條形光源拍攝,條形光源應(yīng)用場(chǎng)合

本文目錄一覽：

• 1、機(jī)器視覺(jué)光源的選擇
• 2、條形光源的特點(diǎn)是什么?
• 3、拍攝靜物打光技巧
• 4、機(jī)器視覺(jué)中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法

機(jī)器視覺(jué)光源的選擇

機(jī)器視覺(jué)光源的選擇

機(jī)器視覺(jué)光源的選擇，現(xiàn)代生活中日常照明離不開(kāi)燈光，房屋裝修更是對(duì)光源的要求比較高，數(shù)態(tài)搭光源大體分為冷光和暖光，不同光源視覺(jué)感都不同，下面一起來(lái)了解一下，機(jī)器視覺(jué)光源的選擇。

機(jī)器視覺(jué)光源的選擇1

機(jī)器視覺(jué)光源

機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長(zhǎng)度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格不合格、有無(wú)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。

機(jī)器視覺(jué)光源的選擇

一、閉燃簡(jiǎn)單的預(yù)備知識(shí)

1、因材質(zhì)和厚度不同、對(duì)光的透過(guò)特性（透明度）各異。

2、光根據(jù)其波長(zhǎng)之長(zhǎng)短、對(duì)物質(zhì)的穿透能力（穿透率）各異。

3、光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)、對(duì)物質(zhì)的透過(guò)力越強(qiáng)，光的波長(zhǎng)越短、在物質(zhì)表面的擴(kuò)散率越大。

4、透射照明、即是使光線(xiàn)透射對(duì)象物、并觀(guān)察其透過(guò)光之照明手法。

二、光源

1、穏定均勻的光源極其重要。

2、目的：將被測(cè)物與背景盡量明顕區(qū)分。

3、摂取圖像時(shí)、最重要之處是如何鮮明地獲得：被測(cè)物與背景的濃淡差。

4、目前，在圖像處理領(lǐng)域中最広范的技術(shù)手法是：二值化（白黒）處理。

以上就是我針對(duì)機(jī)器視覺(jué)光源的選擇這一科技的發(fā)明闡述的資料了，隨著科技的發(fā)達(dá)每天都有很多新鮮的東西問(wèn)世，無(wú)論是那一方面的機(jī)器還是新鮮事物都是隨著人們的需求而發(fā)展的。像褪殼機(jī)一類(lèi)的就是褪花生跟瓜子薯拿發(fā)明的，都是省力又省時(shí)間的偉大發(fā)明呢。

機(jī)器視覺(jué)光源的選擇2

一套完整的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)主要包含圖像采集部分和圖像分析部分，而圖像采集部分主要由工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭以及機(jī)器視覺(jué)光源承擔(dān)，今天我們主要介紹機(jī)器視覺(jué)光源的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)及選型技巧。

首先我們需要了解，機(jī)器視覺(jué)中的光源起到哪些作用：

1.照亮目標(biāo)，提高亮度；

2.形成有利于圖像處理的成像效果，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和對(duì)圖像處理算法的要求；

3.克服環(huán)境光干擾，保證圖像穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的精度、效率。

恰當(dāng)?shù)墓庠凑彰髟O(shè)計(jì)可以使圖像中的目標(biāo)信息與背景信息得到最佳分離，這樣不僅大大降低圖像處理的算法難度，同時(shí)也提高系統(tǒng)的精度和可靠性。但非常遺憾，目前沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明系統(tǒng)應(yīng)對(duì)不同的檢測(cè)要求，因此針對(duì)每個(gè)特定的案例，都需要設(shè)計(jì)合適的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。而不合適的照明，則會(huì)引起很多問(wèn)題，機(jī)器視覺(jué)光源如此重要，卻往往被很多人忽視。

目前機(jī)器視覺(jué)光源主要采用LED（發(fā)光二極管），由于其形狀自由度高、使用壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用：

一、形狀自由度

一個(gè)LED光源是由許多單個(gè)LED組合而成的，因而跟其他光源相比，可做成更多的形狀，更容易針對(duì)用戶(hù)的情況，設(shè)計(jì)光源的形狀和尺寸。

二、使用壽命長(zhǎng)

為了使圖像處理單元得到精確的、重復(fù)性好的測(cè)量結(jié)果，照明系統(tǒng)必須保證相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能夠提供穩(wěn)定的圖像輸入。LED光源在連續(xù)工作10000到30000小時(shí)后，亮度衰減，但遠(yuǎn)比其他光源效果好。此外，用控制系統(tǒng)使其間斷工作，可抑制發(fā)光管發(fā)熱，壽命也將延長(zhǎng)一倍。

