離線渲染中，通常可以用kd,ks,kt(分別代表物體的漫反射系數，鏡面反射系數，透射系數)來簡單地描述一個物體的基本材質，例如，我們將一個物體設置為:kd=0,ks=0.1,kt=0.9,即代表一束光擊中該物體表面后，其中的90%發生透射(折射)，另外10%被表面反射回來。這代表了無論光線以何種角度擊中物體表面，它的反射率和透射率都是一樣的。但是實際生活中是否是這樣的呢？
試想，你站在湖邊，低頭看腳下的水，你會發現水是透明的，反射不是特別強烈；如果你看遠處的湖面，你會發現水並不是透明的，反射非常強烈。簡單的講，就是視線垂直於表面時，反射較弱，而當視線非垂直表面時，夾角越小，反射越明顯。如果你看向一個圓球，那圓球中心的反射較弱，靠近邊緣較強，這就是“菲涅爾效應”。不同材質的菲涅爾效應強弱不同，導體(如金屬)的菲涅爾反射效應很弱，就拿鋁來說，其反射率在所有角度下幾乎都保持在86%以上，隨角度變化很小，而絕緣體材質的菲涅爾效應就很明顯，比如折射率為1.5的玻璃，在表面法向量方向的反射率僅為4%，但當視線與表面法向量夾角很大的時候，反射率可以接近100%，這一現象也使得金屬與非金屬看起來不同。
在圖形學中，我們也可以加入菲涅爾反射效應，以使玻璃，瓷器，水面等物體的反射顯得更真實。菲涅爾反射的方程可以由麥克斯韋電磁學方程推導出來(因為本質上講菲涅爾反射就是用波動的理論來解釋光的反射)。對於透明物體而言其結果為：
公式中的kr與kt分別代表了最終求得的反射率與折射率，η代表了該物體的相對折射率，θi和θt分別代表了入射角與折射角。可以看出對於透明物體而言，有多少光能被折射是跟物體的相對折射率以及入射角度都是相關的，值得注意的一點是，當發生全反射的時候這個公式並不適用。
除此之外，菲涅爾反射效應也是可以用於漫反射等其他非透明材質之上的，用來描述其在各個入射角方向上的反射率，不過這種情況略微復雜一些，通常難以直接求解，但是它卻可以用有理多項式來逼近，比如在處理次表面散射(Subsurface scattering)的時候會加入Fresnel項：
