Labo d’imagerie EO 3.1 : Introduction aux concepts d'éclairage

Bonjour, je suis Greg Hollows. Bienvenue au laboratoire d'imagerie. Dans ce segment, nous allons discuter de la façon dont l'éclairage interagit avec différents objets et de l'assemblage de l'éclairage pour un système d'imagerie. Comme au billard, si vous tirez une boule de billard sur les bandes du billard, l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion de cette boule sur le pare-chocs. L'éclairage fonctionne de la même manière à partir d'un objet donné. Commençons par l'exemple le plus simple. Si nous prenons de la lumière, un laser par exemple, une sorte de collimateur, et que nous l'envoyons sur un miroir, l'angle d'incidence sera égal à l'angle de réflexion. En fait, si je tirais un laser sur cet objet et qu'il tombait et repartait, nous pourrions voir cet angle provenant de l'objet lui-même et nous pourrions calculer ces angles et ils seraient égaux, l'entrée et la sortie. Maintenant, quand nous commençons à penser à la lumière en général, quand je pense même aux lumières qui sont autour de moi ici, elles sont très diffuses, et elles se dispersent sur toute la surface que j'ai ici. Il y a donc beaucoup d'angles différents qui entrent dans cet objet, mais quel que soit l'endroit où ils le frappent, ils vont toujours ressortir avec un angle d'incidence et un angle de réflexion égaux par rapport à cet objet lui-même. Maintenant, ce que nous voulons étudier, alors que nous commençons à observer différents objets et différents matériaux, c'est la manière dont la lumière interagit réellement avec ces objets et ce qui crée les différents effets que nous voyons. Si nous prenions une source lumineuse et la projetions vers une surface réfléchissante, nous verrions cet angle absolu apparaissant et nous verrions des points chauds provenant de ce miroir lorsque nous le regardons à cet angle de réflexion se dirigeant vers nos yeux. Nous serions en fait capables de voir ces lumières elles-mêmes. L'autre chose qui peut se produire est une réflexion diffuse ou dispersée. Cela a plus à voir avec le matériau lui-même, et peut aussi avoir à voir avec l'éclairage, mais lorsque ces angles des rayons de lumière entrent dans l'objet, nous frappons un objet comme cette nappe ici, il a une géométrie très complexe. Cette nappe va avoir des angles allant dans toutes sortes de directions différentes. Cela nous donne un effet très dispersé. C'est pourquoi nous obtenons un beau reflet diffus si c'était une nappe blanche ou une de ces boîtes ou autre chose similaire. La lumière qui pénètre dans un objet peut ensuite être transmise à travers celui-ci. Nous le constatons tous les jours de notre vie en regardant des objets comme les vitres d'une fenêtre ou à travers l'objectif d'un système de caméra. Si nous regardions à travers, nous verrions la lumière transmise à nos yeux et vous pourriez voir quelques reflets subtils, mais selon le matériau, vous pouvez voir la lumière passer à travers l'objet lui-même. L'autre chose qui peut se produire, c'est qu'elle peut être absorbée, comme nous le montre cette nappe que nous avons ici. Certains des boîtiers de lentilles sont noircis. La lumière est en fait absorbée par eux et c'est pourquoi nous voyons une coloration noire ici, car toute la lumière est essentiellement absorbée et nous voyons une absence de couleur reflétant la lumière à nos yeux. L'autre chose qui peut arriver, c'est qu'on pourrait avoir des émissions dans le système. La fluorescence en est un exemple : la lumière d'une longueur d'onde entre et est absorbée, puis l'objet lui-même devient une sorte de source lumineuse où la lumière est retransmise. Il peut être à la même longueur d'onde, mais généralement à une longueur d'onde différente, et il est renvoyé et est diffusé dans le système en fonction de la géométrie de l'objet lui-même. Ainsi, l'éclairage peut interagir avec l'objet de nombreuses façons différentes, et cela dépend vraiment de la géométrie de l'objet lui-même. Maintenant, pourquoi tout cela est-il important ? L'essentiel est de passer en revue tous les différents types de matériaux et les façons dont la lumière peut interagir avec l'objet. Cette approche va définir le type de source lumineuse que nous devrons utiliser pour le système, le type de géométrie qu'il devra avoir pour nous permettre de voir s'il s'agit d'une rayure ou d'un défaut ou de faire ressortir certains bords ou d'autres informations que nous voulons voir dans notre imagerie. Nous allons devoir choisir une source lumineuse qui correspond très bien à la géométrie de cette pièce pour voir cette information. Vous allez découvrir qu'il existe une grande variété de géométries qui peuvent être utilisées et qui constituent réellement les différents types de sources lumineuses disponibles. Et il en existe un large éventail, car vous pouvez avoir des objets qui sont comme cette table ici - très plats, avec un matériau diffus. Cela va nécessiter un type d'éclairage déterminé. Et puis vous pouvez avoir quelque chose qui est une surface réfléchissante incurvée ou quelque chose qui est translucide ou transparent qui est également incurvé et qui essaie de capter les détails, et cela va nécessiter un système d'éclairage différent pour pouvoir prendre en compte ces angles d'incidence et de réflexion et être capable de mettre en évidence la réaction que nous voulons voir. Le segment suivant que nous allons examiner s'appelle W et nous indique comment les géométries de la lumière affectent l'objet que nous regardons. Et cela nous permet de passer au type de sources lumineuses que nous devons voir dans les segments suivants. C'est la fin de ce segment. Vous pouvez cliquer sur l'un des liens affichés à l'écran pour passer à un autre segment ou vous pouvez continuer sur le W dans Illumination.