三、響應(yīng)速度快

LED發(fā)光管響應(yīng)時(shí)間很短，響應(yīng)時(shí)間的真正意義是能按要求保證多個(gè)光源或一個(gè)光源不同區(qū)域之間的工作切換，采用專(zhuān)用控制器給LED光源供電時(shí)，達(dá)到最大照度的時(shí)間小于10s。

四、顏色多樣

除了光源的形狀以外，得到穩(wěn)定圖像輸入的另一方面就是選擇光源的顏色。甚至相同形狀的光源，由于顏色的不同得到的圖像也會(huì)有很大的差別。實(shí)際上，如何利用光源顏色的技術(shù)特性得到最佳對(duì)比度的圖像效果一直是光源開(kāi)發(fā)的主要方向。

五、綜合性運(yùn)營(yíng)成本低

選用低廉而性能沒(méi)有保證的產(chǎn)品，初次投資的節(jié)省很快會(huì)被日常的維護(hù)、維修費(fèi)用抵消。其他光源不僅耗電是LED光源的2~10倍，而且?guī)缀趺吭戮鸵鼡Q，浪費(fèi)了維修工程師許多寶貴的時(shí)間。而且投入使用的光源越多，在器件更換和人工方面的花費(fèi)就越大，因此選用壽命長(zhǎng)的LED光源從長(zhǎng)遠(yuǎn)看是很經(jīng)濟(jì)的'。

機(jī)器視覺(jué)照明技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)：

1）照射方式

選擇不同的光源，控制和調(diào)節(jié)照射到物體上的入射光的方向是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最基本的參數(shù)。它取決于光源的類(lèi)型和相對(duì)于物體放置的位置，一般來(lái)說(shuō)有兩種最基本的方式：直射光和漫射光，所有其它的方式都是從這兩種方法中延伸出來(lái)的。

直射光：入射光基本上來(lái)自一個(gè)方向，射角小，它能投射出物體陰影；

漫射光：入射光來(lái)自多個(gè)方向，甚至于所有的方向，它不會(huì)投射出明顯的陰影。

2）反射方式

物體反射光線(xiàn)有兩種不同的反射特性：直反射和漫反射。

直反射：光線(xiàn)的反射角等于入射角。直反射有時(shí)用途很大，有時(shí)又可能產(chǎn)生極強(qiáng)的眩耀。在大多數(shù)情況應(yīng)避免鏡面反射。

漫反散：照射到物體上的光從各個(gè)方向漫散出去。在大多數(shù)實(shí)際情況下，漫散光在某個(gè)角度范圍內(nèi)形成，并取決于入射光的角度。

3）顏色

光譜中很大的一部分電磁波譜是人眼可見(jiàn)的，在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射被稱(chēng)作可見(jiàn)光，范圍在400nm至760nm之間（有的人可以觀(guān)測(cè)到380~780nm），即從紫色380nm到紅色780nm。

色環(huán)就是把可見(jiàn)光光譜中的色彩進(jìn)行排序，形成紅色連接到另一端的紫色。機(jī)器視覺(jué)中應(yīng)用的色環(huán)通常包括6種不同的顏色，分為兩大類(lèi)：暖色和冷色。暖色由紅色調(diào)構(gòu)成，冷色來(lái)自于藍(lán)色調(diào)。通常用相反色溫的光線(xiàn)照射，圖像可以達(dá)到最高級(jí)別的對(duì)比度；相同色溫的光線(xiàn)照射，可以有效濾除。因此靈活利用色溫特性，對(duì)我們選擇光源很有幫助。

4）明視場(chǎng)和暗視場(chǎng)

明視場(chǎng)是最常用的照明方案，采用正面直射光照射形成。而暗視場(chǎng)主要由低角度或背光照明形成。對(duì)于不同項(xiàng)目檢測(cè)需求，選擇不同類(lèi)型的照明方式，一般來(lái)說(shuō)暗視場(chǎng)會(huì)使背景呈現(xiàn)黑暗，而被檢物體則呈現(xiàn)明亮。

5）光源分類(lèi)

