UNIVERSIDAD ANÁHUAC OAXACA
SISTEMAS DE VISIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA EN MECATRÓNICA
PRÁCTICA 1. TÉCNICAS DE ILUMINACIÓN EN VISIÓN
INDUSTRIAL
ALUMNOS:
DANIELA TOBÓN PÉREZ
FELIPE GALLEGOS VÁSQUEZ
VÍCTOR ALBERTO CRUZ HERNÁNDEZ
DOCENTE:
ACEVEDO CRUZ DIEGO OVADID
12 de septiembre de 2025
Índice
1. Introducción
2
2. Objetivo
2
3. Marco teórico
2
4. Ejercicio 1. Observación de los objetos
4.1. Enunciado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2
2
5. Ejercicio 2. Aplicación de las técnicas de iluminación y control de iluminación
5.1. Enunciado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1. Luz directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2. Luz difusa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
3
3
3
5
6. Ejercicio 3.1 Observación de distorsiones
6.1. Enunciado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
8
8
7. Ejercicio 3.2 Observación de aberraciones
8
7.1. Enunciado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
7.2. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8. Tabla de resultados
16
8.1. Preguntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9. Conclusiones
17
1
1.
Introducción
La correcta selección de la iluminación es el factor crítico para el éxito de cualquier sistema
de visión artificial o de inspección optoelectrónica. Una iluminación adecuada no solo garantiza
que el objeto sea visible, sino que permite realzar características específicas de interés (como
texturas, bordes, relieves o defectos) mientras se suprimen aquellas que pueden inducir error
en la medición.
En esta práctica, se estudiarán y caracterizarán experimentalmente las principales técnicas de
iluminación utilizadas en la industria, entre las que se incluyen: iluminación frontal (anillo o
domo), retroiluminación (o trasera), difusa, coaxial, estructurada (para medición 3D) y de ángulo bajo o "low-angle".
El proceso de captura de imágenes está sujeto a diversas distracciones o aberraciones ópticas
que degradan la calidad de la señal y introducen incertidumbre metrológica. Fenómenos como
reflejos especulares no deseados, sombras proyectadas, ruido electrónico del sensor o interferencias de la luz ambiente actúan como distracciones que pueden confundir a los algoritmos de
procesamiento.
Para mitigar estos efectos, es esencial comprender el concepto de transmisión espectral, que
describe la eficiencia con la que un material óptico transmite la luz en función de su longitud
de onda. La selección estratégica de filtros ópticos permite bloquear longitudes de onda parásitas y dejar pasar únicamente la iluminación principal, mejorando así el contraste y reduciendo
significativamente tanto las aberraciones cromáticas como las distracciones causadas por la luz
ambiente.
2.
Objetivo
Comprender y experimentar las diferentes técnicas de iluminación utilizadas en visión
industrial.
Evaluar el efecto de cada tipo de iluminación sobre la visibilidad de detalles en objetos
metálicos, plásticos y con superficies reflectantes o transparentes.
Documentar las diferencias mediante fotografías y análisis comparativo.
3.
Marco teórico
4.
Ejercicio 1. Observación de los objetos
4.1.
Enunciado
Tomar una foto de los objetos bajo la luz del ambiente.
4.2.
Resultados
En la fig. 1 se observa una fotografía que se tomó al porta vasos de madera. En el se observa
claramente las líneas al igual que se observa una sombra. En la fig. 2 se muestra la imagen de
un billete toma a luz ambiente, se observan unos dobleces, se alcanzan a ver algunos dobleces
y una sombra. 3 En la fig. 3 se muestra la flecha cardán. Se observan sombras y se alcanza a
2
Figura 1: Fotografía de el portavasos de madera tomada con luz ambiente
Figura 2: Billete de $500 tomada con luz ambiente
ver como está conformada la pieza por capas.
En la fig. 4 se observan sombras. Los detalles no están bien definidos, están borrosos.
En la fig. 5 se observa muy poco detalle en las pistas de la PCB, e incluso se ve borroso una
sección que impide saber si está bien hecho o no.
5.
Ejercicio 2. Aplicación de las técnicas de iluminación y
control de iluminación
5.1.
Enunciado
1. Tomar fotos aplicando las técnicas de iluminación conocidas.
2. Usar un difusor frente a la luz y comparar con la imagen sin difusor.(de acuerdo a la
técnica aplicada).
3. Regular la intensidad (si se puede con un dimmer o usando varias distancias de la lámpara). Nota como medida y control de iluminación.
5.2.
Resultados
5.2.1.
Luz directa
Para la toma de fotografías en este caso, se colocó la cámara enfrente del objeto y la
iluminación detrás de ella. Se utilizó una lámpara portátil para la iluminación.
