CN1729381A - 光学形状测量和/或评定的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于对光学平滑面、光洁面或光学粗糙面进行光学形状测量和/或评定的方法。它的特征是将一种光度立体法、一种测偏法和一个散射体组合在一起，由此对散射体表面上的位置进行平面编码。

Description

光学形状测量和/或评定的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种对物体和表面、特别是光洁面进行光学形状测量和/或评定的方法以及一种相应的装置。进一步地说，光洁是指物体的光学粗糙度处于光学粗糙面和光学平滑面之间的过渡范围内。光学粗糙面是指它的粗糙度大大高于可见光的波长(约0.5微米)，而光学平滑面的粗糙度则远低于上述波长。由于这种特性，光学粗糙面对光线产生不定向的漫反射或者是透射。这里可举出的物体有纸、粉笔、毛玻璃等。与之相反，光学平滑面则定向地反射或透射入射光线。它能够生成它周围环境的影像。这里可以举出的有平面镜或曲面镜以及抛光金属表面和玻璃表面(透镜)。

光洁物体处于这两个极端之间的过渡范围内。这种物体很重要，因为我们会经常遇到它。特别是工业上由金属、塑料以及木材和其它材料制成的物体都属于光洁物体。这些材料的工业加工(如金属和木材的切削加工、塑料的注射成形、金属和陶瓷的粉末压铸等)所达到的粗糙度一般为几个微米，处于可见光波长的等级范围内(在0.5微米左右)。

背景技术

目前有一系列的光学3D传感器用于测量散射的光学粗糙面。其中应用最广的一种方法是以条纹图案的投影为基础。在从一个方向上对条纹投影，而在另一个方向上则用摄像机进行观察。条纹根据所观察物体的形状在摄像机中出现或多或少的变形。从条纹的变形可以还原出物体的形状。通常会投影三个以上的条纹图案，并假设条纹的强度成正弦分布。

在其它众多的方法之中，要提到的是“根据图像明暗度恢复物体形状”(Shape from Shading)这类的方法，特别是光度立体法，本发明就是以这类方法为基础的。本方法通过物体表面的亮度结构从而得出它的形状。对此将在后文中进行详细说明。

对于光学光滑面，已知的方法有三维测量法。测量一个单一的表面形状，如平面或球面(镜、透镜等)，主要是采用干涉测量法。而对于复杂的变形平面如非球面形，则采用哈特曼法(Hartmann-Verfahren)和夏克-哈特曼检验(Shack-Hartmann-Test)。这个方法是对一道细光束在被测量的物体上所发生的偏转进行观察。其它的方法则是对一个被物体表面所反射或传播的网格光栅图案进行观察。光栅根据物体表面形状出现或多或少的变形。上述方法已被测偏法所涵盖。它们的共同点在于，它们测定光线的偏转，然后由此而得出表面形状。测偏法以反射定律或折射定律为基础，定律描述了入射光线、表面法线方向和反射或透射光线之间的关系。

但到目前为止，如何测量处于光学粗糙面和光学光滑面之间过渡范围内的表面的问题还没解决。上述两种表面的测量方法在这种情况下并不适用。虽然人们能使用一种传感器来测量偶尔出现光洁点的粗糙面，当光洁面相对于漫散射面占据支配地位时这种传感器就不适合进行测量。另一方面，对一种用于光学平滑面的传感器、特别是测偏传感器来说，如果表面太粗糙，要想使光学成像清晰就很吃力。例如，它必须保证仍可看见光栅的细微结构。虽然使用正弦条纹的方法对表面质量的要求较低，因为正弦形条纹允许有较高的不清晰度，但是也必须保证条纹的结构在可见的范围内。

也就是说，对于处于过渡范围内的、经常出现在工业加工产品上的光洁面，已知的光学传感器并不能给出令人满意的解决方案。

发明内容

因此，本发明的目的就是提供一种可以避免上述缺陷的方法和一种相应的装置。

一种具有权利要求1所述特征的方法则实现了这一目的。这种方法的特点是，它通过一个特别成形的光学元件，特别是一个散射体，将两种已知的、似乎相互排斥的方法结合在一起。一方面，它涉及到一种已知的光度立体法。这种方法用于漫反射面上，但不适用于光洁面。另一方面，它涉及到一种用于反射或透射表面的测偏法。这两种方法的应用范围被这个光学元件用以下的方式拓宽：由它们结合而成的总方法在光洁面上达到了特别好的结果。