目前主要有以下幾種分類(lèi)方式：

a）顏色

常用光源顏色集中在可見(jiàn)光范圍，主要有白光（復(fù)合光）、紅色、藍(lán)色、綠色，另外紅外光也比較普及，而紫外光由于各種原因，應(yīng)用較少。

b）外形

各廠(chǎng)家會(huì)根據(jù)不同光源外形特性進(jìn)行分類(lèi)，也是目前的主流分類(lèi)，比如環(huán)形光源、環(huán)形低角度光源、條形光源、圓頂光源（碗光源/穹頂光源）、面光源等。

c）工作原理/特性

按不同的應(yīng)用方式或者原理進(jìn)行分類(lèi)，主要有無(wú)影光源、同軸光源、點(diǎn)光源、線(xiàn)光源、背光源、組合光源以及結(jié)構(gòu)光源等。

常見(jiàn)的光源類(lèi)型及照明方式

1.一般目的的照明（直接照明）：光直接射向物體，得到清楚的影像。

當(dāng)我們需要得到高對(duì)比度物體圖像的時(shí)候，這種類(lèi)型的光很有效。但是當(dāng)我們用它照在光亮或反射的材料上時(shí)，會(huì)引起類(lèi)似鏡面的反光。通用照明一般采用環(huán)狀或點(diǎn)狀照明。環(huán)光是一種常用的通用照明方式，很容易安裝在鏡頭，可給漫反射表面提供足夠的照明。

2.暗場(chǎng)照明：暗場(chǎng)照明是相對(duì)于物體表面提供低角度照明。

使用工業(yè)相機(jī)拍攝鏡子，如果視野內(nèi)能看見(jiàn)光源就認(rèn)為是亮場(chǎng)照明，相反的在視野中看不到光源就是暗場(chǎng)照明。因此光源是亮場(chǎng)照明還是暗場(chǎng)照明與光源的位置有關(guān)。通常，暗場(chǎng)照明應(yīng)用于對(duì)表面突起部分的照明或表面紋理變化的照明。

3.背光照明：從物體背面射過(guò)來(lái)均勻視場(chǎng)的光，通過(guò)相機(jī)可以看到物面的側(cè)面輪廓。

背光照明常用于測(cè)量物體的尺寸和方向。背光照明產(chǎn)生很強(qiáng)的對(duì)比度。應(yīng)用背光技術(shù)時(shí)，物體表面特征可能會(huì)丟失。例如，可以應(yīng)用背光技術(shù)測(cè)量硬幣的直徑，但是卻無(wú)法判斷硬幣的正反面。

4.漫射照明：連續(xù)漫反射照明應(yīng)用于物體表面的反射性或者表面有復(fù)雜的角度。

連續(xù)漫反射照明應(yīng)用半球形的均勻照明，以減小影子及鏡面反射。這種照明方式對(duì)于完全組裝的電路板照明非常有用。這種光源可以達(dá)到170球面度立體角范圍的均勻照明。

5.同軸照明：同軸光的形成——通過(guò)垂直墻壁出來(lái)的發(fā)散光，射到一個(gè)使光向下的分光鏡上，相機(jī)從上面通過(guò)分光鏡看物體。

這種類(lèi)型的光源對(duì)檢測(cè)高反射的物體特別有幫助，還適合在周?chē)h(huán)境產(chǎn)生陰影的影響下，檢測(cè)面積不明顯的物體。

6.偏振片：只允許振動(dòng)方向平行于其允許方向的光通過(guò)，垂直分量被截止。

針對(duì)具體的應(yīng)用，從眾多的方案中選擇一個(gè)最好的照明系統(tǒng)是整個(gè)圖像處理系統(tǒng)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。

條形光源的特點(diǎn)是什么?

特點(diǎn)：條形正態(tài)光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。 　

　應(yīng)用：金屬、玻璃等表面檢查；表面坦塌裂縫檢測(cè)舉信源；LCD面板檢測(cè)；線(xiàn)陣相機(jī)照明；圖像掃描。

拍攝靜物打光技巧

所以這篇文章我打磨良久，續(xù)寫(xiě)和推翻很多次，直到我滿(mǎn)意橋絕到半夜爬起來(lái)看一遍對(duì)自己嘖嘖稱(chēng)奇才睡得著，對(duì)于我這種有完美強(qiáng)迫綜合癥的人來(lái)說(shuō)，沒(méi)有好到讓我發(fā)點(diǎn)神經(jīng)的東西，都不算是我的作品。下面是我給大家?guī)?lái)的拍攝靜物打光技巧，希望能幫到大家！

