哎，我跟你说，上礼拜我们产线上的视觉检测系统又闹脾气了，可把老张我给折腾惨了。事情是这样的，新上的一批银色充电宝外壳，要检测表面有没有细微划痕。咱们那套“宝贝”相机，拍出来的图片不是这里反光一片死白，就是那里有奇怪的阴影把划痕给吞了。折腾了大半天，良品率报表那叫一个难看，急得我嘴角直冒泡-1。
最后你猜怎么着？问题压根不在相机本身，也不在算法多高级，根子就出在最不起眼，但也最关键的一环——工业相机2种光源的选型上！我们之前一直用的那个老式圆顶无影光源（就是像个碗一样扣在上面的那种），对付普通物件还行，一遇到这种反光强、曲面多的活儿，立马就露怯了-1。这次跟高手一交流，再翻了无数资料，我才算整明白，原来这里面门道深着呢。今天咱就捞干的说，掰扯掰扯在机器视觉里最让人纠结的工业相机2种光源选择难题，保准都是实战里摔打出来的经验。
咱先说说我差点栽跟头的这位“老朋友”——圆顶无影光源。这玩意儿在行业里挺常见，长得像个倒扣的碗或者穹顶，所以也常被叫“碗光”或“球积分光源”-1-7。
它的好处是实实在在的：光线通过那个白色的漫反射内壁来回反射，最后像阴天的太阳光一样，温柔均匀地洒在被测物体上。这种“润物细无声”的打光方式，对于消除局部反光、平滑曲面上的阴影特别有一套-1-10。比如说，你要看一个弧形塑料件上的印花是否完整，用它就比较稳，不容易出现亮一块暗一块的情况。
但是嘞，它的“槽点”也跟它的形状一样突出！首先就是个头大、占地方。你想啊，一个圆顶要想罩住检测区域，它本身的体积就不能小。在现在这种集成度越来越高、设备空间寸土寸金的产线上，给它找个宽敞地儿可真不容易-1。也是最让我头疼的一点，就是那个为了露出相机镜头而开的中心圆孔。这个孔会带来一个叫“背部遮挡”的问题。简单说，就是当需要检测的视野比较大，或者相机需要以一定角度安装时，这个圆孔会在拍摄的图像上投下一圈阴影，活生生把一部分该看的区域给“吃”掉了-1。我那次检测充电宝，图像中间一块总是暗的，毛病就在这儿。
那有没有既能均匀打光，又别这么“笨重”和“碍事”的选择呢？这就是咱要重点唠的第二种——方形无影光源。这可算是近些年针对圆顶光源痛点而生的一个“改良品种”-1。
顾名思义，它把外形从圆形变成了方形或长方形。可别小看这个变化，这带来的好处可是实打实的。第一就是形状灵活，可以量身定制。你的检测视野是长方形的？好，我就做个长方形的光源，完美匹配，一点光照不浪费。相机镜头比较大？没问题，我把顶部的开孔做成椭圆的，完美避开镜头，彻底解决了那个恼人的“背部遮挡”阴影问题-1。这次我们后来就是换用了这种方形的，充电宝的整个表面看得那叫一个清清楚楚，划痕再也无处遁形。
第二是节省空间，安装友好。方方正正的外形更容易在设备机架里排布，特别是做多相机、多工位联合检测的时候，它能更紧密地拼在一起，大大节省了整体空间-1。这对于想提升检测效率、增加工位的厂家来说，吸引力太大了。
不过，它也不是“万能药”。方形光源为了实现均匀的漫反射效果，内部的光路设计和扩散板工艺要求很高。如果做得不好，均匀性可能反倒不如经典的圆顶结构。所以，挑个好牌子很关键。
唠完了特点，咱不能光说理论，得来点实在的。到底啥时候该用“圆碗”，啥时候该请“方片”呢？你记下这几条，保准不懵圈：
看物体“脾气”——表面反光和形状
如果你的产品是强反光、多曲面的（比如抛光金属件、弧形玻璃、复合曲面塑料），首要目标是把那些乱七八糟的镜面反射“抹平”，那么圆顶光源的均匀漫射能力依然是首选，它能给你一个非常“干净”的背景-10。
如果物体反光也强，但形状相对平整，或者你特别怕光源自身造成遮挡阴影，那就果断考虑方形无影光源。它在保证均匀性的同时，灵活性优势巨大-1。
看安装“家境”——空间和视野
安装空间宽敞有余，检测视野是标准圆形或正方形，且相机可以正对安装，那圆顶光源完全可以胜任。
安装空间捉襟见肘，检测视野是长条形或不规则矩形，或者相机需要倾斜安装，别再犹豫了，方形光源的定制化开孔和紧凑设计能救你的命-1。
看检测“眼神”——你要看什么？
主要看颜色区分、印刷质量、整体外观这种宏观特征，均匀无影的光线最重要，两者皆可，视上述条件而定。