En la fig. 6 se observa el resultado de tomar una fotografía al porta vaso. La iluminación impide
3
Figura 3: Flecha tomada con luz ambiente
Figura 4: Fotografía de la moneda tomanda con luz ambiente
4
Figura 5: Fotografía de pcb tomada con luz ambiente
Figura 6: Fotografía de el portavasos de madera tomada con luz directa
que se puedan observar con detalle las líneas e incluso el dibujo fue deformado. En la fig. 7
se observa el resultado de tomar una fotografía al billete con luz difusa. Se alcanza a percibir
algunos detalles en la imagen, sin embargo, se pierde detalle de todo el área izquierda del billete.
En la fig. 8 se observa la fotografía hecha a la moneda. No se observa ningún detalle en la
fotografía. En la fig. 9 se muestra una fotografía hecha a la PCB. Casi no se distingue entre el
cobre y las pistas, solo se alcanza a ver la soldadura pero incluso, hay un punto donde brilla y
se pierde el detalle de ella.
En la fig. 10 se observa el producto de tomar una fotografía a la flecha. Se observa con bastante
detalle los rasguños y textura que tiene.
5.2.2.
Luz difusa
En la fig. 11 se observa el resultado de tomar la fotografía usando una lámpara con luz
difusa.
En la fig. 12 se observa la diferencia de usar una lámpara con luz difusa. Al contrario de
la fig. 7, se alcanza a percibir, con poca definición, detalles del billete. Como la ballena, su
5
Figura 7: Fotografía de el billete tomada con con luz directa
Figura 8: Fotografía hecha a la moneda con luz directa
Figura 9: Fotografía hecha a la pcb con luz directa
6
Figura 10: Fotografía hecha a la flecha hecha con luz directa
Figura 11: Fotografía del porta vaso tomada con iluminación difusa
7
Figura 12: Fotografía del billete tomada con iluminación difusa
denominación y las letras del banco de México.
6.
Ejercicio 3.1 Observación de distorsiones
6.1.
Enunciado
1. Colocar un objeto con bordes rectos (una regla o cuadriculado).
2. Tomar fotos con diferentes posiciones de la fuente de luz.
3. Observar si los reflejos o sombras generan “falsas deformaciones” en la percepción del
objeto.
6.2.
Resultados
Para la elaboración del ejercicio, se colocó en diferentes posiciones la lámpara y la cámara.
Con ello se obtuvo los siguientes resultados. Fig. 13 se ovserva el resultado de tomar una
fotografía del flexómetro extendido con luz directa. La consecuencia fue que se obtuvo partes
más iluminadas que la otra, sombras más grandes en donde falta iluminación y menor detalle
donde la iluminación alcanza la superficie reflejante.
En la fig. 14 se observa pérdida de detalle en el flexómetro justo donde se encuentra la luz.
Dado que la superficie es muy reflexiva se deja de ver los números a partir del 9. El flexómetro
se observa con un grosor más grande, las medidas se observan distorsionadas.
En la fig. 15 se obtuvo mejor visualización de los detalles, sin embargo, al tomarse la foto desde
una perspectiva baja, se provocó que lo que estaba más cercano al lente se viera más grande.
7.
Ejercicio 3.2 Observación de aberraciones
7.1.
Enunciado
1. Colocar un objeto con colores (ej. una tarjeta de colores impresos).
2. Iluminar con filtros de color (celofán rojo, azul, verde). 3. Comparar cómo cambian los
colores capturados por la cámara.
8
Figura 13: Fotografía del flexómetro extendido
Figura 14: Fotografía del flexómetro desde una perspectiva alta con luz en el lado opuesto a la
cámara
Figura 15: Fotografía del flexómetro extendido desde una perspectiva baja
9
Figura 16: Este objeto se muestra bajo una luz difusa azul, la cual resalta los grabados, pero
puede generar un efecto de deslavado en el color original y afectar la percepción de los detalles.
Figura 17: El mismo objeto es fotografiado con luz roja. Este tipo de iluminación de color altera
la visibilidad de los detalles y las inscripciones grabadas, haciendo que la nitidez percibida sea
diferente.
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Figura 18: En esta imagen, el objeto se ilumina con luz verde. La iluminación difusa resultó
ser la más adecuada para resaltar los bordes, ya que reduce los reflejos y las sombras duras,
mejorando los contornos.
Figura 19: Fotografía de un billete de 500 pesos bajo luz azul. La iluminación de color puede
dificultar la visualización de detalles finos y marcas de seguridad, afectando la calidad general
de la imagen.
Figura 20: Aquí el billete se muestra con luz roja. Con luz directa, se pueden resaltar algunas
texturas, pero los reflejos fuertes pueden causar una pérdida de definición en los bordes y
detalles.
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Figura 21: Este billete está iluminado con luz verde. El control de la luz influye directamente
en la nitidez y visibilidad de los detalles. En este caso, la luz de color puede causar aberraciones
visuales que distorsionan los colores originales.
Figura 22: El objeto circular es fotografiado con luz azul. El color de la luz puede dificultar la
visibilidad de los grabados en el centro del disco, haciendo que los detalles más finos se pierdan.
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Figura 23: La iluminación con luz roja sobre el objeto circular mejora la visibilidad de las líneas
y los grabados en el disco.