另外，一种具有权利要求12所述特征的装置也实现了本发明的目的。这种方法的特点在于一个散射体。它使不同光学形状法的应用范围得以拓宽，使得迄今为止在一个物体上具有排他性的方法，特别是测偏法和光度立体法，能结合成一个具有优点的新方法，它优先应用在具有光洁面的物体上。

这种装置的一个优选实施例的特点在于，散射体至少一部分为球形、椭圆形和/或旋转对称的结构。这种结构具有以下优点：在散射体被照明时，借助已知的数学关系，从它发出的光线可以特别容易地用于物体的形状测量。

最后还有一个优选实施例，它的特点在于：一个显微镜或显微镜物镜被用于光学成像。这样就可以对特别小的物体进行形状测量。

从其它的附属权利要求中可以产生出这一方法或这一装置的其它具有优点的实施形式。

附图说明

下面通过附图和实施例对本发明进行详细说明，其中：

图1为一种已公开的、用光度立体法进行测量的装置；

图2为一种已公开的、用测偏法进行测量的装置的局部视图；

图3为一个按照本发明所涉及的光学形状测量方法进行测量的装置的实施例示意图。

具体实施方式

光度立体法归属于一组被称为“根据图像明暗度恢复物体形状”的方法。这些方法是根据一个图像中亮度的变化来推断出被成像物体的形状。例如，当人们观察一张脸的照片时，虽然人们认为皮肤的反射系数几乎不会改变，但仍可以发现亮度的变化。确切地说，这些变化的产生原因是，由于表面上的某些部位所处的方位使它们向摄像机发出的光线比其它部位所发出的更多。如果光线从光源垂直射到表面上，亮度就会达到最大，而当光线擦过表面时，亮度为最小。一个形象的例子就是太阳照亮地球表面。夏天，中午时阳光几乎是垂直地照射到地球表面，亮度就很大。而日落时，光线恰好从表面擦过，这时亮度就很小。在根据图像明暗度恢复物体形状时，会出现不同的思路。

其中有一组方法是用来测量不带纹理表面(表面各处的反射系数一致)的形状。而另外的方法除了测量物体形状外，还确定光源的位置(根据图像明暗度确定光源)。光度立体法则与之相反，预先已知光源的位置，并允许表面带有纹理。在涉及一种用途广泛的传感器时，这一点就特别引人注意，因为在实际中，大多数情况下并不知道表面是否带有纹理。因此，接着会对光度立体法进行说明。

这里先对在图1中所示的装置上应用的光度立体法进行描述。首先，具有三维形状z(x，y)的被测物体G先后被三个点状光源1、2、3照射。在图1中，一条直线指向物体G的表面O。在最简单的情况下，人们可以假定光源的距离很远并且每个光源在物体G上面的照明方向恒定不变。如果表面O为朗伯散射体(理想的非定向散射)，那么情况就变得尤为简单。在朗伯散射的情况下，物体G的散射强度只取决于照射角度和物体G的斜率，而与观察方向无关。一台摄像机K为三个光源1、2、3中的每个拍摄下各自的图像。在这一过程中，物体G和摄像机K的位置固定不变。

为了用数学手段表示光度立体法，人们需要三个照明方向及也被称为目标表面的物体G的表面O的法线矢量 n(x，y)。矢量 s₁、 s₂和 s₃表示照明方向。它们从目标表面指向各光源。

S₁＝(S₁₁，S₁₂，S₁₃)^T

S₂＝(S₂₁，S₂₂，S₂₃)^T

S₃＝(S₃₁，S₃₂，S₃₃)^T

由于光源的距离很远，所以表面O上所有点的矢量接近恒定。与之相反，法线矢量 n(x，y)则根据表面O的形状变化，并被看作是局部法线矢量。

n(x，y)＝(n_x(x，y)，n_x(x，y)，n_z(x，y))^T

这里假定，表面z(x，y)可微分且到处存在着法线矢量。对由于边或突出部而使z(x，y)无法微分的情况，可将表面分成若干可微分的部分。摄像机K拍摄下物体G的图像E₁(x，y)、E₂(x，y)和E₃(x，y)，各图像的光源分别为1、2和3。摄像机K处于z轴方向上且距离很远，并且每个像素摄取下入射的光照度E_i(x，y)，其中i＝1，2，3，它们与表面O的坐标(x，y)相对应。按照朗伯定律，散射的亮度在照明方向 S_i和法线矢量 n(x，y)之间成余弦变化。也可以选择用照明方向的标量积和法线方向来表示散射的亮度。这种表示方法的优点在于，它将各关系线性地表示出来。除了表面O的斜率和照明方向外，散射的亮度还取决于表面O(纹理)的局部反射系数ρ(x，y)和光源的亮度以及摄像机的光学参数。所有恒定的因素如光源亮度和摄像机的光学参数被合并到照明法线的长度上。因此得到以下等式：

