為什麼拿相機對著電腦屏幕照相,照片會出現波紋?
電腦、電視上奇怪的紋路是什麼?你想過這個問題嗎?
這種波紋叫莫爾條紋(Moiré Pattern)。一言以蔽之,就是空間頻率相近的兩組圖案相互幹涉。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。
這樣說你可能還是不懂,不妨來看幾個例子↓
▲ 防偽紙幣上的莫爾波紋
▲ 鸚鵡羽毛上的莫爾波紋
▲對,還有辦公椅背上的莫爾波紋
對吧,你肯定見過!
那麼這些讓人看起來有點暈乎的波紋怎麼來的呢?
其實道理很簡單啦!比如在兩張透明塑料紙上分別畫一排豎線,上面那張每隔 1 mm 畫一條,下面那張每隔 1.1 mm 畫一條,很容易發現,豎線每隔 11 mm 就會重疊一次。細線重疊位置附近,露出的間隙較大,顯得明亮;而細線不重疊的位置附近,露出的間隙較小,顯得灰暗。
這樣就形成了周期為 11 mm 的明暗分布來,整體看上去就是一個間距更大的粗條紋,從而很容易被眼睛感受到,如附圖 1。當兩者有一定夾角時,條紋傾斜,如附圖 2。
而放到二位空間呢?
你想像一下:盯著兩層相互重疊的窗紗或者鏤空座椅背看過吧?、
細心的你一定會發現,在原有細密條紋的基礎上隱隱約約有間距更寬的粗條紋出現。當兩層窗紗不完全平行或者自身有所起伏時,這些條紋還會彎彎扭扭。
手機攝像頭拍電腦屏幕也是類似的情形:電腦屏幕上縱橫的像素網格相當於第一層窗紗,手機攝像頭裡的 CMOS 或者 CCD 傳感器陣列相當於第二層窗紗,甚至手機顯示屏相當於第三層窗紗,於是拍攝得到的圖案也是有莫爾條紋的啦。
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。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。
莫爾條紋的應用
▲ 和鏡頭形成了莫列波紋的襯衫紋樣
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。
手機拍照時能消滅這種波紋嗎?
絕大部分的手機是不支持調節快門速度的。所以拍攝屏幕的時候真的要拍出完全無水紋的照片,對於手機來說還是比較困難,現在有些手機上會有一個「減少閃爍」的選項,裡面會有調節 50hz 、60hz或者自動的設定。這個設定就是專門為了這樣的情況而加入的,但其實效果並不會太明顯。
文字/編輯:朱亞運