——摩尔纹,摄影者的梦魇,无论你是摄影小白还是摄影老鸟。
想必很多朋友在拍摄屏幕类物体——诸如电视、显示器、手机屏、平板电脑屏幕等等,都会有这样的困扰:明明看着非常清晰的屏幕,但用相机拍摄出来以后照片上竟显示出一圈圈一条条的波纹,影响屏幕的色彩及清晰度之余,还显得非常不美观。
这种在拍摄过程中所出现的波纹,学名就叫做摩尔纹(Moiré effects)。看到摩尔纹的单词,很多读者可能看出了“Moiré”貌似是一个法语单词,在这里笔者也再多啰嗦一句:实际上“Moiré”这个单词就是古代法国人对从中国进口丝绸水波样条纹的称呼,后来被摩尔纹单词所“征用”。
本着严谨的态度,我们不光要“知其然”,还要知其“所以然”。那么摩尔纹究竟是如何产生的呢?它的原理又是什么?
摩尔纹其实是物理的差拍原理所产生的一种现象,实际上也是不同物体之间发生了波形干涉现象。在数学课上我们也都学过,波形有叠加。通俗的讲,比如当两个正弦波的波峰叠加后,波形会产生变化。
摩尔纹产生原理图示
那为何在拍摄屏幕的时候会出现摩尔纹呢?这是由于相机感光元件拥有一个空间频率,而所拍摄对象——如液晶屏幕上的图像,在被液晶屏的液晶像素点呈现出来的时候,同样拥有一个空间分布规律。而当相机感光元件的空间频率与液晶屏呈现图像的空间分布规律接近时,差拍现象就会产生,摩尔纹也就出现了。简单来说,当相机传感器像素点与显示器像素点相近并重合后,人的肉眼会对这种重合相当敏感,所以我们就看到了摩尔纹。

“屏摄”不可少,摩尔纹却无处不在

“屏摄”不可少,摩尔纹却无处不在
而“屏摄”(对着屏幕拍照的简称)在很多场合又是必不可少的。比如当我们使用电脑的时候,需要将整个屏幕的画面截取下来但恰恰这个时候并不方便我们截图,于是只好采取屏摄的方式。还有比如当我们对比两个不同的显示器、电视或者手机的屏幕时,要分出屏幕表现力的优劣以呈现给他人,必然采取屏摄的方式。
这该死的波纹!
屏摄不可避免,而我们又不能阻止它的出现,这似乎是一个非常矛盾而又令人纠结的事情。此时我们发出感叹:究竟如何是好?
衣物的纹路也会出现摩尔纹(图片援引互联网)
不光是在拍摄屏幕才会出现这种情况,比如拍摄如纤维非常密集的衣物时,相机的成像元件图样与衣物纹路图像有可能会重叠,摩尔纹的现象会再次出现。
看了以上介绍,大家是不是觉得摩尔纹就像是洪水猛兽,躲都躲不掉呢?我们当然不能抱以这种悲观的心态,因为问题的出现就是为了让我们去解决。在理论上,我们已经知道了摩尔纹的大概产生原理,这对于我们攻破它起到了至关重要的作用。接下来,笔者将通过实践探索,到底摩尔纹应该如何被消除。

3寻找拥有4种视频接口的设备

寻找拥有4种视频接口的设备
我们都知道,电脑主板拥有多种视频输出接口,常见的接口有D-Sub(VGA),DVI以及HDMI,而随着Intel 7系列主板的普及,DP接口也慢慢的成为了主流Z77主板的武器。
前文提到,摩尔纹的产生和液晶屏像素点所呈现的图像的空间分布规律有关,而不同的视频输出接口所传递的信号不尽相同,信号的不同会不会导致液晶屏刷新形式的不同呢?那不同视频接口输出的图像呈现到显示屏上,会不会影响到摩尔纹的生成呢?换句话说,我们能否找到一种减轻甚至消除摩尔纹的视频输出接口呢?
拥有D-Sub/DVI/HDMI/DP全四种豪华阵容视频输出口的主板
实践出真知。笔者找到了一款拥有4种视频输出接口的主板,并搭建了一套测试平台,看看不同的视频输出接口能否影响到摩尔纹的形成。