也許是工科出身的緣故，相較于藝術(shù)，我可能更擅長(zhǎng)用理性來(lái)思考。玩攝影的這幾年我看過(guò)很多教程，后期的也好，前期的也罷，其最大的弊病在于它們只教會(huì)你怎么做，并沒(méi)有教會(huì)你為什么這么做，一個(gè)只會(huì)學(xué)習(xí)而不會(huì)探索的人，最終只能止步于別人所劃的圈子之內(nèi)，一個(gè)只懂得伸手而不會(huì)自己去打漁的人，最終只能拾人牙慧，吃的也是殘羹剩飯。跟著我的思路，從觀(guān)察到實(shí)驗(yàn)，從思考到實(shí)踐，他們告訴你怎么做，我來(lái)告訴你為什么這么做。

最近我會(huì)寫(xiě)一系列有意思的教程，當(dāng)然也期待某一天這些我拍的，我想的東西能集結(jié)成冊(cè)出版成書(shū)，將思考的精神延續(xù)下去。

接下來(lái)你將看到的，是你從未見(jiàn)過(guò)的思考。

現(xiàn)在坐在電腦前的你，想象這樣一個(gè)場(chǎng)景，突然停電了，電腦屏幕黑了下去，窗簾拉緊著，一絲光也透不進(jìn)來(lái)。眼前一片漆黑，睜著眼睛和閉著沒(méi)有區(qū)別，你突然開(kāi)始明白，周遭的事物，面前的電腦，右手邊的臺(tái)燈，你的雙手都是真真實(shí)實(shí)客觀(guān)存在的，而它們的消失，是因?yàn)闆](méi)有光。光從光源發(fā)出，照射到物體上，再?gòu)奈矬w反射到你的眼睛里，你的觀(guān)察角度、光與物體的角度、光的大小強(qiáng)弱、物體的質(zhì)地都決定了你眼里事物的樣子，我們從光源開(kāi)始，逐步弄明白其中的關(guān)系。

一個(gè)光源，拿電燈泡來(lái)說(shuō)，它存在如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、強(qiáng)弱：50W沒(méi)有100W亮。

2、顏色：鎢絲燈的顏色比日光燈黃。

3、大?。烘u絲燈比日光燈小。

一、光的強(qiáng)弱：

通過(guò)常識(shí)，我們知道光的強(qiáng)弱有如下兩個(gè)特點(diǎn)：

1、光源離物體越遠(yuǎn)越弱、越近越強(qiáng)，光以指數(shù)衰減，十分迅速。

2、光源功率越高，光越強(qiáng)。

在此之上，通過(guò)分析我們又有以下結(jié)論：

1、光越強(qiáng)，物體被照亮部分越亮，影子越明顯。

2、當(dāng)物體的亮度過(guò)亮?xí)r易影響曝光，比如亮部要正常曝光則暗部會(huì)欠曝，暗部要正常曝光亮部會(huì)過(guò)曝，影響整個(gè)圖片高低光的寬容度。

3、當(dāng)物體唯毀的亮度過(guò)低時(shí)，為了正常曝光，在光圈感光度不變的情況下易照成快門(mén)過(guò)慢導(dǎo)致模糊，在光圈快門(mén)不變的情況下易照成感光度過(guò)高而產(chǎn)生更多噪點(diǎn)和更低的畫(huà)質(zhì)。

二、光的顏色

通過(guò)常識(shí)了解，做出如下分析：

1、不同顏色的光交匯處會(huì)產(chǎn)生顏色疊加效果，例如紅光與黃光疊加的地方出現(xiàn)橙光，原則符合加色原理(給指消備出百度百科鏈接)。

2、不同顏色的光于物體本身會(huì)發(fā)生顏色疊加效果，其原理同上。

通過(guò)以上分析，得出結(jié)論：

1、若是想要還原物體的本來(lái)色彩，最好使用色溫穩(wěn)定的白光，因?yàn)榘坠鈸碛袔缀蹩梢?jiàn)光的全部光譜，可使物體反射出真實(shí)的色彩。

2、若有多個(gè)光源并需保持物體的本來(lái)色彩，最好使用色溫相同(同廠(chǎng)家同型號(hào))的光源，以防因光源產(chǎn)生色差。

3、因盡量減少環(huán)境光的影響，因?yàn)榄h(huán)境光的色溫?zé)o法預(yù)知，可以使用攝影棚、光箱等封閉設(shè)備，或者用黑卡、紙板遮擋多余光線(xiàn)。

三、光的大小

1、點(diǎn)光源：

要深刻理解光對(duì)物體的影響，我們必須從光的本源出發(fā)，光源有很多種：太陽(yáng)、白熾燈、LED燈、日光燈等等，它們都可以看成是由無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)光源組成。在此引入點(diǎn)光源的概念，它有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)點(diǎn)光源無(wú)限小，沒(méi)有長(zhǎng)度、寬度及厚度，它是分析需要引入的一個(gè)概念。

