摩尔纹(Moiré Pattern)

当你用手机拍摄另一个屏幕(或拍摄细密的条纹图案)时,常会出现奇怪的波纹或条纹。

这是摩尔纹,一种拍频现象。

原理

拍频(Beat):两个频率相近的波叠加时,会产生一个频率较低的"包络"。

经典例子:两个音叉频率相近时,会听到"嗡—嗡—"的周期性音量变化。

摩尔纹的成因:

  • 被摄物体(屏幕)有细密的周期性结构(像素网格);
  • 相机传感器也有周期性的像素阵列;
  • 两者叠加采样,产生了低频的干涉图案——就是你看到的条纹。

数学本质:两个空间频率相近的周期性图案叠加,产生一个空间频率低得多的差频图案。

为什么拍屏幕特别明显

屏幕的像素间距与相机传感器的像素间距处于同一量级,且二者的相对位置(角度、距离、缩放比例)稍有变化,摩尔纹的图案就会剧烈变化。

所以你会看到:移动手机时,条纹在"流动"和变形——因为微小的几何变化都会改变拍频。

其它常见场景

  • 拍摄条纹衬衫、细密织物的服装(尤其是正式场合的衬衫,摄影师很头疼这个);
  • 拍摄建筑外墙的百叶、网格;
  • 扫描印刷品上的网点(这也是扫描仪产生摩尔纹的原因)。

怎么减少

一、改变角度

稍微倾斜相机,改变两个周期图案的相对角度——摩尔纹会明显变化甚至消失。

二、改变距离/缩放

改变放大倍率,使两个频率错开。

三、对焦到稍微失焦

轻微的失焦会让高频细节模糊,从而减少摩尔纹(但会损失清晰度)。

四、后期处理

photoshop 等软件有专门的去摩尔纹滤镜。

五、硬件层面的解决:低通滤镜(OLPF)

专业相机在传感器前会加一层光学低通滤镜,轻微模糊入射光,滤除高于传感器奈奎斯特频率的细节,从而避免混叠和摩尔纹。

代价:轻微降低分辨率。

现代趋势:随着传感器像素密度提升(像素间距变小),混叠风险降低,很多厂商开始取消低通滤镜(如尼康的 D800E、以及许多现代高像素相机),换取更高的锐度——代价是摩尔纹风险增加,需要在后期处理。

一个相关现象:拍摄屏幕时的"扫描线"

有时拍屏幕会看到横向滚动的条带,这与摩尔纹不同。

原因:屏幕的刷新与相机的快门/读出不同步。

  • 屏幕按固定频率刷新(如 60Hz);
  • 相机传感器是逐行读出的(滚动快门,Rolling Shutter);
  • 两者不同步 → 部分行捕捉到屏幕的亮期,部分捕捉到暗期 → 形成条带。

解决:

  • 调整快门速度(用较慢的快门,让曝光覆盖完整的刷新周期);
  • 或用相机的"防闪烁"功能(一些相机有)。

说明:本文为成像原理的知识整理。