E₁＝ρ· S₁· n

E₂＝ρ· S₂· n

E₃＝ρ· S₃· ｎ

如果引入下面的图像表示方法，那就可以通过矩阵表示法将这三个等式合并为一个等式。

E＝(E₁，E₂，E₃)^T

照明矢量形成了照明矩阵的各行

$S=\left(\begin{array}{ccc}{s}_{11}& s_{12}& s_{13}\\ s_{21}& s_{22}& s_{23}\\ s_{31}& s_{32}& s_{33}\end{array}\right)$

于是得到以下等式：

E＝ρ·S· n

由上式得到

$\stackrel{\‾}{n}=\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\·S^{-1}\·\stackrel{\‾}{E}$

并且

$\mathrm{\ρ}=\left|\right|S^{-1}\·\stackrel{\‾}{E}\left|\right|$

如果照明矢量在线性上互不相关，也就是说，如果物体G和三个光源1、2、3不在一个平面上，则照明矩阵S是可逆的。

这种通过矢量对光度立体法所进行的数学描述与其它描述方式(例如借助角度进行描述)相比，优点在于，它在法线方向、照明方向和亮度E₁、E₂和E₃之间建立了一种线性关系。按照所求得的值，法线方向，可以很容易地在数学上解开这种关系：只需将照明矩阵求逆。这样就可以很好求解法线方向和不同的照明方向不在同一平面上的三维照明布置的情况，而对于其它的描述方法(例如借助角度进行描述)这是不可能的。另外，对于本发明所涉及的方法这一点也很重要，因为它同样也是以矢量描述为基础，并因此能够考虑采用三维照明布置和测量三维物体。如果测定了法线矢量，那么借助按照x和y的偏导数p和q可以毫无困难地显示出目标表面z(x，y)的形状。这对于后面的形状z(x，y)的积分也有利。

$p=\frac{\∂z}{\∂x}=-\frac{n_x}{n_z}$

$q=\frac{\∂z}{\∂y}=-\frac{n_y}{n_z}$

对光度立体法的描述也对朗伯表面和距离很远的光源有效。这种特殊情况可以尽可能简单地说明这种方法的功能。针对有限距离的光源和不符合朗伯定律的表面，可将此方法调整以与之适应，但在这里就不再详述。

到目前为止，表面O的形状数据有法线矢量 n(x，y)以及偏导数(这里也被称为局部斜率)

$p=\frac{\∂z}{\∂x}=-\frac{n_x}{n_z}$

$q=-\frac{\∂z}{\∂y}=-\frac{n_y}{n_z}$

为了得到形状z(x，y)，必须将偏导数进行积分。

除了光度立体法，本发明还涉及测偏法。各种测偏法的共同点在于，它们测定光线在一个反射或透射表面的偏转，然后由此而得出表面形状。它们以反射定律或折射定律为基础，定律描述了入射光线、表面法线和反射光线之间的关系(见图2)。图2中为一个带有摄像机K的装置，摄像机对准被光源L照亮的物体G，以便测量它的表面O。在反射的情况下，入射光线E、反射光线R和表面法线 m处于同一平面。入射光线和表面法线的角度与反射光线和表面法线之间的角度相同。我们用从表面O起沿光源L方向的单位矢量来标识入射光线，类似的，我们用从表面O起沿观测方向 b的单位矢量来标识反射光线R，这样就可以使描述变得简单。那么，法线矢量m就为入射光线E和反射光线R的矢量之和(统一规定长度标准)。

迄今为止，测偏法一直应用在光学平滑面上。光度立体法和测偏法表面上看是相互矛盾的，因为被测量的表面不可能同时既是粗糙的又是光滑的。但是如果使用一种合适的光学元件，那么就可将这两种方法很好地结合起来。这两种方法的组合在下文中将被称为“光度测偏法”。这里所提到的光学元件是一种具有合适形状的、优选为半球形的、最好至少部分是旋转对称的结构的透明的散射体。此方法的测偏法部分的对应物在被测物体的光洁面上，光度法的对应物在散射体中。按照这里所描述的联合方法，可以测量非常光洁的表面。

