视觉明暗场照明资料：平面反光与划痕散射怎样成像

视觉明暗场照明改变的是镜头收到哪些光。观察有划痕的抛光零件时，平面在一种布置中可能很亮，在另一种布置中可能很暗。判断的依据是照明、表面和镜头之间的方向关系。Keyence 的照明指南说明了明场与暗场各自形成对比的机制，CCS 的环形灯资料给出了具体光源的实现方式。

平面的直接反光取决于光线走向

在比较平滑的表面上，镜面反射主要沿确定的方向离开工件。反射方向和入射方向相对于当地表面法线成对称关系。当灯和相机的位置让反射束进入镜头时，平整区域在画面中容易形成较亮的背景。Keyence 将这种把直接反光送入相机的布置列为明场的一类。

例如在平面金属刻字的示例中，平面与凹处的反光方向不同。明场布置能利用平面较强的回光，使刻字与周围产生对比。这个结果来自具体表面和光路，改变零件倾角后，相同光源也可能把反光送到镜头以外。

低角度光沿着工件表面附近入射时，平滑区的直接反射通常继续偏向侧面。镜头若从上方观察，收到的平面反光会减少。局部划痕、凹边或凸起具有不同的表面方向，边缘产生的反射和散射有一部分进入镜头，就可能在较暗背景上形成亮线。

Keyence 给出的橡胶件缺口示例把低角度照明与普通反射下的外观分别展示。缺口与工件颜色相近，几何改变却能让缺口边缘回光。这个例子说明可见性来自光路选择，既可以用于观察金属划痕，也能解释某些低反光材料上的局部形状特征。

CCS FPR 系列的资料同时讨论低角度暗场与高角度明场。其 FPR-100 示例剖面把竖向排列的 LED、导光扩散板、工件与上方相机分开标示。灯内光线经过导光扩散结构后从接近表面的角度照向工件，镜头再接收工件返回的部分光线。

环形说明光源围绕观察区域的形状。明场或暗场描述的是反射光是否进入镜头的布局。因此登记照明时，环形灯型号和安装方向应分开写。同一类灯具的光线分布、工件位置和镜头所能接收的角度都参与最终成像。

在暗场下，划痕可能变亮，正常刻线、凸缘或加工纹理也可能以同样的方式回光。比较样图时需要保留亮线的实际位置和被观察的部位。光学对比用于把某种表面变化呈现在图像中，后续是否归为划伤，需要结合该产品允许的形貌范围来判断。

Keyence 的指南还分别说明透射背光和多方向漫射照明。背光由工件另一侧形成轮廓，适合看边界和孔隙。多方向漫射用较均匀的光照处理眩光。明暗场对照关注的是同侧入射光怎样被工件送回镜头，所以在记录中应保留各自的照明方向。

对同一零件做两种照明的对照时，保留相机方向、工件姿态、灯具布局和所比较的表面区域，就能把画面差异追溯到对应的光路。若一张照片侧重刻字，另一张侧重边缘形貌，还应标出各自观察的目标。CCS 页面把代表性照度与均匀性图标为参考数据，这类图也应与原厂所列型号一起保存。

机器人视觉工位的照明记录可以用平滑面的回光、局部形貌的回光和实际观察方向描述明暗场。相关背景见机器人视觉技术资料与设备技术文章目录。