(2)點(diǎn)光源向所有方向均勻發(fā)射，密度均勻，布滿(mǎn)整個(gè)空間，不存在有地方有，有地方?jīng)]有的情況。

(3)點(diǎn)光源發(fā)射的光光強(qiáng)相同，即不存在哪里更亮，哪里更暗的情況。

2、光向量

點(diǎn)光源發(fā)出的無(wú)數(shù)條光線(xiàn)，稱(chēng)之為光向量，向量既是有方向的量，屬性有二，一為方向，一為量，量是向量的長(zhǎng)度，用以表現(xiàn)光的強(qiáng)弱。它有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)光向量只沿一個(gè)方向傳播，即不會(huì)出現(xiàn)半途折返的情況，除非有物體使它改變方向比如鏡子。

(2)光向量沿直線(xiàn)傳播，即不會(huì)發(fā)生扭曲、S型、轉(zhuǎn)圈的情況，雖然愛(ài)因斯坦相對(duì)論中提出光線(xiàn)會(huì)扭曲，但其本質(zhì)是引力場(chǎng)扭曲了空間，光還是沿直線(xiàn)傳播，再說(shuō)其影響極小，可以忽略不計(jì)。

(3)光向量在傳播過(guò)程中會(huì)迅速衰減，即沿著光向量的方向光強(qiáng)逐漸減弱。

3、光源的簡(jiǎn)化

由于光線(xiàn)是無(wú)限多的，所以對(duì)其分析十分復(fù)雜，為了更順利的進(jìn)行分析，在此我們要做一些簡(jiǎn)化。

(1)點(diǎn)光源的簡(jiǎn)化

光源的發(fā)散是立體的，是向三維空間內(nèi)的所有方向(圖1)，為了便于分析，在此我們將其簡(jiǎn)化為一個(gè)二維的傳播方向(圖2)，又因?yàn)槲矬w一般只會(huì)在光源的一側(cè)，且臺(tái)燈、閃光燈、日光等都只會(huì)朝一個(gè)方向照射，故再將點(diǎn)光源簡(jiǎn)化為向單獨(dú)一邊傳播(圖3)。

(2)面光源的簡(jiǎn)化

由于點(diǎn)光源是無(wú)限小的，所以無(wú)論一個(gè)面光源有多小，它都可以看成是無(wú)限多個(gè)點(diǎn)光源組成的。而面光源有可能是曲面或者是不規(guī)則的面，為了便于分析，在此我們將其簡(jiǎn)化為純平面(圖1)，可以想象這個(gè)純平面垂直于屏幕，那么它在屏幕上的投影，即在二維上的表達(dá)是一條直線(xiàn)(圖2)，這也是為了與上述的點(diǎn)光源簡(jiǎn)化相配合。但是這樣的光源的點(diǎn)光源個(gè)數(shù)為無(wú)窮個(gè)，仍然無(wú)法分析，故再將其簡(jiǎn)化，用有限個(gè)點(diǎn)光源代替面光源(圖3)，因?yàn)槊婀庠吹墓饩€(xiàn)均勻，故點(diǎn)光源的間距相同。

4、點(diǎn)光源分析

要分析復(fù)雜的情況，必須從最簡(jiǎn)單的問(wèn)題開(kāi)始分析，然后拓展推廣到一般情況，所以我們從點(diǎn)光源開(kāi)始分析。首先畫(huà)出最簡(jiǎn)單的情況，即點(diǎn)光源與一個(gè)不透明物體(圖中灰色三角形區(qū)域)，如下圖：

由于前文提到的光向量向所有地方均勻發(fā)射，布滿(mǎn)整個(gè)空間，所以在光向量能達(dá)到的地方均被照亮，在不透明物體的遮擋下，光向量到達(dá)不到的地方出現(xiàn)陰影，且因?yàn)楣庀蛄垦刂本€(xiàn)傳播，故點(diǎn)光源與物體邊緣的連線(xiàn)(圖中虛線(xiàn)所示)之內(nèi)便是陰影，陰影的邊緣是一條直線(xiàn)。

