{"id":18704,"date":"2026-05-21T11:21:56","date_gmt":"2026-05-21T09:21:56","guid":{"rendered":"https:\/\/visiotronix.com\/technologie\/erweiterte-und-spezielle-konfigurationen\/beleuchtung-fuer-photometrisches-stereo\/"},"modified":"2026-09-13T11:03:30","modified_gmt":"2026-09-13T09:03:30","slug":"beleuchtung-fuer-photometrisches-stereo","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/visiotronix.com\/de\/technologie\/erweiterte-und-spezielle-konfigurationen\/beleuchtung-fuer-photometrisches-stereo\/","title":{"rendered":"Beleuchtung f\u00fcr photometrisches Stereo"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-group is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n\n<div class=\"wp-block-columns alignwide is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-7387b849 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\" style=\"flex-basis:50%\">\n\n<figure class=\"wp-block-image alignleft size-full\"><img data-recalc-dims=\"1\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/visiotronix.com\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/advanced_configurations_photometric_stereo.webp?resize=1024%2C1024&#038;ssl=1\" alt=\"Industrielle Bildverarbeitungsstation mit LED-Array f&#xFC;r photometrisches Stereo aus vier gerichteten Beleuchtungen, das die Oberfl&#xE4;chennormalen einer gepr&#xE4;gten Pharmatablette rekonstruiert\" class=\"wp-image-13725\" srcset=\"https:\/\/i0.wp.com\/visiotronix.com\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/advanced_configurations_photometric_stereo.webp?w=1024&amp;ssl=1 1024w, https:\/\/i0.wp.com\/visiotronix.com\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/advanced_configurations_photometric_stereo.webp?resize=300%2C300&amp;ssl=1 300w, https:\/\/i0.wp.com\/visiotronix.com\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/advanced_configurations_photometric_stereo.webp?resize=150%2C150&amp;ssl=1 150w, https:\/\/i0.wp.com\/visiotronix.com\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/advanced_configurations_photometric_stereo.webp?resize=768%2C768&amp;ssl=1 768w, https:\/\/i0.wp.com\/visiotronix.com\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/advanced_configurations_photometric_stereo.webp?resize=120%2C120&amp;ssl=1 120w\" sizes=\"auto, (max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/figure>\n\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\" style=\"flex-basis:50%\">\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Sequenzielle Bildaufnahme aus mehreren Richtungen zur Rekonstruktion der Oberfl\u00e4chennormalen<\/h3>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><strong>4 oder mehr LED-Beleuchtungen mit bekannten Azimuten<\/strong>, nacheinander aktiviert, erfassen die Helligkeitsantwort je Beleuchtungsrichtung.<\/li><li>Die <strong>Inversion des Lambertschen Kosinusgesetzes<\/strong> pro Pixel bestimmt die dreikomponentige Oberfl\u00e4chennormale \u00fcber das gesamte Bild.<\/li><li><strong>Trennt Albedo von Topographie<\/strong> \u2014 liefert je Pr\u00fcfzyklus eine separate 2D-Reflektanzkarte und eine 3D-Formkarte.<\/li><li>Ideal f\u00fcr <strong>Pr\u00e4gungen, Dellen, Kratzer, Gewebestrukturen, kontrastarme DPM<\/strong>, die eine Trennung der 3D-Merkmale erfordern.<\/li><li><strong>Eine Elevation von 30\u201360\u00b0<\/strong> balanciert spekulare St\u00f6rungen und Eigenabschattung auf industriellen Oberfl\u00e4chen aus.<\/li><li><strong>Polarisierte Varianten erforderlich<\/strong> bei gl\u00e4nzenden Pr\u00fcfobjekten, um die spekulare Komponente zu unterdr\u00fccken und die Lambert-Annahme zu wahren.