Richtungsabhängige Reflektanzvermessung zur
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FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR OPTRONIK, SYSTEMTECHNIK UND BILDAUSWERTUNG IOSB OPTISCHE REFLEXIONEN GIBT ES ÜBERALL K O N TA K T Optische Reflexionen auf Oberflächen von Gegenständen und Materialien spielen in Wissenschaft und Technik eine große Rolle. Dr. Alexander Schwarz Telefon +49 7243 992 103 Fax +49 7243 992 400 [email protected] Bei der Inspektion und Sichtprüfung von Oberflächen werden Fehlstellen und Störungen oft nur durch eine Änderung des Reflexionsverhaltens an der betreffenden Stelle detektierbar. Bei der Oberflächengestaltung und -beschichtung mit Farben und Lacken im militärischen Bereich werden kleinste Reflexionsschwankungen von Beobachtern sofort wahrgenommen, da das menschliche Auge extrem empfindlich ist. Bei der Aufklärung können Reflexionen auf Fahrzeugen und Personen zu unkontrollierbaren Auffälligkeiten und zur Entdeckung führen. In der 3D-Computergrafik und Szenengenerierung werden Reflexionsmodelle genutzt, um Objekte möglichst realistisch aussehen zu lassen. Wegen der Vielfalt und Unterschiedlichkeit des Reflexionsverhaltens verschiedener Oberflächen muss ein Modell gut an die realen Verhältnisse angepasst sein. Alle diese Fragestellungen können bei uns bearbeitet werden. Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB Abteilung Signatorik Gutleuthausstraße 1 76275 Ettlingen w w w. i o s b . f r a u n h o f e r. d e / S I G RICHTUNGSABHÄNGIGE REFLEKTANZVERMESSUNG ZUR TARNBEWERTUNG M I T I N N O VAT I V E R T E C H N I K I N H O H E R SPEKTRALER UND RÄUMLICHER AUFLÖSUNG SPEKTRALREFLEKTOMETER A U T O M AT I S I E R T E B R D F * - M E S S A N L A G E Mit dem am IOSB vorhandenen Spektralreflektometer lässt sich das Reflexionsvermögen von Oberflächen in hoher spektraler Auflösung messen. Bei der Reflexionsmessung fällt Strahlung aus einer Richtung auf die Probe und die in den gesamten Halbraum gestreute und reflektierte Strahlung wird detektiert. Durch Verwendung eines Spektralfilters wird das Reflexionsvermögen bei unterschiedlichen Wellenlängen gemessen. Das robotergestützte Gonioreflektometer erlaubt optische Reflexionsmessungen in hoher räumlicher Auflösung. Die Lichtquelle beleuchtet die Messprobe aus verschiedenen Richtungen und ein Roboter bewegt den Detektor halbkugelförmig um die Messprobe herum. T E C H N I S C H E D AT E N Messbereich: 0.24 µm bis 16.8 µm Spektrale Auflösung: bis zu 10 nm Probengröße: min. 2.5 cm Durchmesser Genauigkeit: bis zu 2% absolut Das optische Streuverhalten von Oberflächen wird detailliert erfasst. Mit der Anlage können Messproben mit den unterschiedlichsten Reflexionseigenschaften vermessen werden: diffus und spiegelnd reflektierende, glatte und rauhe, matte und glänzende, helle und dunkle, lichtundurchlässige und teiltransparente Oberflächen. Auch die Messung der räumlichen Lichtemissionsverteilung von Lichtquellen, Leuchtkörpern, Lampen und Leuchten ist mit der Messanlage möglich. T E C H N I S C H E D AT E N MÖGLICHE MESSPROBEN Farben, Lacke, Beschichtungen Metalle, Kunststoffe, Textilien, Hintergrundmaterialien Tarnmaterial, Tarnkleidung Schüttgüter, natürliche Materialien Pasten, Flüssigkeiten Probengröße: ca. bis 1 m Durchmesser Probendicke: bis 20 cm Messfläche: bis 5 cm Durchmesser Spektralbereich: VIS, NIR, breit- und schmalbandig, weitere Spektralbereiche auf Anfrage Winkelauflösung (Beleuchtung und Detektion): variabel bis min. 1° Schrittweite Retro-Reflexionsmessung * Bidirectional Reflectance Distribution Function VISUALISIERUNG UND AUFBEREITUNG D E R R E F L E X I O N S D AT E N Bei der Vermessung der Reflexionseigenschaften von Oberflächen können je nach räumlicher und spektraler Auflösung sehr viele Messdaten anfallen. Dem Nutzer können die Messdaten auf verschiedene Weise zur Verfügung gestellt werden: numerisch in einer Datenbank 2D- oder 3D-Darstellung der reflektierten Strahlstärke (»Streukeule«) oder Strahldichte Stereografische 2D- oder 3D-Projektion Video mit einer »Umkreisung« der Streukeule Die gemessenen BRDF-Reflexionsdaten können für die Weiterverarbeitung (z. B. für Simulationsrechnungen, Raytracing, Szenenmodellierung) auch mit Hilfe von mathematischen Reflexionsmodellen beschrieben werden. Dazu werden geeignete Modelle ausgewählt und die Modellparameter anhand der Messdaten bestimmt. Als Spezialist auf dem Gebiet der Reflexionsmessung mit langjähriger Erfahrung mit in- und ausländischen Menschen vermessen wir gerne auch Ihre Proben. Kontaktieren Sie uns!