可以明白，要研究點(diǎn)光源的影響，其重點(diǎn)就是研究點(diǎn)光源與物體邊緣的連線(xiàn)(圖中虛線(xiàn)所示)。

5、面光源分析

通過(guò)之前的簡(jiǎn)化，面光源被簡(jiǎn)化為數(shù)個(gè)點(diǎn)光源，數(shù)個(gè)點(diǎn)光源同時(shí)疊加的情況比較復(fù)雜，在此引入一種研究方法，既通過(guò)Photoshop中的圖層疊加，用純黑(RGB：0,0,0)模擬完全黑暗的情況，那么假設(shè)一個(gè)光源的亮度以50%透明度的純白(RGB：255,255,255)表示，并假設(shè)光向量整個(gè)平面上亮度相同不衰減，通過(guò)多個(gè)圖層疊加，我們可以大致模擬多個(gè)點(diǎn)光源同時(shí)作用下的情況，具體如下：

圖中圓形背景為純黑，每一個(gè)圓都是一個(gè)點(diǎn)光源的作用區(qū)域，而相交部分會(huì)更亮，用來(lái)模擬光源互相疊加的情況。

為了使分析更加簡(jiǎn)便，我們對(duì)面光源與物體的關(guān)系做如下簡(jiǎn)化：

(1)只分析純平面光源：因?yàn)楣庠词蔷鶆虺錆M(mǎn)整個(gè)空間的，想象一個(gè)密閉的空間，如果不考慮光的強(qiáng)弱，那么點(diǎn)光源無(wú)論在哪個(gè)位置的效果都是一樣的，所以無(wú)論是曲面還是不規(guī)則面都相當(dāng)于一個(gè)平面。

(2)只分析光源與物體平行的情況：當(dāng)面光源不與物體平行，比如一邊離物體近，一邊遠(yuǎn)時(shí)，我們可以把它分為兩個(gè)不同遠(yuǎn)近的光源分別分析，而每一側(cè)又與平行的情況類(lèi)似，故只需分析平行的情況。

(3)只分析二維平面上的情況：三維的不同情況也就是(第三節(jié).光源的簡(jiǎn)化)中面光源不垂直與屏幕平面的情況，其實(shí)也就是靠近屏幕的光源與遠(yuǎn)離屏幕的光源,j距離物體距離不同，在(2)中已經(jīng)分析，故只分析二維平面的情況。

接著，我們引入由5個(gè)點(diǎn)光源組成的面光源，具體如下：

我們將點(diǎn)光源與物體邊緣分別連線(xiàn)，再通過(guò)PS的圖層疊加，可以發(fā)現(xiàn)從陰影到亮部出現(xiàn)了多個(gè)層次，每個(gè)層次的亮度從亮處依次遞減直到純黑，對(duì)比點(diǎn)光源的圖，可以明白層次的產(chǎn)生是由于點(diǎn)光源個(gè)數(shù)的增多，虛線(xiàn)以?xún)?nèi)的部分產(chǎn)生了疊加，發(fā)揮想象力，當(dāng)面光源不再是由有限個(gè)點(diǎn)光源替代的時(shí)候，無(wú)數(shù)個(gè)層次將會(huì)覆蓋整個(gè)α角，陰影到亮部之間將會(huì)產(chǎn)生柔和的漸變效果。通過(guò)高斯模糊來(lái)模擬這一情況如下：

可以明白，這個(gè)陰影到亮部的層次就是一個(gè)漸變，它將覆蓋整個(gè)α角。

6、面光源大小分析

參照上面點(diǎn)光源的圖，可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)光源是沒(méi)有這個(gè)漸變的，因?yàn)樗挥幸粋€(gè)點(diǎn)，或者說(shuō)，可以看成是一個(gè)面光源，而點(diǎn)的間距為無(wú)窮小(其實(shí)當(dāng)間距小到等于0時(shí)就相當(dāng)于是一個(gè)點(diǎn)光源)，那么我們猜想，當(dāng)點(diǎn)光源的間距進(jìn)一步增大時(shí)，這個(gè)陰影是否會(huì)越來(lái)越柔和。

通過(guò)增大5個(gè)點(diǎn)光源的間距，我們可以研究大面積光與小面積光之間的區(qū)別，具體分析方法同上，我們可以得到下圖：

同理，做高斯模糊如下：

從圖中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光源面積變大時(shí)，陰影到亮部的層次間隔變大，即α角增大，由上面的分析可以知道，漸變?nèi)詴?huì)覆蓋整個(gè)角，故此時(shí)相對(duì)較大的光源，陰影大小收縮，且陰影變得柔和。對(duì)比上面小光源的例子可以發(fā)現(xiàn)，小光源產(chǎn)生的陰影硬朗且陰影大， 這都與α的大小有關(guān)，α大的時(shí)候陰影柔和，小的時(shí)候硬朗。