如果是要揪出极其细微的划痕、凹陷（尤其是垂直于光照方向的），有时圆顶光源过于均匀的“柔光”反而会削弱对比度。这时候可能需要搭配另一种思路——“暗场照明”，也就是用极低角度的光线去“掠射”表面，让微小凹凸产生强烈阴影-4-10。不过那就是另一个故事了。
总而言之啊，选光源这个事，就跟老中医开方子一样，得“辨证施治”。工业相机2种光源，圆顶和方形无影光，没有绝对的好坏，只有合不合适。核心就一句话：让光线为你想要看到的特征服务，同时把你不想看到的干扰降到最低-10。别学我以前，只管相机贵不贵，算法牛不牛，最后在光源这个“小”环节上栽了大跟头。把这基础打牢了，你的视觉系统才算真正睁开了“火眼金睛”。
1. 网友“追光者”： 老师讲得很透彻！除了形状，光源的颜色（比如红光、蓝光、白光）选择有什么讲究吗？是不是白光最通用？
答： 哎呦，这个问题问到点子上了！“追光者”这网名没白起哈。光源颜色（波长）的选择，可不是为了好看，而是实打实的“特征增强剂”，原理是利用物体表面对不同颜色光线的吸收和反射差异。
白光：确实最通用，因为它包含全光谱，适合彩色成像和需要还原物体真实颜色的场景，比如检测包装印刷的色差-7。
单色光（红、蓝、绿等）：这才是提升黑白相机检测对比度的“神器”。举个例子，你要检测一张绿色电路板上的黑色字符。如果用绿光照射，绿色的背景板会强烈反射绿光，在相机里看起来就很亮；而黑色字符吸收大部分绿光，看起来就很暗，这样黑白对比就非常强烈，字符清晰得一塌糊涂-4-7。同理，检测红色背景上的标记，用红光就能让背景“亮起来”，突出暗的标记。
特殊波长（红外IR、紫外UV）：这属于“透视眼”级别。红外光能穿透一些表层，用于检测液晶屏内部瑕疵或农产品内部损伤-7。紫外光则能让某些材料（如胶水、油污）产生荧光，让肉眼看不见的残留物“现原形”-7。
所以，口诀是：彩色检测用白光，欲增对比选单色，看透内在找红外，激发荧光上紫外。实际中，常常会用单色光搭配黑白相机，来获得比白光+彩色相机更锐利、更高速的图像效果-4。
2. 网友“螺丝刀小工”： 我们厂里检测小螺丝的螺纹有没有缺陷，现在打光总是一部分亮一部分暗，该用哪种照明方式呢？
答： “螺丝刀小工”同志，你这问题太典型了！检测螺丝螺纹、齿轮、表面划痕这类带有精细纹理或三维轮廓的物体，核心是要让这些“高低起伏”产生明显的明暗对比。你用的那种从正上方直接照的“明场照明”，容易把平面打得很亮，反而把凹陷的纹理给“淹没了”-2-10。
对于这种场景，你应该优先尝试 “暗场照明” 。想象一下日出时，阳光以很低的角度照射大地，地上的一个小坑都会投下长长的影子。暗场照明就是这个原理：把条形光源或特制的低角度环光，放在几乎与被测表面平行（<30度）的位置-4-10。这样，光滑的平面会将光线反射到远离相机的方向，在相机看来就是暗的；而螺纹的棱角、细小的划痕凹陷处，则会恰好将光线反射进镜头，在图像中就成为一条明亮的线。这样一来，缺陷和纹理就被高亮“勾勒”出来了，一目了然。
你可以先弄个简单的条形光源，放在螺丝侧面低角度照一下试试，效果立竿见影。记住口诀：看平面，用明场；抓纹理，用暗场。
3. 网友“项目催不动”： 感谢分享！还有个头疼事，我们产品要同时检测外观划痕和二维码识别，难道要上两套光源和相机吗？成本和时间都扛不住啊。
答： “项目催不动”网友，别头疼，你这个需求在业界一点不新鲜，而且正好有很巧妙的解决方案，那就是 “分时频闪”技术。它的目标就是 “一次拍照，多种光照” ，完美解决你的一机多用问题-5。
它需要一台支持高速外触发的线阵或面阵相机，搭配一个多通道光源控制器。工作原理有点像动画片：假设你需要两种光线（比如一个明场看二维码，一个暗场看划痕）。控制器会与产线运动同步，在极短的时间间隔内（微秒级），快速轮流点亮这两个不同角度、不同类型的光源，而相机则在每次光源点亮时同步触发曝光，分别拍下一张“明场照片”和一张“暗场照片”-5。由于切换速度极快，产品几乎没移动，你就得到了同一位置在不同光照条件下的两张特征最优图像，分别送给二维码识别和划痕检测算法处理。
这样做的好处是省空间、省成本（一套相机搞定），而且保证了多个特征检测的位置严格同步。目前这在锂电极片检测、透明薄膜检测等复杂场景中应用很成熟-5。你可以去了解一下这项技术，它能让你那个“催不动”的项目，瞬间变得高效又高级。
