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更多>相信每個人都有這樣的體驗,用手機(jī)拍攝電腦屏幕或其他電子屏,照片上經(jīng)常會有像“水波紋”一樣的圖案,放大或縮小照片,波紋的形狀也會隨之改變,非常影響照片效果。那么,“水波紋”是什么,它是如何產(chǎn)生的?
兩組空間頻率相近的柵線疊加呈現(xiàn)莫爾條紋原理圖(圖片由作者提供)
第一種“水波紋”其實是顯示器上一些亮點或亮線,它是由于手機(jī)拍攝的快門頻率高于顯示器刷新頻率而產(chǎn)生的。刷新頻率就是我們常說的物理單位赫茲,比如顯示器的刷新頻率是60赫茲,就是每秒刷新60次的意思。生活中我們用肉眼看到的常亮顯示器,實際上并不是它的“真面目”,它其實是由一張一張的圖片刷新出現(xiàn)的。而且,顯示器刷新并不是整個屏幕一起刷新,而是按照從左到右、從上到下的順序逐步進(jìn)行,在某個瞬間顯示器只有一個或幾個亮點而已(因為一個亮點產(chǎn)生后會延遲一段時間才消失,即“余暉”)。
那為什么我們直接用肉眼看屏幕并不是一個亮點呢?這是因為人眼敏感度比較低,而屏幕的刷新速度非???,很短時間之內(nèi)就掃描了整個屏幕。再加上人眼視覺暫留效應(yīng),我們就會看到一整幅連續(xù)穩(wěn)定的畫面。但是,用手機(jī)拍攝時,由于快門頻率高于顯示器刷新頻率,就會捕捉到一些亮點或亮線,這就是我們看到的“水波紋”。
第二種“水波紋”的學(xué)名叫做莫爾條紋,是由空間頻率相近的兩組或多組線條相互干涉、重疊后產(chǎn)生的。下面,我們舉一個簡單的例子來解釋莫爾條紋的產(chǎn)生。比如在兩張透明塑料紙上分別畫一排豎線,上面那張每隔1mm畫一條,下面那張每隔1.1mm畫一條,然后將兩張紙重疊在一起。很容易發(fā)現(xiàn),兩排豎線每隔11mm就會重合一次,形成與原豎線粗細(xì)相同的豎線,而其他豎線由于是部分重疊,將不同程度地變粗。細(xì)線重疊位置附近,露出的間隙較大,顯得明亮,而其他位置露出的間隙較小,顯得灰暗。這樣整張紙就形成了周期為11mm的明暗分布,明亮的部分更容易被眼睛感知到,從而形成條紋。當(dāng)兩排條紋有一定夾角時,條紋傾斜,就會產(chǎn)生彎曲的“波紋”。
再回到我們的顯示屏幕問題上來,這時的莫爾條紋就是電腦顯示屏幕、手機(jī)攝像頭和手機(jī)顯示屏三者互相干涉的結(jié)果。當(dāng)用攝像頭拍屏幕時,電腦屏幕上縱橫的像素網(wǎng)格相當(dāng)于第一層線條網(wǎng),手機(jī)攝像頭里的傳感器陣列相當(dāng)于第二層線條網(wǎng),手機(jī)顯示屏相當(dāng)于第三層線條網(wǎng),這三層網(wǎng)格大多數(shù)情況下并不會完全重合,所以拍攝到的圖案就有莫爾條紋了,即“水波紋”。
那么,有什么辦法可以淡化“水波紋”呢?有些手機(jī)會有“減少閃爍”的選項,可以把手機(jī)頻率調(diào)慢,或者調(diào)整攝像頭與顯示器之間的角度和距離,找到合適的位置,盡量避免或減弱莫爾條紋的影響,或者嘗試用截屏的方式獲得照片,這樣照片就會更清晰了。
另外,如果采用數(shù)碼相機(jī)來拍攝屏幕,那么只要將拍攝方式選擇“速度優(yōu)先”,并將快門速度調(diào)到低于屏幕的刷新間隔時間,而讓相機(jī)根據(jù)感光量而自動決定光圈大小,那么拍出的照片就不會出現(xiàn)“水波紋”了。與數(shù)碼相機(jī)相比,手機(jī)的拍攝功能是比較簡陋的,它只能根據(jù)被攝對象的亮度而自動增減曝光量。
本文由北京郵電大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究專業(yè)副教授張忠寶進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。
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