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摩尔纹Moiré Pattern

时间:2013-02-22来源:http://shixinhua.com石鑫华视觉 作者:石鑫华 点击: 999999次

摩尔纹Moiré Pattern

什么是摩尔纹

        摩尔纹(Moiré Pattern)是数码照相机或者扫描仪等设备上的感光元件出现的高频干扰,会使图片出现彩色的高频率条纹。由于摩尔纹是不规则的,所以并没有明显的形状规律。对于相机来说,如果设计时在镜头上安装低通滤波器会有很好效果,但会影响照片锐度;对于扫描仪来说,并无很好的方法解决。
摩尔纹现象
摩尔纹现象
        对于CRT显示器来说,指画面中出现波纹形色彩干扰的现象。主要在文字焦点突出时发生,是由于CRT显示器中电子束与荧光体碰撞时电子束的残留值影响周围荧光体引起干扰所致。通过改变焦点值可以解决这种问题。不过CRT摩尔纹是荫罩栅阴极射线管本身所固有的、内在的特质,无法完全消除,只能在一定限度内抑制减轻(如通过显示器的OSD菜单中MOIRE消除选项)。
摩尔纹拍摄演示
摩尔纹拍摄演示
扫描仪产生的摩尔纹
扫描仪产生的摩尔纹

摩尔纹现象

        摩尔(Moire)这个单词是古代法国人从中国进口过来的丝绸水波样条纹而由来的,最近摩尔纹泛指两个频率接近的等幅正弦波叠加而产生的干涉条纹(interference fringe)。如果想要了解摩尔纹现象的发生原因首先需要了解拍频现象。
        拍频现象是两类似的振动频率之差的所导致的变为具有节奏性的振幅。比如说当你敲响钟时离得越远钟声时大时小有余音的现象。因为钟的厚度不是一致的当敲响钟的时候两个类似的音所发生的现象。具有类似频率的声音相互影响对方而形成一定的周期。正因为这种周期性钟声时大时小,如果两个频率相同则这种现象也会随即消失。
        用数码相机拍照时如果发生摩尔现象不是一件好事。但是自从1874年开始实现了由Lord Rayleigh将摩尔现象用于科学工的提案以来到至今摩尔现象用于很多行业,比如说观察细微的物体移动或者医疗用照片的拍摄等等。
虽然用于各种科学工具但相机拍摄的图片是越接近实际画面效果越是自然的所以最好尽量减少摩尔现象。随着数码相机技术的发展希望将来摩尔现象这个单词也从用户们的记忆中消失。
        在数码影像中,如果主体中有密纹的纹理,常常会出现莫名其妙的水波一样的条纹和奇怪的色彩,这就是摩尔纹(Moire)。无论是用高级数码相机拍摄的影像,或是扫描的影像,均有可能出现该现象。当物体上的细致图样(如织物上的编织纹路,或建筑物上非常靠近的平行线)与成像元件上的图样相重叠时,可产生此现象。如果两个图样重叠,通常会产生另一种新图样。这种新图样通常叫做摩尔波纹。
摩尔纹现象
摩尔纹现象

产生摩尔纹的原理

        简单的说,摩尔纹是差拍原理的一种表现。从数学上讲,两个频率接近的等幅正弦波叠加,合成信号的幅度将按照两个频率之差变化。差拍原理广泛应用到广播电视和通信中,用来变频、调制等。
摩尔纹原理
摩尔纹原理
        同样,差拍原理也适用于空间频率。空间频率略有差异的条纹叠加,由于条纹间隔的差异、重合位置会逐渐偏移,也会形成差拍。
        如果感光元件CCDCMOS像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近,就会产生摩尔纹。要想消除摩尔纹,应当使镜头分辨率远小于感光元件的空间频率。当这个条件满足时,影像中不可能出现与感光元件相近的条纹,也就不会产生摩尔纹了。有些数码相机中为了减弱摩尔纹,安装有低通滤波器滤除影像中较高空间频率部分,这当然会降低图像的锐度。将来的数码相机如果像素密度能够大大提高、远远超过镜头分辨率,也不会出现摩尔纹。

减轻和消除摄影中的摩尔纹影响

1、改变相机角度。由于相机与物体的角度会导致摩尔波纹,稍微改变相机的角度(通过旋转相机)可以消除或改变存在的任何摩尔波纹。
2、改变相机位置。此外,通过左右或上下移动来改变角度关系,可以减少摩尔波纹。
3、改变焦点。细致图样上过于清晰的焦点和高度细节可能会导致摩尔波纹,稍微改变焦点可改变清晰度,进而帮助消除摩尔波纹。
4、改变镜头焦长。可用不同的镜头或焦长设定,来改变或消除摩尔波纹。
5、用软件处理。如Nikon Capture或Photoshop插件等,消除最终影像上出现的任何摩尔波纹。
        当然,要消除任何情况下的所有摩尔波纹是不可能的,但一般情况下,带一点细小摩尔波纹的清晰影像要比柔焦镜镜头影像好。 用数码相机与扫描仪生成的所有影像均可能出现摩尔波纹,但使用SLR数码相机系统时最可能出现此波纹,因为其镜头、传感器和软件均是为产生最清晰、最准确的影像而设计的。 如果要查看影像是否存在摩尔波纹,务必在计算机屏幕(或相机LCD)中查看完整、100%比例的影像。如果在屏幕中缩小查看影像,可能出现由显示器网格图样导致的虚假摩尔波纹。
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