图3为一个用于对反射进行光度测偏的装置，其优选的结构方式如下：一个摄像机K对准一个被测光洁物体G。物体表面O反射光线，它从一个优选为半圆形的散射体S出发并朝着摄像机K的方向。如果此方法不是在反射而是在透射中使用，摄像机K则必须从相反的方向，在图中是从下面对准物体G。由于自身的粗糙度，物体G不是生成一个清晰的、而是一个或多或少有些模糊的散射体S的影像。模糊的影像对这种方法没有影响，就如同测偏法在这种情况下应用的情形一样。对此还将进行深入的探讨。散射体S本身则被若干光源1、2、3、…(优选为3个)所照亮，如同光度法中常见的那样。从散射体S上的一个具有代表性的点P到光源的矢量分别为 s₁、 s₂、 s₂。优选的是，物体G和光源1、2、3不在同一平面上，而在空间上为三维布置。

首先优选地打开光源1，并关闭其它光源，而摄像机K拍摄下物体G在这种照明情况下的图像4a。在光源2被打开和其它光源被关闭后，重复上一过程。对光源3等也是如此。这一过程中摄取了图像4b、4c等。也可以选择按另一顺序打开光源。同样，光源也可以同时打开，例如光源1和2、然后是光源2和3，最后是3和1。少于或多于3个光源的布置也可以采用相同方式。

在摄像后接着对图像4a、4b、4c按照光度立体法进行评定。如上所述，可以从光源1、2、3的位置和图像4a、4b、4c的像点的灰度值得出法线矢量 n(x，y)或散射体S的斜率。

$\stackrel{\‾}{n}=\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\·S^{-1}\·\stackrel{\‾}{E}$

且

$\mathrm{\ρ}=\left|\right|S^{-1}\·\stackrel{\‾}{E}\left|\right|$

在通常的光度立体法中，它是物体G的表面法线，而在光度测偏法中，它是散射体S的法线。这里有一个全新的改造：光度立体法被用于对散射体表面上的每个位置进行编码。编码可分成下面几步：

■选择散射体的形状时，应使散射体表面上的每个位置有一个只出现一次的法线矢量 n。它优选的是一个球体、一个椭圆体、一个旋转对称的物体或者它们的一部分；反过来，对于每个法线矢量 n，在散射体上只有一个位置，即一一对应的关系。

■接着，将每个由光度立体法得到的散射体表面法线矢量 n对应反向散射亮度，并且反之亦然。

■散射体上的反向散射亮度又通过物体表面的反射与摄像机图像亮度E₁、E₂和E₃一一对应。

如果散射体表面上的位置与法线矢量 n、而后者与反散射亮度、反散射亮度又与摄像机拍摄的图像亮度E₁、E₂和E₃分别一一对应的话，那么位置就与亮度为一一对应。按照这一原则，就可以从图像中的亮度推导出散射体上将光线散射的位置。只要通过三个照明方向，散射体上的每个位置就可在三维空间中被编码，并且编码不会出现混淆。与其它如分段、分步对散射体进行照明的方法相比，这种编码具有明显的优点。前者必须有很多的照明方向，但却只能测量散射体上的单一的一条线，这相当于一种对物体的两维测量。

与之相反，在本发明所涉及的方法中，用三个照明方向就可以对散射体进行平面编码，从而能够对物体进行三维测量。现在从位置的唯一编码和散射体的法线矢量推导出物体表面的法线 m(x，y)。

m(x，y)＝(m_x(x，y)，m_x(x，y)，m_z(x，y))^T

下面对一个球形散射体S进行说明。特别是一个球面具有以下特性：从中心起朝着表面方向的每个单位矢量 r(x，y)(径向矢量)与这个点上的法线矢量平行(见图3)。在反射定律或折射定律的作用下，径向矢量和与物体G的法线矢量依次互相联系(测偏法)。如果与球的半径相比物体G很小，那么所有的物点近似地位于球的中心。即使不是这种例外的情况，也可以计算物体上的法线矢量，但这里也要取一个较小的物体，以使图示变得简单。在选择坐标系统的z轴时，要使它与摄像机K的光学轴平行。按照反射定律，下式适用于表面的法线矢量 m(x，y)

m＝const·( n+ b)

