พวกเขาเริ่มต้นจากการสร้างฉากในภาพวาดขึ้นมาใหม่ในรูป 3 มิติ โดยผสมผสานพื้นผิวและโครงสร้างของวัตถุทั้งหมดที่กระทบแสง โดยรวมทั้งมุมมองในภาพและแหล่งกำเนิดแสง จากนั้นอัลกอริทึมของโปรแกรมก็จะทำการแกะรอยลักษณะของแสงที่ส่องไปยังฉากในภาพ ว่าทำงานอย่างไร
ต่อมาพวกเขาจำลองภาพวาดในแบบเสมือนจริงอย่างคร่าวๆ ในรูปทรงเรขาคณิต เพื่อคำนวณรายละเอียดเกี่ยวกับลูกแก้วและมือที่ถือมัน ด้วยการเปรียบเทียบระหว่างลูกแก้วกับมือ พวกเขาประเมินว่าลูกแก้วน่าจะมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 13.6 ซม. และมีระยะทางจากร่างกายของผู้ถือ 25 ซม. พวกเขายังปรับรูปจำลองเรขาคณิตของภาพให้มือสัมผัสกับลูกแก้วอย่างนุ่มนวล โดยใช้โปรแกรมซอฟต์แวร์ Maya ที่ใช้ทำแบบจำลอง 3 มิติ และอนิเมชั่น
ด้วยการศึกษาเงาในภาพวาด ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่า
ตัวละครในภาพถูกส่องโดยแสงสว่างจ้าจากด้านบนและกระจายไปรอบข้าง พวกเขายังคำนวณว่าผู้วาดภาพน่าจะอยู่ห่างจากแบบราวๆ 90 ซม.
จากฉากจำลองแบบเสมือนจริงนี้ พวกเขาทำการทดสอบว่าลูกแก้วในมือนั้นเป็นลูกแก้วแบบไหนกันแน่ ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าสนใจว่า หนทางเดียวที่ทีมนักวิทยาศาสตร์จำลองภาพวาดให้ออกมาเหมือนกับต้นฉบับมากที่สุดคือการใช้ลูกแก้วกลวงเท่านั้น เพราะลูกแก้วกลวงจะฉายภาพด้านหลังออกมาอย่างบิดเบือนในรูปแบบเฉพาะตัว ยกตัวอย่างเช่น เส้นตรงที่ถูกฉายผ่านศูนย์กลางของลูกแก้วจะไม่บิดเบี้ยว ในขณะที่เส้นตรงที่ไม่ผ่านศูนย์กลางของลูกแก้วจะบิดเบี้ยวในลักษณะที่ไม่ต่อเนื่องกับขอบลูกแก้ว ซึ่งรายละเอียดของผ้าคลุมเบื้องหลังลูกแก้วในภาพวาดนี้ก็ปรากฏออกมาในลักษณะเดียวกัน ทีมนักวิทยาศาสตร์ยังทำการทดลองจำลองความหนาของลูกแก้วในภาพวาดในแบบที่แตกต่างกันไป ท้ายที่สุดก็คาดคะเนว่าความหนาของตัวลูกแก้วกลวงในภาพน่าจะไม่เกิน 1.3 มม. เท่านั้นเอง
คำถามที่น่าสนใจก็คือในยุคนั้นมีวัสดุเช่นนี้หรือไม่ และดา วินชี เองมีความรู้ความเชี่ยวชาญเกี่ยวกับการหักเหของแสงดังที่ปรากฏในภาพวาดจริงไหม หรือเขาแค่วาดออกมาผิดพลาดกันแน่?
เหลียงและทีมงานได้ร่วมกันศึกษาค้นคว้าสมุดบันทึกของดา วินชี จนได้ข้อสรุปว่า ดา วินชีน่าจะมีความรู้ความเชี่ยวชาญเกี่ยวกับเรื่องแสงเป็นอย่างดี นอกจากนี้ยังมีการบันทึกเอาไว้ว่าลูกแก้วกลวงนั้นเป็นที่รู้จักกันอย่างดีในยุคสมัยของดา วินชี และปรากฏอยู่ในภาพวาดของศิลปินในยุคนั้นอีกมากมายหลายภาพ อันที่จริงศิลปินในยุคเรอเนสซองส์นั้นต่างก็เป็นผู้เชี่ยวชาญในการวาดภาพสภาวะต่างๆ ของแสงกันทั้งนั้น