在现代工业自动化、机器视觉、科研实验、交通监控、航空航天等众多领域，工业相机已经成为不可或缺的“电子眼”。它们的任务就是在各种高速、精密的环境中“看清楚”“拍清楚”“识别准”。

说到“看清楚”，两个核心参数必须登场：帧率（Frame Rate）和曝光时间（Exposure Time）！这两者之间的关系就像跷跷板——调高一个，另一个往往就得让步。那么，它们到底是什么？如何影响图像质量？之间到底有什么讲究？

一、什么是帧率和曝光时间？

● 帧率（FPS）

帧率指的是工业相机每秒钟拍摄的图像帧数。比如 30fps 就表示相机每秒能拍下 30 张图片。帧率越高，画面就越流畅，特别适合用来拍高速运动的物体，比如流水线上的零件检测、交通抓拍等。

优点： 流畅、实时性好缺点： 帧率越高，每帧“分得的时间”就越少，对亮度有一定挑战。

● 曝光时间（快门时间）

曝光时间是指相机感光器件接收光线的时间长度。时间越长，进光量越多，图像越明亮；反之，则较暗。

优点： 图像亮、细节丰富缺点： 曝光太久，移动物体容易糊（运动模糊），且帧率会受限。

二、帧率与曝光的关系：你高我低，彼此拉锯

帧率和曝光时间的关系，简单来说就是一场“时间争夺战”。

可以参考这样一个近似公式：

例如：

如果你想要 50 fps 的帧率，那么曝光时间就必须小于或等于 20,000 微秒（20ms）；

如果你设置曝光时间为 50,000 微秒，那你最多只能跑到 20 fps。

这样来看，帧率高意味着“每张图能曝光的时间少”，而曝光时间长就限制了“每秒能拍几张图”。

三、理论 vs 实际：别被公式骗了！

虽然上面的计算公式很直观，但它只是一个理想化模型。实际上，相机的帧率还会受到很多其他因素影响，比如：

图像传输接口带宽（USB3.0, GigE, CameraLink等）

图像尺寸（是全画幅采集还是裁剪区域）

数据读出时间

主控软件的处理能力

因此，在做项目时，建议参考相机的实际规格手册或通过软件实测为准，不要一味盯着理论计算。

四、实际案例：来点简单的计算感受一下

让我们来做个小实验假设：

相机支持最大帧率为 53 fps

使用全画幅图像

根据计算公式：

如果你设置曝光为 50,000 微秒，再来算算：

这说明，曝光越长，帧率就越低。反之亦然。这是一个硬规则，基本逃不掉。

五、帧率 vs 曝光，遇到亮度不足怎么办？

好，现在问题来了：

“我想维持高帧率，可图像就是太暗了，咋整？”

别急，这时候你可以从以下几个角度来“挽救光明”：

1. 提高增益（Gain）

适当提升相机增益，可以增加图像亮度，但小心！增益太高 = 图像噪声太多，可能会导致画面颗粒感强。所以需要在亮度与噪声之间找平衡点。

2. 调整镜头光圈

看看你的镜头，是否可以调整光圈？光圈开大一点，相机的进光量自然增多。当然，有些镜头是定光圈的，那你可以考虑更换同焦距、光圈更大的镜头。

3. 加强外部光源

别小看光源！一个强有力的机器视觉光源，甚至比一台好相机还重要。可以尝试：

增加光源功率；

使用频闪光源；

采用更适合场景的灯型（如环形光、条形光、面光源等）；

记住一句话：“光源亮了，一切都亮了”。

六、小结：找到你的平衡点！

帧率和曝光时间，是工业相机设置中最重要的一对参数。一动一静，互相制衡，决定了你拍到的是“快又糊”，还是“慢又亮”。

如果你更看重实时性，优先考虑帧率； 如果你更关注图像清晰度和亮度，适当拉长曝光；如果你两者都想要，那就从增益、镜头、光源等方面入手优化！