<\/li><\/ul>\n\n<\/div>\n\n<\/div>\n\n<\/div>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Photometrisches Stereo ist ein 3D-Bildgebungsverfahren, das Oberfl\u00e4chennormalen rekonstruiert und Topographie von Albedo trennt, indem mehrere Bilder desselben Pr\u00fcfobjekts unter verschiedenen Beleuchtungsrichtungen aufgenommen werden. Durch Ausnutzung der Abh\u00e4ngigkeit der Bildhelligkeit vom Winkel zwischen lokaler Oberfl\u00e4chennormale und Beleuchtungsrichtung extrahiert das Verfahren die dreidimensionale Orientierung jedes Pixels, ohne einen kalibrierten geometrischen Aufbau wie bei strukturiertem Licht zu ben\u00f6tigen. Photometrisches Stereo ist besonders leistungsf\u00e4hig f\u00fcr die Pr\u00fcfung texturierter Oberfl\u00e4chen, gepr\u00e4gter Merkmale und subtiler dreidimensionaler Defekte.  <\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Funktionsprinzip des photometrischen Stereos<\/h2>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ein System f\u00fcr photometrisches Stereo besteht aus vier oder mehr LED-Beleuchtungen, die in bekannten Winkeln um die Kamera angeordnet sind \u2013 typischerweise im Azimut um 90 Grad versetzt und in fester Elevation \u00fcber der Pr\u00fcffl\u00e4che. Die Kamera ist fest montiert und betrachtet das Pr\u00fcfobjekt senkrecht zu seiner Ebene. Die Beleuchtungen werden nacheinander aktiviert, wobei f\u00fcr jede Beleuchtung ein separates Bild unter gerichteter Beleuchtung aus einem bestimmten Azimut aufgenommen wird. Arrays f\u00fcr photometrisches Stereo in Industriequalit\u00e4t werden im Rahmen des Portfolios <a href=\"https:\/\/visiotronix.com\/de\/products\/kundenspezifische-led-beleuchtungen\/\">kundenspezifischer LED-Beleuchtungen<\/a> entwickelt und h\u00e4ufig mit synchronisierten Multi-Azimut-<a href=\"https:\/\/visiotronix.com\/de\/products\/led-ring-illuminators\/\">LED-Ringbeleuchtungen<\/a> f\u00fcr einen kompakten Einsatz kombiniert.   <\/p>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Jedes Pixel in jedem Bild hat eine Helligkeit, die von der lokalen Oberfl\u00e4chennormale und der Beleuchtungsrichtung abh\u00e4ngt und f\u00fcr diffuse Oberfl\u00e4chen dem Lambertschen Kosinusgesetz folgt. Durch Kombination der vier (oder mehr) Helligkeitswerte an jedem Pixel mit den bekannten Beleuchtungsrichtungen berechnet der Algorithmus die drei Komponenten der lokalen Oberfl\u00e4chennormale an jedem Punkt. Die resultierende Normalenkarte stellt die lokale Oberfl\u00e4chenorientierung \u00fcber das gesamte Bild dar und kann zu einer H\u00f6henkarte integriert oder direkt zur Hervorhebung dreidimensionaler Merkmale verarbeitet werden.  <\/p>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Trennung von Albedo und Topographie<\/h3>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ein einzigartiger Vorteil des photometrischen Stereos ist die F\u00e4higkeit, die lokale Reflektanz (Albedo) der Oberfl\u00e4che von ihrer dreidimensionalen Form (Topographie) zu trennen. Der Algorithmus erzeugt an jedem Pixel zwei unabh\u00e4ngige Bilder: ein Albedo-Bild, das die intrinsischen Reflektanzvariationen der Oberfl\u00e4che zeigt (gedruckte Markierungen, Farbmuster, Oberfl\u00e4chenverf\u00e4rbungen), und ein Topographie-Bild, das nur die dreidimensionalen Merkmale zeigt (Pr\u00e4gungen, Kratzer, Dellen). Diese Trennung ist in der herk\u00f6mmlichen 2D-Bildgebung unm\u00f6glich und der Hauptgrund f\u00fcr den Einsatz von photometrischem Stereo in vielen Anwendungen.  <\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Typische industrielle Anwendungen<\/h2>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Photometrisches Stereo ist unverzichtbar f\u00fcr die Pr\u00fcfung gepr\u00e4gter Merkmale auf Verpackungen, Tabletten und Strukturplatten; die Erkennung subtiler Dellen, Kratzer und Oberfl\u00e4chenverformungen an Karosserieteilen; die Qualit\u00e4tskontrolle von Textiloberfl\u00e4chen, bei denen die Gewebestruktur getrennt von der Farbe analysiert werden muss; die Pr\u00fcfung von Lederprodukten auf Pr\u00e4gungen und Oberfl\u00e4chenfehler; die Qualit\u00e4tskontrolle von Kunststoff-Spritzgussteilen auf Flie\u00dflinien und dreidimensionale Defekte; die Verifizierung gepr\u00e4gter Elemente auf bedrucktem Papier und Karton; das Lesen kontrastarmer gepr\u00e4gter Codes auf Metall- und Kunststoffkomponenten; und jede Anwendung, bei der der dreidimensionale Aspekt der Oberfl\u00e4che von ihrem zweidimensionalen Muster getrennt werden muss.<\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Auswahlkriterien und Konstruktions\u00fcberlegungen<\/h2>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Anzahl und Anordnung der Beleuchtungen bestimmen Genauigkeit und Robustheit der Sch\u00e4tzung der Oberfl\u00e4chennormalen. Vier Beleuchtungen im Azimutabstand von 90 Grad stellen die Mindestkonfiguration dar und bieten eine angemessene Leistung f\u00fcr allgemeine Anwendungen. Acht Beleuchtungen im Abstand von 45 Grad bieten eine bessere Robustheit gegen\u00fcber Schatten und S\u00e4ttigungseffekten auf komplexen Oberfl\u00e4chen. H\u00f6here Anzahlen n\u00e4hern sich einer kontinuierlichen Winkelverteilung und liefern die h\u00f6chste Genauigkeit, auf Kosten l\u00e4ngerer Aufnahmezyklen.   <\/p>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Elevationswinkel der Beleuchtungen ist der zweite Konstruktionsparameter. Eine steile Elevation (nahe der Senkrechten) erzeugt starke spekulare Reflexionen auf gl\u00e4nzenden Oberfl\u00e4chen, die der Lambert-Annahme widersprechen. Eine flache Elevation (nahe dem streifenden Einfall) erzeugt starke Schatten, die Teile des Bildes verdecken. Optimale Elevationswinkel liegen typischerweise zwischen 30 und 60 Grad zur Oberfl\u00e4chenebene.   <\/p>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Synchronisation und Aufnahmezeit<\/h3>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Jeder Zyklus des photometrischen Stereos erfordert N sequenzielle Bilder (wobei N die Anzahl der Beleuchtungen ist), was die gesamte Aufnahmezeit gegen\u00fcber einem Einzelaufnahmesystem um den Faktor N verl\u00e4ngert. F\u00fcr die Pr\u00fcfung bei hohen Geschwindigkeiten m\u00fcssen LED-Umschaltung und Kameraausl\u00f6sung pr\u00e4zise synchronisiert sein, damit jedes Bild genau einer aktiven Beleuchtung entspricht. Die erforderliche Mehrkanal-Synchronisation liefert der RODER-Katalog f\u00fcr <a href=\"https:\/\/visiotronix.com\/accessories\/led-drivers-and-electronic-controllers\/\">LED-Treiber und elektronische Controller<\/a>.  <\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Integration und Grenzen<\/h2>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Systeme f\u00fcr photometrisches Stereo werden als Leuchten mit mehreren Beleuchtungen und synchronisierten Treibern integriert, typischerweise als eine Einheit, die das LED-Array und die Kamera-Triggerlogik umfasst. Die Ausgabe des Systems kann der rohe Bildstapel sein (zur Analyse durch die Anwendungssoftware) oder vorverarbeitete Albedo-, Topographie- und Normalenkarten. <\/p>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die wesentliche Einschr\u00e4nkung des photometrischen Stereos ist seine Abh\u00e4ngigkeit von der Lambert-Annahme, die f\u00fcr matte und halbmatte Oberfl\u00e4chen gut gilt, bei stark spekularen Pr\u00fcfobjekten jedoch versagt. Auf gl\u00e4nzenden Oberfl\u00e4chen f\u00fchren die hellen spekularen Reflexionen zu Fehlern in der Normalensch\u00e4tzung und k\u00f6nnen die Rekonstruktion beeintr\u00e4chtigen. Polarisation kann eingesetzt werden, um die spekulare Komponente zu unterdr\u00fccken und das diffuse Signal zur\u00fcckzugewinnen, auf Kosten eines Helligkeitsverlusts.  <\/p>\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die zweite Einschr\u00e4nkung ist die l\u00e4ngere Aufnahmezeit im Vergleich zur Einzelaufnahme, was die maximale Produktionsgeschwindigkeit begrenzt. F\u00fcr Hochgeschwindigkeitslinien k\u00f6nnen Mehrkamera-Konfigurationen mit gleichzeitiger Aufnahme unter verschiedenen Beleuchtungen erforderlich sein, was Kosten und Komplexit\u00e4t des Systems erh\u00f6ht. <\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">LED-Arrays f\u00fcr photometrisches Stereo von RODER Vision<\/h2>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">RODER Vision entwickelt anwendungsspezifische LED-Arrays f\u00fcr photometrisches Stereo mit synchronisierten Mehrkanal-Treibern f\u00fcr die industrielle Bildverarbeitungspr\u00fcfung, die eine Rekonstruktion der Oberfl\u00e4chennormalen und eine Trennung von Albedo und Topographie erfordert.<\/p>\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><strong>Anwendungsspezifische Arrays f\u00fcr photometrisches Stereo mit 4, 8 oder 16 Richtungen<\/strong> \u2014 <a href=\"https:\/\/visiotronix.com\/de\/products\/kundenspezifische-led-beleuchtungen\/\">Kundenspezifische LED-Beleuchtungen<\/a><\/li><li><strong>Multi-Azimut-Ringkonfigurationen f\u00fcr den kompakten Einsatz von photometrischem Stereo<\/strong> \u2014 <a href=\"https:\/\/visiotronix.com\/de\/products\/led-ring-illuminators\/\">LED-Ringbeleuchtungen<\/a><\/li><li><strong>Mehrkanalige synchronisierte Treiber mit Mikrosekunden-Umschaltung f\u00fcr die sequenzielle Aufnahme<\/strong> \u2014 <a href=\"https:\/\/visiotronix.com\/accessories\/led-drivers-and-electronic-controllers\/\">LED-Treiber und elektronische Controller<\/a><\/li><\/ul>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Installationen f\u00fcr photometrisches Stereo erfordern eine abgeschirmte Mehrkanalverkabelung \u2014 der RODER-Katalog umfasst <a href=\"https:\/\/visiotronix.com\/accessories\/cables-and-fastening-systems\/\">Kabel und Befestigungssysteme<\/a> in Industriequalit\u00e4t, die f\u00fcr synchronisierte Installationen mit mehreren Beleuchtungen entwickelt wurden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Technischer Leitfaden zur Beleuchtung f\u00fcr photometrisches Stereo in der industriellen Bildverarbeitung: Beleuchtung aus mehreren Richtungen zur Rekonstruktion der Oberfl\u00e4chennormalen.<\/p>\n","protected":false},"author":157040980,"featured_media":18705,"parent":18556,"menu_order":3,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_yoast_wpseo_focuskw":"led-beleuchtung photometrisches stereo","_yoast_wpseo_title":"LED-Beleuchtung f\u00fcr photometrisches Stereo | VISIOTRONIX","_yoast_wpseo_metadesc":"LED-Arrays f\u00fcr photometrisches Stereo rekonstruieren Oberfl\u00e4chennormalen und trennen Albedo von Topographie \u2013 f\u00fcr die Pr\u00fcfung von Pr\u00e4gungen, Dellen und kontrastarmen Direktmarkierungen.","_coblocks_attr":"","_coblocks_dimensions":"","_coblocks_responsive_height":"","_coblocks_accordion_ie_support":"","_wpcom_ai_launchpad_about_page":false,"_wpcom_ai_launchpad_gallery_page":false,"_wpcom_ai_launchpad_contact_page":false,"_wpcom_ai_launchpad_events_page":false,"_wpcom_ai_launchpad_video_page":false,"_wpcom_ai_launchpad_portfolio_piece":false,"footnotes":""},"class_list":["post-18704","page","type-page","status-publish","has-post-thumbnail","hentry"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v28.5 - 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