透明、高反光、黑色物件怎麼打光？AOI 難檢材質的光源決策表
同一台相機，拍白色塑膠件清清楚楚，換成拋光金屬就整片反白，換成黑色橡膠又什麼都看不到。
問題多半不在相機，在材質跟光源不對盤。這一頁把高反光、黑色、透明、半透明和要辨色的料件排成一張決策表。每一種先試什麼、再試什麼、常在哪裡踩坑，都附上我們做過的案子。
最後實質更新：2026 年 9 月 14 日
先講結論：難拍的材質，各自缺的東西不一樣
相機收到的不是料件的顏色，是光打到表面之後，被反射、吸收、散射或穿透剩下的那一部分。材質不同，剩下來的東西就不同。
- 高反光表面把光整束鏡面反射。角度一對上鏡頭就過曝，偏一點又全黑
- 黑色材質把大部分光吸掉，瑕疵和本體的灰階差可能只剩幾階
- 透明件讓光直接穿過去，本體幾乎隱形。看得到的往往是邊緣和表面的反射
- 半透明件的透光量跟著厚度走，同一個閾值在薄處和厚處判得不一樣
所以打光不是從燈具型錄往前挑，是從「這個材質把什麼訊號吃掉了」往回推。
六種難檢材質的打光決策表
這張表是起點，不是答案。同一種材質，瑕疵是凸的、凹的還是只有顏色差，打法還會再分岔。
| 材質 | 影像上的症狀 | 先試 | 再試 | 常踩的坑 |
|---|---|---|---|---|
| 高反光平面：拋光金屬、鍍膜 | 一片反白，細刮痕和汙漬看不到 | 同軸光，或調低環形光的入射角 | 漫射罩、正交偏振片 | 表面稍微不平，同軸光就整片反白 |
| 高反光曲面：棒材、板金 | 只有一條亮帶，兩側過曝或全黑 | 穹頂光或漫射罩 | 旋轉取像或多相機環繞 | 擺放角度有公差，光場一偏，凹痕就消失 |
| 黑色、黑中黑：橡膠、油封 | 整體偏暗，毛邊和本體混在一起 | 多方向、低角度照明拉出陰影 | 漫射程度與曝光組合比較 | 拉高增益後，正常紋理也跟著變成雜訊 |
| 透明：玻璃、透明塑膠 | 本體隱形，只剩邊緣和反光點 | 背光看輪廓，或讓正反射跑掉只收散射光 | 遮光罩、改變背景 | 背光餘光進鏡頭，畫面出現弧形亮帶 |
| 半透明、形狀不固定 | 邊界時有時無，治具也被拍進去 | 深色背景擋板把邊界拉出來 | 可調 ROI、治具刻度 | 治具刮痕和髒污被判成產品瑕疵 |
| 要辨色：線材、色碼 | 顏色漂移，亮部過曝後顏色消失 | 間接反射照明，讓各方向光線平均 | 換光源顏色拉開對比 | 換色之後沒重做白平衡和閾值 |
後面五段分開講每一類為什麼這樣排，以及我們在案子上實際遇到的狀況。
高反光：先動角度，再加漫射，偏振放後面
反光是表面把光鏡面反射進了鏡頭。要解只有兩個方向：把光源移出反射角，或把光打散，讓它從四面八方來。
先試角度，因為不用花錢。表面接近平面時，反射方向算得出來，把環形光降低就可能避開。代價是陰影同時變強，正常的加工紋路可能被照成瑕疵。
曲面就不一樣了。圓柱面上每一點的法線方向都不同，單一光源只照得亮一條窄帶。這種幾何條件下，穹頂光或漫射罩才有意義。
偏振片放在後面，是因為它會讓進光量大幅下降。曝光和節拍都要重算，送料速度快的案子不一定吃得消。
金屬薄片也有類似狀況。平整度和擺放角度一變，反光分布跟著變，換更大的 GPU 也不會讓結果穩定。
黑色與黑中黑：要的是陰影和紋理差，不是更亮
我們接過一個黑色橡膠油封的案子。要找的是本體上一圈黑色毛邊，長度約 0.05–0.1 mm。這是那個案子的目標描述，不代表所有油封都抓得到這麼小。