這時(shí)我們得到如下重要的結(jié)論：

α角越大，產(chǎn)生的陰影越小越柔和，即光越“軟”，α角越小，產(chǎn)生的陰影越大越硬朗，即光越“硬”。

7、面光源距離分析

通過(guò)以上的分析，我們明白光的柔和程度與α角有關(guān)，那么α角由什么因素決定，要分析這個(gè)問(wèn)題，我們先將前面的圖簡(jiǎn)略如下：

從上圖可以看出，α角的大小既是三角形的一個(gè)角(圖中粗線(xiàn)畫(huà)出)，學(xué)過(guò)幾何的人都知道，決定α角的是兩個(gè)因素：高和底邊。從圖中可以看出，這個(gè)三角形的底邊大小就是光源面積的大小，高就是光源與物體的距離：

(1)高不變，增大底，即光源面積變大，α角增大。

(2)底不變，增加高，即面光源與物體的距離增加，α角減小。

由此我們可以得出以下結(jié)論：

※光源面積越小，α角越小，光越“硬”

※光源面積越大，α角越大，光越“軟”

※光源距離物體越遠(yuǎn)，α角越小，光越“硬”

※光源距離物體越近，α角越大，光越“軟”

注：物體與光源的距離、光源的面積在實(shí)際運(yùn)用范圍內(nèi)考慮，極限情況較為復(fù)雜，在此不討論。

8、實(shí)例

舉個(gè)例子，我們都知道太陽(yáng)的直徑是地球的109倍大，其相對(duì)于地球來(lái)說(shuō)是一個(gè)大光源，但是由于太陽(yáng)與地球的距離十分遙遠(yuǎn)，是太陽(yáng)直徑的215倍大(日地距離是是變化值，以平均值算)，所以太陽(yáng)相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)光源，當(dāng)萬(wàn)里無(wú)云晴空萬(wàn)里的時(shí)候，我們的`影子、建筑物的影子，總是硬朗而對(duì)比強(qiáng)烈，這就是所謂的較”硬“的光，眼前的一切質(zhì)感和立體感都十分強(qiáng)烈。然而陰天時(shí)，我們明顯感覺(jué)到一切都柔和了許多，這是因?yàn)樘?yáng)把云層照亮，此時(shí)云層變成光源，這個(gè)光源十分巨大，所以陰影柔和到幾乎沒(méi)有，而質(zhì)感和立體感也不很明顯，這就是所謂的較”軟”的光。

為了驗(yàn)證以上結(jié)論，取一個(gè)非透明實(shí)物(小痰盂)，將條形臺(tái)燈(大光源)從斜上方照射物體，并拍照(左圖)，此時(shí)為了實(shí)驗(yàn)的單變量性，保持其它元素不變，只用不透明遮擋物將光源遮擋成狹窄的細(xì)縫(小光源)，并拍照(右圖)，通過(guò)實(shí)際拍攝，所產(chǎn)生的效果如下，可以在圖中看到，左邊的影子與右邊相比小且邊緣柔和，右邊的影子大且硬朗，通過(guò)對(duì)比分析圖，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果大致相同。

9、總結(jié)

由上分析得出了下結(jié)論：

(1)光源越大，物體的陰影越柔和。

(2)光源越小或者離物體越遠(yuǎn)，物體的陰影越硬朗。

由這兩個(gè)結(jié)論，我們可作如下推廣運(yùn)用：

(1)小光源擁有硬朗而大的陰影，適合表現(xiàn)物體的立體感和表面的起伏，比如沙丘、山巒，在晴天的效果明顯比陰天來(lái)的雄偉壯麗。這是因?yàn)槿藢?duì)立體感的感覺(jué)是通過(guò)光線(xiàn)的明暗來(lái)判斷的，陰影硬朗，明暗區(qū)分度大，從而立體感更強(qiáng)。

(2)大光源擁有柔和而小的陰影，立體感很弱，適合表現(xiàn)物體的柔和感，比如女性臉龐的柔美。

家庭拍攝技巧

保持眼睛水平線(xiàn)的拍攝位置改善肖像攝影的最簡(jiǎn)易方法是從被攝者的眼睛水平線(xiàn)開(kāi)始。比如，給小孩子拍照時(shí)，你就要彎下膝蓋甚至腹部，使相機(jī)與小孩的眼睛大體上處于同一水平上。無(wú)論朝上還是朝下拍攝都會(huì)使被攝者失真變形，而且相機(jī)靠得越近，失真就越厲害。以眼睛水平線(xiàn)拍攝被攝者時(shí)，拍攝的照片會(huì)顯得更加“親切”，這是因?yàn)橛^(guān)眾會(huì)感覺(jué)到他們觀(guān)察的被攝者的“眼睛”，而眼睛往往是一個(gè)人最生動(dòng)的地方。

