本发明公开了一种基于半球正交函数的渲染方法,包括如下步骤：选择渲染片元,建立局部坐标系；获取材料双向反射分布函数；若全局光照是正交函数,根据全局坐标系与局部坐标系的转角确定正交函数系数的旋转矩阵,计算局部正交函数光照系数；将局部正交函数光照系数转为半球正交函数光照系数；采样获得被渲染材料的双向反射分布函数的空间分布；获得被渲染材料的双向反射分布函数的半球正交函数；光照的半球正交函数系数点乘被渲染材料的双向反射分布函数的半球正交函数系数并累加,获得反射方向的光强。采用半球谐函数HSH来对BRDF的测量数据或者理论推导数据进行拟合,可以避免球谐函数因为下半球数据缺失而造成的拟合困难。