電腦屏幕上的奇怪波紋究竟是什么？

有生活經(jīng)驗的小伙伴在用手機拍攝電腦或者電視機畫面的時候會發(fā)現(xiàn)，拍出來的照片會出現(xiàn)非常奇特的波紋。這不禁讓我們感到困惑：明明肉眼看著十分清晰的畫面，拍攝后的照片上卻有一條條一圈圈的波浪紋，這不但影響照片中屏幕的色彩及清晰度，而且非常不美觀。那么，這些奇特的彩色條紋究竟是什么呢？

其實這些條紋有一個專業(yè)的名字叫做莫爾條紋（Moiré Pattern）。簡單來說，莫爾條紋是柵欄狀條紋重疊下所產(chǎn)生的干涉影像，由兩個空間頻率相近的周期性光柵紋樣重疊后，產(chǎn)生的有別于原圖形的第三種可見紋樣。這種光學(xué)現(xiàn)象是由18世紀(jì)法國研究人員莫爾先生首先發(fā)現(xiàn)。

莫爾條紋的原理

那么它為什么會出現(xiàn)在相機拍攝出的照片里呢？要回答這個問題，我們得先了解一下相機的感光元件。它是由無數(shù)個小的感光點組成的，這就好比一群人站成了一個方陣，每個人都代表一個感光點，不過每個感光點之間的距離是非常接近但又存在著一定的間隙。而我們所拍攝的顯示器屏幕也是由非常小的像素點組成的。因此，當(dāng)我們用存在間隙的感光點去拍攝存在間隙的像素點時，這就好比兩個柵欄狀的條紋重疊在了一起，照片中的莫爾條紋便是這兩者干涉的結(jié)果。

莫爾條紋的應(yīng)用

莫爾條紋在我們生活中也有廣泛的應(yīng)用，紙幣的防偽便是一個典型的例子。在電影《無雙》中，一群制作假鈔的犯罪團伙為了盡可能地制作出逼真的美元，采用了手繪的方式來制作假鈔，為什么要這樣做呢？其實這也是大部分國家制造鈔票的方法，紙幣上面的圖案大多都不是利用打印機打印出來的，而是利用了很多種不同的印刷方式。

通過下面這張動圖我們可以觀察到，在紙幣的放大過程中，紙幣的交叉網(wǎng)點會不停地運動，這些紋理便是莫爾條紋。當(dāng)我們對紙幣進行放大、掃描、變形或縮小操作的過程中，紋理會隨之變大或縮小導(dǎo)致運動產(chǎn)生模糊化效果，從而提高了制作假鈔的成本與難度。

建筑領(lǐng)域也不乏有莫爾條紋的身影，將莫爾條紋這種視覺變化效果應(yīng)用到建筑外墻的設(shè)計中，可以使建筑外立面?zhèn)鬟_的視覺語言更加地豐富，同時也給建筑增添了多元化的信息。如果在利用莫爾條紋的同時引入計算機控制技術(shù)，通過燈光的渲染，則可以同時達到既增添城市形象又吸引消費者眼球的效果。

在有些襯衫的設(shè)計上我們會看到細(xì)密的千鳥格紋，因此有經(jīng)驗的攝影師都會建議我們在拍攝過程中不要穿有細(xì)密條紋的服飾，因為這些條紋可能會和攝像機發(fā)生干涉，形成莫爾條紋影響成像效果。

再比如光柵動畫的制作，這項技術(shù)在19世紀(jì)末便開始普及了。它的原理很簡單，在制作的過程中需要兩張圖，一張是經(jīng)過特殊圖像處理的底圖，另一張則是有間隔規(guī)則條紋的柵欄膠片，通過移動放置在底圖上的柵欄膠片，就會依次呈現(xiàn)不同的幀圖形，再加上視覺暫留效應(yīng)的作用，我們的大腦就會自動腦補出流暢的視覺動畫了。由于光柵動畫具有結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低等優(yōu)點，使它被廣泛地應(yīng)用到玩具、書籍裝幀、包裝、廣告等各種領(lǐng)域。

莫爾條紋如何消除？

對于拍攝過程中產(chǎn)生的莫爾條紋又有哪些消除的方法呢？首先可以采用感光點密度更高的感光元件，通過上文我們知道莫爾條紋出現(xiàn)的原因是因為感光點的條紋和像素點的條紋產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象，因此如果將相機的感光點制造成更小的規(guī)格就可以達到避免莫爾條紋產(chǎn)生的效果；其次可以改變拍攝對象和感光元器件間的方向，我們知道兩列波干涉時是方向的矢量疊加，當(dāng)方向發(fā)生變化時波干涉也同時發(fā)生改變。通過改變攝像機與拍攝對象之間的角度，可以讓干涉的條件發(fā)生改變，幫助解決莫爾條紋的問題。

審核編輯：劉清