電腦屏幕上的奇怪波紋是什麼?| 實驗

2021-02-14 中科院物理所

你是不是看到了一些不斷變換的圖案？

你看到的圖案就叫做莫列波紋（Moiré pattern，也叫摩爾紋、莫爾條紋、疊紋、水狀波紋）。莫列波紋是2組或多組不同的條紋重疊後所產生的幹涉影像。莫列波紋實際上放大了2組條紋之間的差異。

我們在電視機、手機上看到的電腦屏幕的奇怪圖案、前後2個欄杆形成的圖案、2層紗窗的圖案、以及絲襪（一般有2層）的條紋都是莫列波紋。

實際上，電視臺的攝像機和沒有膠片的數位相機利用的是一種隔行掃描（Interlaced video）的技術，相當於是把圖像拍成了柵格，然後再合成，因此它們可以被看作是一層網格。而電視、手機的顯示屏可以看作是第二層網格。

▲ 防偽紙幣上的莫列波紋

所以用數位相機，或是電視臺拍攝電視、電腦的時候，相當於是2層柵格相加，看起來就會有莫列波紋了。2層紗窗和絲襪的圖案也是這個道理。

▲ 鸚鵡羽毛上的莫列波紋

在我們的實驗中，2組圓形模仿的是2個波源發生的幹涉。在每個圓形圖案中，黑色的線可以看作是波峰（波的最高處），黑線封閉的白色區域可以看作是波谷（波的最低處）。

當兩個圓形圖案疊在一起的時候，2條黑線重疊的地方會變得更深；而一個圓形的黑線會遮蔽另一個圓形中的白色區域，這相當于波峰和波谷相互抵消。水中的2個震源發出的波浪也能形成類似的圖案。

▲ 莫列波紋也是建築和藝術創作的常用視錯覺

莫列波紋也有很多應用，比如鈔票防偽、藝術創作，都用到了莫列波紋的原理。

由於穿著一定條紋的服裝（如細密的千鳥格紋）時，可能會和攝像機發生幹涉，形成莫列波紋，所以從事影視、傳媒的演員和主持人都會注意，避免穿某些條紋服裝。

▲ 和鏡頭形成了莫列波紋的襯衫紋樣

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