一只朝前看的探测器会漏掉侧面的光
一盏小灯可以向前、向侧面、向背后发光。把光电探测器放在灯前面，它只接收从那个方向到达的部分。转动灯，读数可能变了，灯的总发光功率却没变。要比较总输出，测量装置得接住来自更多方向的光。
把灯放进一个内壁很白的空心球，光便有了许多次接近探测器的机会。球壁采用漫反射表面：入射光被送向一片方向，不像镜子那样主要沿一个方向反射。反复照壁后，探测器读数对光最初朝向哪个方向的依赖会减弱。这就是积分球把方向信息混合起来的过程。
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球壁让同一份光多走几次
白色球壁仍会吸光。假设每次反射保留百分之九十五，暂时忽略开口，二十次后还剩约百分之三十六。提高反射率，就有更多光能经历较多次反射；球内各处也更充分地受到照明。
把每次照到球壁都算进去，同一份光就会被计算好多次。它最后仍只去往一处：被球壁或内部物体吸收、进入探测器，或从端口逃走。球内累计受照更多，说明光在里面多走了几趟。
端口会打断循环。每一次到达开口，光都可能离开球；一个不大的孔，经过多次反射也能带来明显损失。实际仪器要把入射孔、探测口和其他开口都算进去，还要说明哪个口装着反射样品、哪个口是黑色开口。
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探测器前的小挡板也参与反射
探测器若直接看见光源，或看见被入射光照得特别亮的那块壁面，读数会过分依赖这条直接路径。挡板把这条视线隔开，让探测器主要接收经过混合的光。
挡板同时增加了一块会反射、也会吸光的表面。光可能照到它的正面、背面或侧边。画出一块挡板，却仍把内部当成完全均匀的空球，会漏掉它对信号的作用。球壁理想公式很适合解释趋势，具体装置还需要自己的几何与校准。
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换成深色样品，整个球都会暗一点
测反射率时，可以先把已知白色参考放在样品口，再换上待测表面。两次都把同样的入射光照到这个位置，比较探测信号，看待测表面反射了多少。这里的半球收集，是把样品向球内许多方向反射的光一起接收。
深色样品第一次反射的光较少，随后返回样品口的光也更容易被它吸收。这样一来，换样品不仅改变了第一次反射，还改变了球内光的存留。直接把两个计数相除，会把这两种作用混在一起。这种随样品替换而改变的响应，称为替代误差。
校正要说明样品口的大小、球壁与挡板反射特性，以及返回光怎样再次照到样品。另留一块没拿来校准的已知表面，可以检查校正能否预测新的探测信号。真实反射率仪器也会明确入射方向、收集范围和照明波长，让一次比较对应一种清楚的测量。
比较灯，也要比较灯放进去后的球
把已知灯换成另一盏灯，同样可以比较总输出。灯的玻璃壳、底座和支架会吸收返回光；形状或位置改变，球的通光响应也可能变化。精密测量会另外照亮球内，比较两盏不点亮的灯各自吸收多少，再修正替代结果。
光谱也会影响比较：球壁和探测器对不同颜色的响应并不相同。匹配光源的光谱，或逐个波长标定，才能让计数比对应想测的总光输出。白球负责把许多方向的光送到一起，已知参考则把这份探测信号接到可比较的物理量上。