着色英文名叫shading，在韋氏字典里的意思表達的是一個物體的明暗和顏色，在圖形學中有特殊的含義，即：將材質應用於對象的過程。
shading有很多種方式，這里介紹其中一種比較簡單的，叫Blinn-Phong 反射模型。
我們知道，人的眼睛能看到物體表面的明暗和顏色，是因為光射到了物體上，然后反射到人的眼睛里。
反射有三種方式：高光 Specular highlights、漫反射 Diffuse reflection、環境光Ambient lighting。
對於每一個單獨的物體，為了衡量光線的強度 ，我們定幾個參數作為輸入項，根據這幾個參數，可以得到最后的顏色。
着色點 shading point：我們假設物體表面有無數個點可以反射光，每個點為一個shading point
法線向量 n：沿物體表面，過shading point做一條切線，垂直於這條切線並向外的線，設為單位向量
光源方向向量 l：從shading point連向光源的線，設為單位向量
觀測方向向量 v：從shading point連向攝像機的線，設為單位向量
現在把高光、漫反射、環境光分別用以上參數做分析。
漫反射
我們可以認為，漫反射是光線以一定的角度直射到物體表面，均勻的反射到各個方向。
Blinn-Phong 反射模型認為，漫反射受到3個因素疊加而成，分別是光源到物體的距離、光線跟物體的角度、物體的材質。
光源到物體的距離
我們把光線看成一種能量，一束光外擴散，總能量不變，范圍便大，強度變低。光的強度跟距離的平方成反比。
我們用I/r²表示能量到達系數，I表示光強度，r表示擴散半徑。
光線跟物體的角度
就像太陽的直射會造成夏季一樣，光射向物體的角度會造成物體表面單位面積的光密度不同，從而接收到的光強度不同。當角度θ越接近0°強度最大，物體越亮；越接近90°強度越小，物體越暗。
我們用max(0, n · l) 表示接收系數，n和l分別是法向量和光源向量，他們的乘積等於兩個向量的夾角cosθ的值（0°時為1，90°時為0）。max的作用是如果值為負並不會有衰減。
物體的材質
不同的材質表面吸收的光不同，導致人看到的顏色不同。
我們用kd表示材質漫反射系數。
從左到右不同的材質， 同樣強度同樣角度的光照所反射的顏色不同。
綜上所述，可以用一個公式來表示漫反射的總顏色值：
高光
Blinn-Phong 反射模型認為，高光是一束很窄的光，只有反射向量和觀測向量非常接近時，才能被觀測到。
跟漫反射類似，我們可用光源到物體的距離、反射向量和觀測向量的夾角、物體的材質三個因素疊加形成高光。（跟漫發射不同的是，Blinn-Phong 反射模型的高光不會考慮接收強度，也就是光線跟物體的角度）。
但是由於反射向量的計算量比較大（根據入射方向和法線向量求出），Blinn-Phong 提出了一種優化方法，即法線向量n和半程向量h的夾角，可以一定程度來表示R和v是否接近。
而半程向量非常好求，l + v后再做歸一化即可得。
這里需要注意的是，因為最后的夾角會影響到是否能觀察到高光，而用簡單的cos函數會導致能被觀測到的范圍非常大，例如當α=45°，cos並不等於0，相當於偏移45度依然能觀察到高光，顯然跟現實不太符合。這里的方法是把cos函數變成cos次方函數，通過調整次方p的值調整可見范圍。一般p的值為100~200，把可見范圍調整到3°~5°。
由此可得到Blinn-Phong 反射模型下的高光公式：
環境光
Blinn-Phong 反射模型認為，環境光跟光源的距離、射入角度的關系不大，可以把所有所有射入的光線因素當成常量I，然后再加上物體的材質，總共2個因素。
因此，在Blinn-Phong 反射模型中，環境光的強度是一樣的（常量I），意味着如果物體的材質一樣，所有只有環境光反射的地方（比如背面），看起來都是平的（沒有明暗分別），不管這個地方是凹還是凸。
總結：
1.高光受光照強度、入射角度（Blinn-Phong模型不考慮）、觀測角度、材質系數影響；
2.漫反射受關照強度、入射角度、材質系數影響；
3.環境光受常數I和材質系數影響。
高光 Specular highlights、漫反射 Diffuse reflection、環境光Ambient lighting三種反射疊在一起，即為最終的Blinn-Phong 反射。
