2. 评价指标总览：PST、BRDF、鬼像能量比、杂散光系数、信杂比等核心指标概览

做杂散光分析这么多年，我见过不少工程师一上来就闷头仿真，结果输出一大堆数据，却不知道怎么评价系统好坏。

说白了，你得先搞清楚：用什么尺子量？

不同的指标，对应不同的杂散光问题。选错了，要么过度设计，要么漏掉关键路径。这一章，我把最常用的几个核心指标给你捋一遍。

2.1 PST（点源透过率）—— 系统级杂光抑制能力的标尺

PST 是我个人最常用的指标。它定义很简单：离轴点光源在像面产生的辐照度，与轴上点光源在像面产生的辐照度之比。

公式长这样：

PST(θ) = E_stray(θ) / E_onaxis

其中 θ 是离轴角度，E_stray 是杂散光辐照度，E_onaxis 是轴上信号辐照度。

为什么它好用？因为它是一个归一化指标。你不需要知道光源的绝对强度，只需要知道相对抑制能力。我在做空间相机项目时，经常用 PST 曲线来评估遮光罩设计是否达标。

2.2 BRDF（双向反射分布函数）—— 材料表面的“指纹”

BRDF 描述的是：一束光打到材料表面后，往各个方向散射的能量分布。

公式：

BRDF(θ_i, φ_i, θ_r, φ_r) = dL_r / dE_i

其中 dL_r 是反射方向的辐射亮度，dE_i 是入射方向的辐射照度。

BRDF 的单位是 sr⁻¹（球面度分之一）。数值越大，说明材料在该方向散射越强。

我记得有一次，一个红外系统杂散光超标，怎么都找不到原因。后来测了镜筒内壁的 BRDF，才发现供应商换了涂层材料，散射特性差了 10 倍。嗯，从那以后，我每次项目都会要求实测 BRDF 数据，不只看供应商给的标称值。

材料类型	典型 BRDF 值（@10°散射角）	适用场景
黑漆（Aeroglaze Z306）	~0.01 sr⁻¹	航天级遮光罩
阳极氧化发黑	~0.05 sr⁻¹	常规机械结构
抛光金属	~0.5 sr⁻¹	需避免使用

2.3 鬼像能量比 —— 镜头内部的“幽灵”

鬼像是透镜表面多次反射形成的虚假像。鬼像能量比就是：鬼像能量与主像能量之比。

你想想看，一个镀了增透膜的透镜表面，反射率可能只有 0.5%。但如果有 10 个表面，经过两次反射，鬼像能量可能累积到不可忽视的程度。

计算公式：

鬼像能量比 = (R1 × R2 × T_path) / T_total

其中 R1、R2 是参与鬼像的两个表面的反射率，T_path 是光路透过率，T_total 是总透过率。

2.4 杂散光系数 —— 经典的黑白对比法

这是最古老的杂散光评价方法之一。做法很简单：在视场内放置一个黑体（或黑斑），测量像面黑斑区域的照度，与全视场白场照度之比。

公式：

杂散光系数 = E_black / E_white × 100%

这个指标的好处是直观，不需要复杂的光源系统。但缺点也很明显——它只能给出一个综合值，无法定位具体问题路径。我一般用它做出厂检验，而不是设计阶段的优化工具。

2.5 信杂比（SNR）—— 用户最关心的那个数

信杂比，说白了就是信号与杂散光的比值。

SNR = S_signal / S_stray

为什么说它是用户最关心的？因为最终成像质量好不好，就看这个数。PST 再低、BRDF 再好，如果信杂比不够，图像就是糊的。

我在做微光夜视系统时，客户只问一个问题：“信杂比能到多少？”其他指标他们不关心。所以，我建议你在做系统设计时，先把信杂比指标分解到 PST 和 BRDF 上，这样设计才有方向。

2.6 指标对比与选型建议

这几个指标各有侧重，我整理了一张对比表，方便你快速选型：

指标	评价对象	适用阶段	测量难度	我的推荐场景
PST	整机系统	设计/验证	中	遮光罩设计、系统级指标分配
BRDF	材料/表面	选材/仿真	高	涂层选型、散射路径分析
鬼像能量比	镜头系统	设计优化	低（仿真）	透镜镀膜设计、鬼像排查
杂散光系数	整机系统	出厂检验	低	批量产品一致性检查
信杂比	成像质量	最终验收	中	用户验收、系统性能评估