Figura 24: Fotografía del objeto circular bajo luz verde. Las aberraciones y distorsiones provocadas por la luz de color causan deformaciones visuales y cambios en la percepción de los
colores.
13
Figura 25: Una placa de circuito impreso bajo luz azul. La iluminación de color permite ver el
trazado de las pistas, aunque los reflejos pueden reducir la definición de los bordes y el contraste
entre el circuito y el fondo.
Figura 26: La misma placa de circuito es fotografiada con luz roja. En este caso, la luz de color
mejora el contraste, lo que hace que las conexiones sean más claras y fáciles de distinguir.
Figura 27: Placa de circuito iluminada con luz verde. El control de la luz es crucial para lograr
una mejor nitidez y visibilidad de los detalles en la imagen.
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Figura 28: Un objeto de plástico con luz azul. El color de la iluminación y el fondo son similares,
lo que afecta el contraste y hace que los bordes del objeto no se distingan bien, perdiendo
definición.
Figura 29: El mismo objeto de plástico fotografiado con luz roja. La luz de color crea un mejor
contraste con el fondo, permitiendo que los bordes del objeto se distingan de manera mucho
más clara.
Figura 30: Este objeto de plástico es capturado con luz verde. La regulación de la intensidad y el
uso de filtros puede mejorar la calidad de la imagen, corrigiendo las aberraciones y distorsiones
visuales.
15
7.2.
Resultados
8.
Tabla de resultados
8.1.
Preguntas
¿Qué técnica de iluminación resultó más adecuada para resaltar bordes? En
mi caso, la técnica de iluminación difusa fue la más adecuada para resaltar los bordes. Me
di cuenta de que al reducir los reflejos y las sombras duras, los contornos de los objetos
se distinguían mucho mejor. Con la luz directa se resaltaban algunas texturas, pero los
reflejos fuertes hacían que se perdiera definición en los bordes.
¿Cómo influyó el control de la luz en la calidad de la imagen?
El control de la luz influyó directamente en la nitidez y visibilidad de los detalles. Con luz
mal dirigida o muy intensa se perdía información, mientras que al regular la intensidad y
usar difusores la calidad mejoró notablemente.
¿Qué efecto producen las aberraciones o distorsiones observadas y cómo las
podrías corregir?
Las aberraciones y distorsiones provocaron deformaciones visuales y cambios en los colores percibidos. Para corregirlas se puede mejorar la posición de la luz, emplear filtros
adecuados y aplicar procesamiento digital de imágenes.
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9.
Conclusiones
Felipe Gallegos Vázquez En mi caso, me di cuenta de lo importante que es elegir la
iluminación correcta en visión industrial. Al observar los objetos con diferentes técnicas, entendí
que no siempre la luz directa es la mejor opción, ya que puede ocultar detalles o generar reflejos
molestos. Lo que más me llamó la atención fue cómo la luz difusa permitió ver mejor los detalles
en superficies reflectantes. Esta práctica me ayudó a valorar el papel de la iluminación como
un elemento clave en cualquier sistema de inspección.
Víctor Alberto Cruz Hernández Para mí, esta práctica fue muy útil porque me permitió
comparar de manera práctica los efectos de la luz. Noté que al mover la lámpara o usar difusores
la imagen cambiaba bastante, y eso me hizo pensar en lo delicado que es el control de la
iluminación en procesos industriales. La experiencia de ver cómo la calidad de la imagen mejora
o empeora con solo cambiar la técnica me enseñó que en la visión artificial no basta con tener
una cámara, sino que la iluminación es un factor determinante.
Tobón Pérez Daniela Yo considero que esta práctica me ayudó a entender cómo las
sombras, los reflejos y las aberraciones pueden afectar la percepción de un objeto. Me pareció
interesante ver cómo en algunos casos la luz directa resaltaba texturas que con la luz ambiente
no se veían, y cómo en otros casos se perdía demasiada información. Con esto comprendí que la
selección de la técnica de iluminación depende del tipo de material y del detalle que se quiera
resaltar.
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Referencias
[1] Sesión 4: Sentencias concurrentes y paquetes. Laboratorio de Estructura de Computadores
– Curso 04 / 05. https://www.fdi.ucm.es/profesor/jjruz/lec/temas/Sesion4.pdf
[2] R. C. Gonzalez and R. E. Woods, Digital Image Processing, 4th ed. Pearson, 2018.
[3] A. Hornberg, Handbook of Machine Vision, Wiley-VCH, 2006.
[4] M. Nixon and A. Aguado, Feature Extraction and Image Processing for Computer Vision,
4th ed. Academic Press, 2019.
[5] E. R. Davies, Computer and Machine Vision: Theory, Algorithms, Practicalities, 4th ed.
Academic Press, 2012.
[6] M. A. Mahmoud, Ïllumination techniques for machine vision applications: A comparative
study,"International Journal of Computer Applications, vol. 975, no. 8887, pp. 1–7, 2015.
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