机器视觉成像|明场VS暗场

反射光与光源角度相同。明场：光线反射后进入照相机。暗场：光线反射后未进入照相机。



明场照明:

1.对形成高对比度有益，但反光表面会生成镜面反射；

2.光源范围应在照相机透镜视野的两倍处；

3.避免 “热点”: 漫射光源在明场提供均匀照明。



暗场照明:

1.漫射光被反射进入照相机但镜面反射光线被反射离开；

2.光源在“W”之外 ；

3.除有纹理的表面和凸高变化的表面之外，光线被反射而不进入照相机。



明场像与暗场像都有什么区别呢

一个是透射束成像，一个是衍射束成像

透射电镜图像分为试样的显微像和衍射花样，这两种像分别为不同电子成像，前者是透射电子成像，后者为散射电子成像。

透射电镜中，不仅可以选择特定的像区进行电子衍射（选区电子衍射），还可以选择成像电子束。（选择衍射成像）

明场像（BF）：选用直射电子形成的像（透射束），像清晰。

暗场像（DF）：选用散射电子形成的像（衍射束），像有畸变、分辨率低。

成像电子的选择是通过在物镜的背焦面上插入物镜光阑来实现的。

中心暗场像（CDF）：入射电子束对试样倾斜照明，得到的暗场像。像不畸变、分辨率高。

暗场成像条件下，成像电子束偏离透射电镜的光轴，造成较大的像差，成像质量差，为获得高质量暗场像，采取中心暗场成像。即入射电子束反向倾斜一个相应的散射角度，使散射电子沿光轴传播。

所谓明场，暗场成像只是对低倍观察时说的。

一般来说，观察形貌我们都比较喜欢用明场像，因为成像衬度好（尤其是加了合适的光阑），形变小。其主要表现为厚度衬度，对厚度敏感。

而观察缺陷如位错，孪晶的时候喜欢用暗场像，因为暗场像是来自于选定的某个衍射束，对应于晶体特定的晶面。在缺陷地方，电子衍射的方向和完整的地方不一样，从而使得缺陷地方能够在暗场像上清楚的显示出来。而明场像因为是多个衍射束的成像，对缺陷不敏感，虽然有时候也能反应出缺陷，但是及其模糊。其主要表现为衍射衬度。也就是对衍射面敏感。

比如说一个孪晶材料，对于明场，孪晶界面很淡，但是选择合适的衍射点做暗场像可以很清楚的看见孪晶界面。而且选择其中一个晶体特有的衍射点，做暗场可以发现只有这一个晶体出现在图像上，而另外一个晶体看不见。

对于暗场一个重要的用途是观察层错，比如说立方晶系里面的111方向的层错用明场像无法看出来。因为有缺陷和无缺陷的地方厚度一样。但是暗场像在特定的方向观察时，可以观察到三角形或者蝴蝶状甚至金字塔装的衬度明暗条纹。这个时候用到的一个TEM技术叫做双束。

其实不论明场还是暗场，他们都服务于被测物，取决于客户对被测物检测的需求，它们都各有优势，更重要的是，我们如何利用它们的优势更好的服务于整体的检测系统。

总的来说，没有哪个光源是更好的，只有哪个光源是更适合的。