质，不过却隐约能看到物体表面类似镜面反射那样，带有环境镜像。这通常是由于这样的物体表面实际上有两层，下面的那层材质特性类似于漫反射材质，在漫反射层上面有一个很薄的光滑、透明表层，可以令大部分光线透过这一层，照射到下面的漫反射层。不过透明层本身会将照射过来的少许光线反射回去。这样的物体材质视觉特性看起来，兼备漫反射和镜面反射的特性：

和漫反射材质类似，光线打到物体上时会使物体表面不同部位形成明暗对比，并略微受环境光的影响。

和镜面反射材质类似，物体表面会隐约形成周围环境的镜像，并且这个像会由于物体表面不平坦而发生畸变。

后一排左二是粗糙金属材质，类似于一些金属栏杆把手，MacBook 铝合金外壳这样的。这样的材质看起来既不像光滑金属镜面表面，又不像漫反射材质，有这些特点：

和漫反射物体材质在受光源照射后，形成柔和的明暗过渡不同的是，粗糙金属材质在受光线照射后，会在对着光源处形成一个很亮的光斑，亮斑周围部分的亮度迅速衰减。

亮斑大小取决于材质的粗糙程度，越粗糙亮斑越大，越细腻亮斑越小，完全光滑时表面即为镜面反射材质，亮斑变为一个小而清晰的光源镜像。

亮斑较容易在表面曲率变化较大的地方「囤积」。

物体材质相对于漫反射材质而言，受周围环境影响更多一些。但不会像镜面反射材质那样，形成清晰的环境镜像。

最后一个材质有些意思，因为光线打到这个材质上时，不会一下子全都反射出来，也不会一下子全进入物体内部，而是有一部分光线被表面反射出来，进入物体内部的光线则在物体内部传播，但由于物体材质的微观物理特性，传播时发生了散射现象，被散射到各个方向。有的光线散射后继续朝物体内部传播，有的光线则在散射后角度发生很大的偏折，返回射出物体表面。这样，使得一些光线虽然能够透过物体，但物体看起来不像玻璃那样晶莹剔透，而是显得里面是「混沌」的。这样的物体非常多，生活中很多有机物都有类似这样的光学特性，比如人的皮肤、蜡烛、大多数塑料、象牙、凝胶;另外，像瓷器、玉石这样的无机物也有类似特征。

举些例子说明一下，比如下图的人手，可以看到背着光线观察时会看到有光线穿透了人手内部，尤其是在手指缝这样的边缘处最明显：

最极端点的例子是气凝胶，一种内部微观结构呈泡沫状，密度极低的固体。光线进入后会发生充分的散射：