5、辐射、照明与成像光学知识详解

辐射、照明与成像光学知识详解

1. 荧光标记与照明技术概述

荧光标记在多个领域有着重要应用。在生物化学中，它可用于对肌肉纤维中钙离子浓度进行成像，还能利用不同荧光染料标记染色体或基因序列的特定部分，生成多光谱共聚焦显微镜图像，以此编码染色体的不同区域。在流体动力学里，荧光染料可作为示踪剂来可视化流动模式，并且结合合适的化学示踪剂，荧光强度会随示踪剂相对浓度变化。部分分子（如氧气）在碰撞时能高效猝灭激发态，使荧光强度与猝灭分子浓度成比例降低，通过对图像中荧光强度的定量分析，可直接测量痕量气体浓度。

在照明技术方面，要构建合适的照明系统，需考虑辐射源的辐射特性，如光谱特性、强度分布、辐射效率和发光效能等，同时也要关注其电气特性、时间特性和封装尺寸。照明设置方式丰富多样，合适的照明设置能让目标特征更易显现，提高图像质量，进而增强计算机视觉算法的性能和可靠性。

2. 不同照明设置及其特点

照明类型	设置方式	适用场景	特点
定向照明	使用平行光或点光源照明物体	适用于哑光（朗伯）表面，可确定表面倾斜度	在物体边缘会产生阴影，可能与物体边界混淆；对于镜面反射表面不适用，高光区域可能过曝且缺乏结构信息，但可用于确定表面法线方向
漫射照明	采用扩展光源向各个方向发光 </