黑中黑的直覺做法是把光加亮、把曝光拉長。問題是本體和毛邊一起變亮，灰階差不一定拉開。拉高增益的話，橡膠表面的正常紋理也會一起被放大。
比較有機會的方向，是讓毛邊的高低差變成陰影。光從不同方向、不同高度斜打進來，找出毛邊輪廓穩定浮出來的那一組。
| 試打時要觀察 | 為什麼重要 |
|---|---|
| 換光線方向後，毛邊是否仍有一致輪廓 | 只在單一角度看得到，上線後很難穩定 |
| OK 品的自然紋理能不能和毛邊分開 | 分不開的話，誤判會先爆掉 |
| 油封轉到不同角度時，瑕疵大小和亮度變多少 | 圓形件的毛邊可能出現在圓周任何位置 |
| 在實際視野和工作距離下，毛邊佔幾個像素 | 像素不夠，光打得再好也判不穩 |
如果光場能讓毛邊穩定浮出來，傳統影像處理可能就夠了。表面變化真的太複雜，才輪到 AI 分類或異常偵測。順序不要反過來。
透明與半透明：先決定要看穿透光，還是看邊緣
透明件要先想清楚一件事：您要判的瑕疵，是會擋光的，還是會把光散開的？答案決定光從哪裡來。
缺料、破孔、外形尺寸這類輪廓問題，用背光通常很乾淨。料件變成剪影，邊界非常銳利，代價是表面資訊全部丟掉。
刮傷、微粒這類會散射的瑕疵，可以讓正反射的光跑掉，只收散射光。平整的表面在畫面上是黑的，只有會散射的地方亮起來。晶圓表面檢查用的暗場照明就是這個原理。
量透明件的厚度又是另一個難題。光在上表面反射一次，下表面又反射一次。傳統雷射三角量測容易被這種多重反射干擾，甚至把下表面認成上表面。
半透明、形狀又不固定的料件
我們做過一個半透明不規則物的案子，載台是 40 × 40 cm 的透明治具。直接把整個載台拿來判定，空白區、治具刮痕和邊緣反射都會被算進去。
做法是加一片深色、帶刻度的擋板，先把背景和範圍固定下來。操作人員再依刻度設定檢測區，每次變更都留版本。這樣邊界判定和節拍才能一起穩住。
要辨色的料件：換光色之前，先把白平衡固定
一片小型 PCB 有五個孔，每個孔要插指定顏色的銅線，還要確認插到底。我們先試同軸光和平行光，結果露在孔外的銅線過曝，孔內還是黑的。
後來自己做了一個間接反射的「碗公燈」。光先打到結構內壁，再從不同方向反射到 PCB 和孔內。影像變得平均，孔內線材的顏色也辨識得出來。
換光源顏色也是一個工具。同色光照同色物件會變亮，補色光照上去則會變暗。想讓紅色線材在綠色板上跳出來，換光色通常比調曝光有效。
不管哪種材質，光場都照這個順序比
- 1 把瑕疵翻成影像要回答的一句話
不要寫「檢查外觀」。要寫成「孔內有沒有線」「毛邊有沒有超出內圈」這種在影像上找得到證據的句子。
- 2 用可調角度的燈先掃一遍
人工變換方向和高度，找出瑕疵會浮出來的角度。這一步幾分鐘就做得完。
找不到任何角度能讓瑕疵浮出來，就是一個很重要的訊號。這時候該回頭談製程或治具，不是加大燈的瓦數。
- 3 照那個角度選燈，一次只改一個變因
記錄瑕疵對比、背景均勻度和自然紋理，原始影像全部保留。不要只挑一張清楚的圖交差。
- 4 把樣品移到視野邊緣，再換一個批次
同一顆瑕疵在視野中央、邊緣和擺放公差內，都要維持可辨識。批次之間的顏色、光澤和紋理差異也要一起測。
- 5 上機台連續跑
光源暖機、震動、送料速度和環境光都會回來咬人。桌上的好影像，不等於產線上的好影像。