Avec un éclairage direct, le faisceau lumineux va de la source lumineuse à la surface visée. S'il ne rencontre aucun obstacle, son point d'impact sur cette surface est considéré comme éclairé. Possible depuis les débuts de l'infographie, le calcul de l'éclairage direct n'est pas très complexe. Il a néanmoins l'inconvénient majeur de ne pas représenter l'éclairage indirect. Une pièce éclairée par des appareils pour l'éclairage du plafond se trouvera ainsi entièrement plongée dans l'obscurité, sauf sur les zones du plafond directement éclairées.