我们在拍摄一些比较密集的物体例如:建筑装饰、纺织物、显示屏等等,都会看到有一些莫名的彩色条纹严重的影响了样张的成像效果,这种在这些有着密集而重复细节的样张上出现的彩色条纹就是所谓的摩尔纹,那么这个摩尔纹是怎么产生的呢?又应该怎样才能在样张中避免这些摩尔纹的出现呢?让我们走进科学。
摩尔纹比较常见的解释就是在一些数码相机、扫描仪等设备的感光元件上,在拍摄、扫描的过程中受到了高频干扰,而在图片上出现了彩色和形状不规律的条纹。原理就是在两个频率接近的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发生变化。如果在感光元件里面像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近,就很容易会产生摩尔纹。如果想要在硬件层面上避免这些摩尔纹,就应该要使用镜头分辨率远小于感光元件的空间频率即可避免摩尔纹的产生。
但是并不是市面上所有相机都有这么大的单位像素面积啊,所以一些采用拜耳阵列传感器的中低端相机往往都会选择在传感器前加入一块低通滤镜来减弱摩尔纹的产生。不过有利有弊,低通滤镜加入会影响细节成像,虽然在单反上的影响并不是相当严重,但数毛党和锐度党就是心里一万个不爽啊。
除此之外,也有部分相机生产商也在开发一些可以避免这种摩尔纹产生的感光元件,例如适马的X3和富士的X-Trans传感器。关于这点也曾在小编的另一篇文章《探究索尼新型RGBW传感器的“W”》当中提及过,当时由于稍微跑了点题而没有介绍,正好这里介绍一下。
适马的X3传感器与传统拜耳阵列传感器结构完全不同,传统的拜耳阵列传感器为一层的RGBG滤片设计,而适马的X3则是与胶卷的三层结构设计类似,在传感器上方铺满BGR三层像素叠加而成,就像是胶卷上面的三层乳剂一样,只不过胶卷是没有像素点这种东西的。X3感光元件的每一个像素都能够感应到RGB三种色彩,从而在同一个像素上就完成了色彩的匹配数据,而且不再需要像拜耳阵列一样使用了“猜色”(反马赛克运算)技术才能填上临近像素的色彩。由于直接省略了“猜色”的过程,所以适马X3对于像素色彩之间干扰就等于没有了,而且对于色彩的还原准确性来说会更好一些。然而也因为使用了三块像素滤片叠加的原因,对于光线的衰减也是一个问题,特别是在最底层的红色像素滤片会比较吃亏,不过从众网友拍摄直出的色彩来说好像问题也并不大,而且很多人在拍摄之后会选择后期处理,色彩的调校就看你自己的喜好了。
另一种就是富士开发的X-Trans传感器,它与基于传统的拜耳阵列传感器上革新的传感器,传统拜耳传感器为2×2的RGBG排列,而X-Trans传感器则是以6×6的像素排列。其中X-Trans传感器的RGB像素滤片排列顺序是从胶片的银盐颗粒无序性上得到的启发,对传感器的色彩滤镜阵列进行修改,添加了模拟的无序性排列。说是无序性,其实还是不能看出一定的规则顺序的,只不过6×6这种大间隔有规则方向排列的重复频率相比起拜耳阵列确实要小得多,所以这种阵列方式也能够在很大程度上减轻了摩尔纹的产生。而X-Trans传感器当中绿色的滤片会比较多些,官方说法是人眼对绿色最敏感,所以增加多点绿色,让色彩更真实一些(就是更艳丽,更贴合人眼观感)。
上面介绍的两种新型传感器都直接取消了低通滤镜,使得样张的细节表现更加锐利,由于新技术的应用也可以减轻甚至消除摩尔纹的产生。
以佳能70D为例,就算加入了低通滤镜,当拍摄屏幕的时候还是会有比较明显的摩尔纹的,那是因为屏幕上面的RGB背光像素点更加统一重复和密集。要解决也是可以的,就是稍微的脱焦,让焦点稍微不那么准确的对在像素点上,就可以减轻这种摩尔纹情况,不过当然情况就是样张细节不够清晰了,不过从观感而言会稍微比满屏摩尔纹要好那么一点点。而这个技巧不限于相机,对于手机来说也是有效的,特别是支持手动对焦的手机会更好用一些。
除了这么折腾的方式之外,另外还可以通过改变相机的角度,倾斜相机来减轻摩尔纹。还有改变一下相机的位置,多走几个位观察摩尔纹,哪个位置摩尔纹少而又能接受这个取景构图的就可以拍下来。
另外有钱的,还是直接考虑选择无低通滤镜的新型相机或者全画幅相机来减轻摩尔纹的产生吧!
什么是摩尔纹
莫列波纹(法语:Moiré pattern),又译为摩尔纹、莫尔条纹、叠纹、水状波纹,是一种在栅栏状条纹重叠下所产生的干涉影像。
摩尔纹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。
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)。
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。
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CCD(CMOS)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。
折叠编辑本段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。