小实验|穿条纹衣服拍照或拍摄屏幕时,为何总有讨厌的纹络?今天我教你几招

小实验|穿条纹衣服拍照或拍摄屏幕时,为何总有讨厌的纹络?今天我教你几招
2022年06月07日 17:19 魔力科学小实验

摄影摄像时,一般摄影师都不建议穿有细密条纹的服饰,因为这种纹路容易与机器的感光阵列形成莫列波纹影响成像效果。

如果电视节目主持人的衣服上有条纹图案,在移动时观众们往往能看到一些动态的条纹,长时间盯着屏幕看还可能给人一种晕眩感。

还有,细心的小伙伴也许发现了,想用手机将教室屏幕上老师的PPT拍下来,回家仔细研究,却发现总会出现一条条不断变化的讨厌条纹。移动手机位置时,条纹还会跟着发生不规则的变化,这些魔性的条纹,简直是影响了我们向学霸进阶的步伐啊。

讨厌的纹路 / 图片源于网络,侵删

不过,这种让摄影师感到无奈的现象,却有一个很重要的本领,它可以让一幅静止的图画看起来像动画片一样,有趣极了!今天我们就一起来体验一下这种神奇的视觉现象吧!

实验目的

认识莫尔条纹及其产生的原因

实验材料

栅格PVC、印刷图案

操作步骤

1.印在A4纸上的图案平放于桌面,将栅格PVC盖在图案上;

2.用上述方法尝试不同的图案并认真观察;

3.慢慢拉动栅格PVC,你发现了什么?

现象及原理

通过上面的实验发现:原本静止的图案,用栅格PVC盖住并缓慢拉动时,图案“动”起来了。

这是为什么呢?

原来,当我们把两个规律排列的栅栏状条纹图形重叠时,就会产生波纹干涉的现象,形成莫尔波纹。

莫尔条纹动画又叫光栅动画,它需要两张图,一张就是经过特殊图像处理的底图,另一张就是有间隔规则条纹的栅栏胶片,通过移动放置在底图上的栅栏胶片,就会依次呈现不同的帧图形,因为视觉暂留效应,大脑就会自动脑补出流畅的视觉动画了。

实验示范视频

BGM:  MusicLFiles - The Beauty Of Future Technology

拍摄/剪辑:科学奶爸

什么是莫尔条纹?

莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果。当人眼无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹,这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。

莫尔条纹是18世纪法国研究人员莫尔先生首先发现的一种光学现象。

莫尔条纹也被称作摩尔纹,原指古代法国人从中国进口的丝绸上的水波条纹,俗称水波纹。

这类条纹图案有一个特点,就是每隔一段距离,完全相同的图案就会重复一次,我们把这种特点称为周期性,两个相同图案之间的距离就叫做周期。在重叠的过程中,由于视觉暂留效应,我们会不自觉地将静止画面脑补成动画。

摩尔纹形成机制 / 图片源于网络,侵删

不过,不要以为可不要以为摩尔纹只会在条形的图案里出现,只要具有周期性,不管密密麻麻的点,还是排列整齐的方格子,甚至是一圈圈圆环都能形成摩尔纹。

比如,下面这些图案,只要具有周期性,不管密密麻麻的点,还是排列整齐的方格子,甚至是一圈圈圆环都能形成摩尔纹。

各种摩尔纹 / 图片源于网络,侵删

其实,不仅仅是在拍摄屏幕时我们才可以看到摩尔纹,在拍摄密集条纹形状的衣服时,相机成像元件和衣服纹路图像也有可能重叠而产生摩尔纹。

建筑物上的摩尔纹 / 图片源于网络,侵删

而且由于太阳光等白光是各种颜色的复合光,还可能产生彩色的摩尔纹条纹。甚至在拍摄玻璃窗户、大楼、电梯时都可能看到它们的身影。

为何拍摄时屏幕会出现这些纹络?

我们知道,显示屏和摄像头感光芯片都是由一个个小元件组成的阵列。

如果你放大显示屏就会发现一个个由红绿蓝三色构成的显示单元整齐地排列在一起,形成具有周期性的结构,像无数个小灯泡一般。这些小灯泡按照要求亮起,在人眼看来,就能呈现出各种画面。

放大后的显示屏 / 图片源于网络,侵删

摄像头的感光芯片则由一个个感光单元排列在一起,也具有周期性的结构。不过,芯片和显示器的元件都十分的微小,换句话说就是周期极小,人眼根本无法将它们分辨出来。

不过当我们把摄像头对向屏幕时,事情就不一样了。

这时摄像头与屏幕各自的周期结构会叠加在一起,形成周期更大的图案,以至于可能会被我们的双眼看到。于是,画面中就出现了原本不存在的条纹。

如何减轻拍摄时产生的纹络?

首先,可以考虑提高拍摄设备的分辨率。当镜头的分辨率远小于感光元器件的分辨率,也就是提高镜头的像素密度时,就不会出现摩尔纹。(不过,现实中镜头的分辨率很多都高于感光器件的分辨率。)

其次,安装低通滤镜。在现实生活中,有些摄影师会在传感器前方安装一块特殊的低通滤镜,它就是用来消除影像中的高频部分,使得传感器的空间频率要高于拍摄物体,从而减缓摩尔纹的产生。

再有,掌握一定的拍摄技巧。比如拍摄人像时,不穿细密条纹的衣服或裙子;当电脑屏幕在我们的拍摄中只作为背景存在时,可以采用大光圈或小景深模式来暗化和模糊化屏幕,减少成像中的摩尔纹;必须拍摄屏幕时,调整好相机或手机的角度,也可以大幅减少纹路的产生。

最后,交给PS。如果设备和技术都达不到上述要求,那就交给强大的PS吧。

莫尔条纹的应用

让人想不到的是,还有些设计师会把图案和文字藏在密密麻麻的周期图案中,只要在上面覆上带周期图案的透明板,被“加密”的信息就会显现出来。

“摩尔纹密码” / 图片源于网络,侵删

在印刷行业中,这是因为各色版所用网点角度安排不当等因素,导致间断性的网点组成直线光栅相互干扰,使印刷图像出现了不应出现的花纹。但是,经过巧设计和利用后,它却作为一种防伪技术在防止假冒伪劣产品上具有独特作用。

好了,今天的实验就到这里。关于莫尔条纹你还有哪些好玩的发现或经历,欢迎留言区与我讨论、分享。最后,别忘了“点赞”和“在看”哦,回见~

本文参考文献:

北京科学中心 — 拍照时为什么尽量别穿条纹的衣服?摩尔纹大揭秘!

人民网 — 照片上的奇怪花纹——摩尔纹

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