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机器视觉光学基础-反射

时间:2012-07-10来源:shixinhua.com 作者:石鑫华 点击: 999999次

反射

声波、光波或其他电磁波遇到别的媒质分界面而部分仍在原物质中传播的现象如光的反射、波的反射。
反射
图1 反射
反射率:又称反射本领,是反射光强度与入射光强度的比值。  
不同材料的表面具有不同反射率,其数值多以百分数表示,同一材料对不同波长的光可有不同 的反射率,这个现象称为选择反射。所以凡列举一材料的反射率均应注明其波长,例如,玻璃以可见光的反射率约为4%,金的选择性很强,在绿光附近的反射率 为50%而对红外光的反射率可达96%以上,此外反射率还与反射材料周围的介质及光的入射角有关。上面谈及的均是指光在各材料与空气分界面上的反射率,并 限于正入射的情况。
光的反射:光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象,叫做光的反射。

反射定律


图2 反射定律示意图
  光的反射定律
  1.在反射现象中,反射光线,入射光线和法线都在同一个平面内
  2.反射光线,入射光线分居法线两侧
  3.反射角等于入射角
可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等”。

镜面反射

  即物体的反射面是光滑的,光线平行反射,如镜子,平静的水面等
  一束平行光射到平面镜上,反射光是平行的,这种反射叫做镜面反射;
  当一束光射到凸凹不平的物体时,他的反射光线也是射向不同的方向的,不是平行的,所以我们才能从不同的地方看到同一个物体,而这种反射方式称为“漫反射”,否则,如果都是镜面反射的话,我们只有站在特定的地方才能看的到物体。
  镜面反射是指反射波(电磁波、或声波,水波)有确定方向的反射;其反射波的方向与反射平面的法线夹角(反射角),与入射波方向与该反射平面法线的夹角(入射角)相等,且入射波、反射波,及平面法线同处于一个平面内。摄影时应避免镜面反射光线进入摄影机镜头,由于镜面反射光线极强,在像片上将形成一片白色亮点,影响地物本身在像片上的显现。
  镜面反射遵循光的反射定律
镜面反射所成像的性质是正立的,等大的,位于物体异侧的虚像。
图3 镜面反射与漫反射
图3 镜面反射与漫反射

漫反射

漫反射,是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不一致,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”或“漫射”。这种反射的光称为漫射光。很多物体,如植物、墙壁、衣服等,其表面粗看起来似乎是平滑,但用放大镜仔细观察,就会看到其表面是凹凸不平的,所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后,弥漫地射向不同方向。

镜面反射与漫反射的异同

镜面反射和漫反射,反射角度和入射角相等,唯一的区别,就是镜面反射的反射面比较平,因而光束比较统一而且反射方向比较一致,漫反射的反射平面,高低不平导致反射光的光束也杂乱无章。两者都符合反射定律。
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