先背景，后人物

如果不當(dāng)心的話(huà)，背景可以影響整張照片的效果。明亮的色彩、閃亮的物體或被攝者身后的一大群人都會(huì)影響整張照片的視覺(jué)感受。因此，在拍照前，你應(yīng)該先將注意力集中在背景的處理上，先選擇背景，再考慮人的神態(tài)和位置。選擇背景可以從以下三個(gè)方面入手：

靠近被攝者：靠近被攝者，并讓被攝者而非其它東西占滿(mǎn)整個(gè)取景器。當(dāng)使用能進(jìn)行變焦或可使用可互換鏡頭的相機(jī)時(shí)，你可以使用切換到長(zhǎng)焦端，以放大取景器中被攝者的大小。

改變角度：向左、右、上、下變換拍攝角度都可產(chǎn)生不同的背景，因而在通過(guò)取景器進(jìn)行取景時(shí)，應(yīng)盡量多變換角度，以選擇最好的拍攝位置。

大光圈：大光圈使背景位于焦點(diǎn)之外，以使模糊、顯得緩和而不會(huì)太引人注目，從而強(qiáng)調(diào)被攝者。

注意防止“紅眼”

使用帶內(nèi)置閃光燈的相機(jī)時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生紅眼這一令人不悅的現(xiàn)象。它是在被攝者的瞳孔放大、而內(nèi)置閃光燈照亮眼睛的血管時(shí)產(chǎn)生的。解決這一問(wèn)題的一種方法是提高室內(nèi)照明情況，以縮小瞳孔或使用相機(jī)的紅眼減輕閃光模式。

用強(qiáng)制閃光完善光影平衡。“強(qiáng)制閃光”是指即使在光線(xiàn)充足的情況下，相機(jī)也能進(jìn)行閃光。強(qiáng)制閃光用于照亮陰影，并將光滑表面反射的光線(xiàn)“添加”到被攝者的眼睛上(這能使被攝者的眼神更加吸引人)，它對(duì)于去除在正午高照的太陽(yáng)在眼睛或鼻子下留下的陰影非常有用。

自拍也是很有用的

現(xiàn)在的大部分相機(jī)都有內(nèi)置自拍器，該功能可讓快門(mén)釋放延遲數(shù)秒，這段時(shí)間可你離開(kāi)相機(jī)進(jìn)行其它活動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)，你要用三腳架來(lái)固定相機(jī)以獲得最佳效果。沒(méi)有三腳架的話(huà)，你可以將相機(jī)放在穩(wěn)固的物體上。自拍還可減少相機(jī)的輕微振動(dòng)，從而提高成像的精細(xì)度。

好構(gòu)圖帶來(lái)好效果

好的構(gòu)圖是影響肖像攝影是否成功的一個(gè)重要因素。人的身體是垂直的，因?yàn)楫?dāng)你想拍攝被攝者的全身時(shí)，最佳構(gòu)圖應(yīng)該是豎構(gòu)圖。

人像攝影并不僅僅是拍攝人像

既然家庭相冊(cè)是紀(jì)念照片集，那么你的家庭人像拍攝也不應(yīng)只局限于外出時(shí)拍攝，你可以在生活中隨時(shí)拍攝一些富有生活情趣的日常生活照，這些除了攝影的內(nèi)涵外，更重要的是照片背后的有趣故事。要使你的家庭相冊(cè)成為含金量很高的珍藏品，那么拿起你的相機(jī)，隨時(shí)準(zhǔn)備拍攝!

機(jī)器視覺(jué)中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法

1、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿(mǎn)足不同被測(cè)物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角扒缺叢照射陰影問(wèn)題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線(xiàn)均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查

5、AOI專(zhuān)用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線(xiàn)，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較扮凳強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線(xiàn)形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線(xiàn)連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專(zhuān)用，AOI專(zhuān)用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲?，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)春櫻用案例:CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源

對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專(zhuān)用光源。

想了解更多機(jī)器視覺(jué)光源產(chǎn)品及相關(guān)內(nèi)容可登錄：網(wǎng)頁(yè)鏈接