“機(jī)器視覺項目的成敗在于能否得到一張打光優(yōu)秀的圖片”，據(jù)說這句話在有經(jīng)驗的機(jī)器視覺工程師圈子里，廣為流傳。

這句話的確很有參考價值，如果采集到的圖片本身“質(zhì)量”很差，那么接下來的圖像處理工作就會困難重重。

由于目前市場上項目需求多種多樣，光源的類型也隨之十分豐富起來，例如常見的光源有：條光、背光、平行背光、同軸光、點光、隧道光、碗光、環(huán)形光、球形光、條形聚光等。

根據(jù)光的波長和顏色，又可以分為X光、藍(lán)光、紅光、白光、紅外光等。

但是在光源大家族中，說起靈活多變，非環(huán)形光莫屬。

環(huán)形光有低角度環(huán)形光、高角度環(huán)形光等不同類型，例如0°環(huán)形光、30°環(huán)形光、45°環(huán)形光、60°環(huán)形光、90°環(huán)形光等。

經(jīng)小矩查證，不同的資料對于這個環(huán)光的“角度”定義不同，有的指“光源照射方向與水平面的夾角”，有的指“光源照射方向與鏡頭光軸的夾角”。

今天小矩會采用后一種定義方式來描述。

為什么說環(huán)形光最靈活多變？

因為它的口徑、角度、光的顏色、安裝高度都可以不同，差異化較大。

接下來，以拍攝鏡頭模組為例，采用不同“角度”的環(huán)形光，沿著鏡頭光軸方向在不同高度分別采集圖像。

這是一個手機(jī)鏡頭模組，高約6mm，中間有一塊透明的有劃傷的玻璃鏡片。

注意：以下每一系列組圖中，光源的高度都是從高到低不斷往下移的。

一、90°環(huán)形光（即光源照射方向與豎直方向成90°的環(huán)形光）

① 光源高度太高，光源的光反射之后很少進(jìn)入相機(jī)，視場很黑。

② 光源高度適中，基本把鏡片劃傷部分照亮了

③ 光源高度與待測物件平齊，照亮了略高的鏡頭模組邊緣

④ 光源高度極低，視場很黑

二、30°環(huán)形光

① 光源高度太高，鏡片底下的背景被明顯照亮，造成干擾

② 光源高度升高后，鏡片背后的背景隱約透了出來，造成干擾

③ 光源高度只略微高于待測物，玻璃鏡片劃傷較為清晰。

從上面的兩組圖片可以看出，如果想檢測模組的鏡片劃傷，在合適的高度用90°環(huán)形光打光，能得到一張高質(zhì)量的易于處理的圖片。

但這未必是最佳的方案。

接下來，采用背光進(jìn)行測試效果：

劃傷一覽無余，很好地從背景里被分割出來了。

當(dāng)然，對于這種檢測并不是說背光就一定優(yōu)于90°環(huán)光，因為很多時候，由于現(xiàn)場條件的限制，是沒有辦法放置背光的。

為什么用不同角度、不同高度的環(huán)形光照明，圖像會有這樣的差異呢？

其核心就一點：始終抓住有哪些光被反射之后，沿著豎直方向被相機(jī)捕捉到了。

物體之所以能在相機(jī)中成像，是因為物體表面有光反射進(jìn)了相機(jī)，這些光被相機(jī)捕捉到從而成了像。

文章的最后，提供一個小技巧：

在只有光源，沒有相機(jī)的情況下，如何猜測相機(jī)采集到的圖像是什么樣的呢？

模仿相機(jī)姿勢“觀察”被測物，把頭伸到被測物正上方，從上往下豎直觀察被測物的打光情況。