其中， b是朝向观测方向的单位矢量，而这里的补充条件是， m和 n是单位矢量。这样就可以为物体表面O上的众多点测定物体G的法线矢量，由此得到偏导数p和q，并又从它们通过积分得出物体G的表面z(x，y)的形状。

但即使不对形状z(x，y)的局部斜率p(x，y)和q(x，y)进行积分，也可以得出关于物体表面的有用的结论。尚在进行积分之前就中断评判虽然与所希望的相矛盾，但也是可以的。在许多实际的应用中，斜率(中间结果)的灰度码的图像显示甚至优先于z(x，y)(最终结果)的图像显示。但是由于最终结果无论如何都比中间结果更有说服力，所以上述情况是很令人吃惊的。同样的情况也发生在物体表面或它的各部分的局部法线矢量的图像显示上。斜率和法线矢量之间存在着直接联系，以致于在下文中可以用“法线矢量”或它的各部分的概念来代替“斜率”的概念。

如果要将表面形状展示给一个观测者(可视化)并分析它的特征(解释、评判)，斜率的图像显示具有特别的优点。斜率p(x，y)和q(x，y)在显示器、打印机等上是以灰度码的图像形式输出的。在斜率的图像显示中可以看出凹陷、凸起、划伤、毛刺等等。

斜率图像具有优点的原因在于，人的视觉天生就善于分析斜率的数据。当人在观察时，会利用亮度阴影(如“根据图像明暗度恢复物体形状”和光度立体法中)去得到被观察物体的一个空间形象。此外还有其它的机制，如立体观测，它同样也会产生立体效果。与其它的机制相比，斜率观测是最准确的信息来源。训练有素的观察者能够在适合的照明和适合的视角条件下从阴影中识别出细微到10微米的不规则。除了阴影之外，光在物体或被测件上的反射(如测偏法中)也可以得到空间印象，通过它可以识别极细微之处。

如果斜率的灰度编码图像显示与如光度立体法或光度测偏法等测量斜率的方法一起使用，那么肉眼在真实物体上不能识别的不规则性甚至可以变得可见。对人而言，纹理(局部亮度)和物体的斜率信息总是会混淆。典型的是，总是很难判断物体上一个看起来深色的线条，是由一个形状特征，如裂纹引起的，还是由一个深色的标记造成的。而光度测偏法和光度立体法则可在这方面提供帮助。它们考虑了不只一种的照明情况(与视觉观测时不同)，从而可以区分斜率数据和纹理。在斜率图像被可视化后，肉眼就可以看见那些不可见的特征。

即使在精确度方面，斜率测量和斜率图像的结合也具有不少优点。它可以测量细微到若干微米范围内的细节。斜率被可视化，同时，阴影效果可通过计算机被放大和突出。

此外，当物体相对于照明出现翻倒和旋转时，斜率测量法不会受到影响。例如，观察者只能在一个相对于照明完全确定的方向上识别一个光洁物体上的浅凹痕。在许多的图像处理方法中也出现相似的情况。对于光洁面来说照明的选择是尤其严格的。一旦相对于照明，物体表面的位置出现最细小的变化，例如由于引入时的不精确性或物体本身的偏差，那么由于不同的光反射，表面外观将会发生根本性的变化。光度测偏法则完全相反。即使在倾斜的光洁物体上也可以实现测量的可重复性和客观的评定。另外，斜率图像显示在通过设备对表面进行自动评定方面具有优势。经过处理的斜率数据使一种自动评定变得可能或是更方便，这种评定优选地在一台计算机或其它的电子评定仪器上进行。前面所描述的斜率图像显示的优点都适用于自动评定。

由于斜率图像显示具有多方面的优点，也可以考虑在其它直接测量形状z(x，y)的方法中使用它。这里，斜率p(x，y)和q(x，y)可以通过数值微分法获得。但同时必须考虑到，微分会特别加强每次实际测量中都会具有的高频干扰。在斜率测量法，特别是光度测偏法和光度立体法中，则不会有这种情况。斜率在这些方法中是经直接测量而得到的。虽然它也受到少量的测量干扰，但它取消了使干扰恶化的微分法的步骤。

