a samą intensywność strumienia światła odbitego od powierzchni badanej modeluje się stosując prawo odbić matowych LambertaLambert, J.H. 1760. Photometria sive de mensure et gradibus luminis colorum et umbra. Basilea 1760.:
Natomiast, przy nieco odmiennej reprezentacji parametrów kierunkowych rzutowanego światła:
oraz ostatecznie:
gdzie: – składowe wektorowego pola gradientu, – 3 składowe parametru kierunkowego rzutowanego światła, – odpowiednio kąt tożsamy z kątem azymutu, – kąt dopełniający do kąta rzutowania promieni światła.
Zazwyczaj, przyjmuje się założenie, co do ortogonalno-graficznej rejestracji obrazu wycinka powierzchni badanej w zawartości obrazu 2D a sam punkt obserwacji nad powierzchnią badaną, zapewnia kierunek obserwacji zorientowany prostopadle do powierzchni badanej, czy też mówiąc w rozwinięciu – prostopadle do płaszczyzny odniesienia powierzchni badanej. Ponadto ortogonalno-graficzna rejestracja obrazu zapewnia zachowanie prostopadłości kierunków w dowolnym punkcie na rejestrowanym obrazie 2D, względem adekwatnej prostopadłości kierunków w punkcie znajdującym się odpowiednio na płaszczyźnie odniesienia dla rzeczywistej powierzchni będącej w obserwacji.