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真实感图形生成通常采用的经典光照模型难以表达一些特定的光学现象。本文给出了一种基于物理频谱的光照模型，光源颜色不使用RGB值表示，而是采用其物理特性即频谱表示，并根据CIE提供的函数，设计了一种基于图形处理单元(GPU)的高效转换算法，解决了模型运算量大的问题。将上述模型应用于虚拟光学物理实验中，模拟了光的折射、干射、衍射等现象。