因而，一种测量方法和可视化之间的优选结合就是本发明所涉及的斜率测量法和斜率图像显示。

在这里应该提到一点，即光度测偏法本身就可用于光学粗糙面。物体表面给出的散射体S的图像会或多或少模糊。在其它的测偏法中，这一点会带来不利影响，因为，它们通常情况下需对结构精细的图形如条纹、点等进行成像。而在光度测偏法则不是这种情况。在一个球形散射体上的光度变化均匀，使得即使在影像严重模糊的情况下也几乎不会出现失真。

因此，在粗糙面和光滑面上，光度测偏法优于其它的测偏法。

另一方面，它还优于只用于散射表面的光度立体法。

这一方法的另一优点在于，三台摄像机(按照三个照明方向)就足够可以测得物体的形状。因而一次完整的测量可以控制在很短的时间内，这符合工业上的测量和检验技术的要求。如果三个光源被按红色、绿色和蓝色编码并且采用一种电子彩色摄像机K进行观测，那么就可将摄像机减少到仅仅一台。彩色信号通道红色、绿色和蓝色包括被相应编码的照明方向的图像4a、4b、4c。当然前提条件是物体是单色的。将测量摄像机减少到一台，意味着一个关键性的进步。即使在照射时间相应减少的情况下，与摄影中的闪光灯照相类似，也可以拍摄下移动的物体而不会出现严重的运动模糊现象。

到目前为止的考虑都是以测量光洁物体为出发点。除此以外，上述方法以及相应的装置还可用于散射体。在这种表面上，光度立体原理不是表现在散射体1上，而是表现在物体本身上。散射体1与光源1、2、3等一起形成一排扩展光源。在空间上被扩展的光源的优点在于，它们能将由散斑造成的相干光学噪声减少到最低限度。相干噪声在所有的光学3D传感器上表现为形状的测量不确定性。因而本发明所描述的方法能够减少散射物体的测量不确定性。此外，这一特性对光洁面的精确测量也有帮助。

特别具有优势的是，形状测量的结果被制成计算机文件的形式以供使用。这易于对它们做进一步的处理。

另外，在光学成像时可以使用显微镜和/或显微物镜。这样就可以取代或补充摄像机K已有的光学体统，从而也能够测量特别细小的物体的表面。

也可以优选采用发光二极管(LEDs)作为光源。它制作简单，操作方便直接。

最后，还可以考虑使用一个或多个闪光灯进行照明。这样，就可以通过闪光灯的短暂发光时间来避免可能的测量误差，特别是由光源、摄像机K和被测物体之间的相对运动所引起的误差，这里的相对运动可能是由诸如振动或物体移动所导致的。另外，闪光灯的优点就是发光强度大，这样在设计摄像机时就可以相应地降低它的感光度。

Claims (16)

1.一种用于对光学平滑面、光洁面或光学粗糙面进行光学形状测量和/或评定的方法，其特征在于，将一种光度立体法、一种测偏法和一个散射体(S)组合在一起，从而对散射体表面上的位置进行平面编码。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，散射体(S)的形状是一个球体、一个椭圆体、一个旋转对称的物体或者它们的一部分。

3.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，形状测量和/或评定的结果被制成软件文件的形式以供使用。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，采用一种电子摄像机(K)。

5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，采用一种彩色摄像机(K)。

6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，照明被彩色编码。

7.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助一个扩展的、发光的散射体表面减少相干散斑噪声。

8.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，表面的局部斜率和/或局部法线矢量被可视化和/或被电子评定。

9.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，表面的局部斜率和/或局部法线矢量的至少一个组成部分被可视化和/或被电子评定。

10.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，局部斜率和/或局部法线矢量被以灰度和/或彩色阴影编码的形式显示。

11.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，局部斜率和/或局部法线矢量的至少一个组成部分被以灰度和/或彩色阴影编码的形式显示。

12.一种用于光学形状测量的、特别是使用权利要求1到11中之一所述方法的装置，具有至少一个光学接收器，尤其是一台摄像机(K)，并具有至少一个光源(1、2、3)，其特征在于它具有一个散射体(S)。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，该散射体(S)至少一部分为球形、椭圆体形和/或旋转对称的结构。

14.按照权利要求12或13所述的装置，其特征在于，采用显微镜和/或显微物镜进行光学成像。

15.按照权利要求12至14之一所述的装置，其特征在于，采用一个或多个发光二极管进行照明。

16.按照权利要求12至15之一所述的装置，其特征在于，采用一个或多个闪光灯进行照明。

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