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機器視覺光源漫反射光源知識講解

返回列表 來源:admin 瀏覽:2575 發布日期:2023-04-04【
機器視覺光源漫反射光源知識講解

  機器視覺光源漫反射光源知識講解

  在機器視覺系統中,光源具有非常重要的作用,但在實際應用環境中,總會受到物體表面多次反射而產生的均勻照明光線即環境光線的影響,使得檢測的精確度也受到一定影響。下面對漫反射光源知識進行詳解。

  具體在物體表面可以引起漫反射和鏡面反射。漫反射是指來自具體光源的能量到達表面上的某一點后,就均勻地向各個方向散射出去,使得觀察者從不同角度觀察時,這一點呈現的亮度是相同的。通常不光滑的粗糙表面總是呈現出漫反射的效果。

  Lambert定律指出,漫反射的效果與表面相對于光源的取向有關,即:

  Id=Ip?Kd?cosθ

  其中Id是漫反射引起的可見表面上一點的亮度。Ip是點光源發出的入射光線引起的亮度。Kd是漫反射系數,它的取值在0到1之間,隨物體材料不同而不同。是可見表面法向N和點光源方向L之間的夾角,即入射角,它應該在0°到90°之間。

  為了簡化公式中余弦值的實際計算,可以假定向量N和L都已經正規化,即已經是長度為1的單位向量,這樣就可以使用向量的數量積或內積。

  因為這時cosθ=L?N,于是得:

  Id=Ip?Id?(L?N)

  將環境光線和漫反射的效果結合起來,計算亮度的公式應該寫成:

  I=Ip?Kd+Ip?Id?(L?N)

  通常認為具體光源對可見表面產生的照明作用,是隨著光源與表面之間距離的增加而下降的。設R是光線從光源發出到達表面再返回的距離,則

  I=Ip?Kd+Ip?Id?(L?N)/R2

  對于平行投影,光源在無窮遠處,故距離R成為無窮大。對于透視投影,1/R2也常常有很大的數值范圍而使效果不好。一種比較逼真的效果,可通過用r+k代替R2來獲得:

  I=Ip?Kd+Ip?Id?(L?N)/(r+k)

  其中r是光源到表面的距離,k是根據經驗選取的一個常數。


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