测试平台硬件介绍
中央处理器
Intel Corei5-3570K
主频:3.4GHzL3缓存:6MB核心数:4C4T
散热器
Intel原装散热器
风扇数量:单风扇散热方式:风冷
内存
芝奇 RIPJAWSDDR3-13334GB *2
内存频率:1333MHz时序:9-9-9-24-1T
主板
华硕P8H77-M PRO
IntelH77芯片组
显示卡
Intel HD4000核芯显卡
主频:650MHz显存:2GBCPU集成
硬盘
希捷7200.121TB
转数:7200转缓存:32MB容量:1TB
电源/适配器
游戏悍将R600M
额定功率:600W出线类型:半模组电源
显示器
Dell U2410
分辨率:1920*1200屏幕尺寸:24寸

戴尔U2410显示器拥有D-Sub/DVI/HDMI/DP全四种视频输入接口
测试必须保证参测器材的一致性,因此在找到了拥有全4种视频接口的主板后,我们还需要一台拥有全4种视频接口的显示器。市面上同时拥有D-Sub/DVI/HDMI/DP视频接口的显示器凤毛麟角,而戴尔U2410则是这极少一部分中的一员。
戴尔U2410是一款定位准专业的显示器,它以110%广色域,全面的视频输入接口配置,可自由升降&旋转支架以及8Bit面板获得了追求品质用户的青睐。

4我们应采取怎样的拍摄方法?

我们应采取怎样的拍摄方法?
为了保证所拍摄画面的精准及精确,首先我们要保证硬件平台及显示设备的完全一致。而在拍摄器材方面,相机同样不能中途替换。因为任何设备及器材的替换都可能影响到摩尔纹的形成,导致测试毫无意义。
三脚架拍摄必不可少
另外,在拍摄时需要注意的方面也很多。笔者纵然有一身较为不错的肌肉,但手持相机拍摄依然是不可能完成的任务。在进行屏幕拍摄时,三脚架就显得必不可少了,因为我们不但要保证所有器材的唯一性,还需保证拍摄角度恒定及拍摄距离恒定。
在相机参数的设定上,需调节至“手动”档位,即ISO、快门、光圈均为手动调节,且在拍摄屏幕时保持参数的始终如一。此外,对焦点也需在拍摄同一张图片时保持一致。
距离、角度、相机设置需保持始终不变
室内灯光恒定且不受外部光线影响
在拍摄过程中,光线是一个很重要的因素。为了避免外部光线的变化对拍摄结果产生影响,笔者特地选择在黑夜进行拍照,因为在白天,日出日落,太阳光的强弱会根据时间的流逝而变化,即使极其微弱的光线变化也有可能会影响到我们的测试结果。

5VGA/DVI/HDMI/DP视频信号拍摄对比

VGA/DVI/HDMI/DP视频信号拍摄对比
令大家期待已久的测试环节终于开始了。在测试中,笔者依次对D-Sub(VGA),DVI,HDMI以及DP接口进行了切换,选取3幅图片进行拍摄。如上文所说,为保证测试的准确性,所有设备均不变,且保持测试参数不变。相机选择手动挡固定ISO、光圈、快门速度及对焦点。以下为屏摄对比结果:
对比拍摄图一
首先第一张图,笔者选取了Win7默认桌面背景图。在4种视频接口中,如果笔者不提,可能大家几乎看不到——在所有每张小图的左下角,均有着极细微的摩尔纹,但从图中,我们似乎找不到这4种不同视频输出口所存在的区别。可以说,该图的拍摄很有效的避免了摩尔纹,而4种视频接口的表现均令人满意。
对比拍摄图二
到了第二张图,情况有了变化,大量的摩尔纹出现。无论是模拟信号的D-Sub接口,还是使用数字信号的DVI/HDMI/DP接口,均有斜向出现的摩尔纹。难道无论何种接口,均无法避免讨厌的摩尔纹吗?
对比拍摄图三
最后,在第三幅拍摄图片中,这个命题果然得到了验证。尽管不同的视频输出方式带来了些许色彩的不同,但没有一种方式能够避免摩尔纹的产生,且没有一种接口有优于其它接口的表现。

6寻找其它突破口继续挑战

寻找其它突破口继续挑战
原本笔者以为采用模拟信号传输的D-Sub(VGA)接口会在这次对决中败下阵来,而采用数字信号传输的DVI/HDMI/DP会占尽优势,而DP接口又会凭借其最强的带宽拥有秒杀DVI及HDMI的可能。
在4种视频接口中寻找斩除摩尔纹的可能性已经没有了
经过思考,实际上笔者犯了一个较为致命的错误,那就是视频接口的不同也许能够带来色彩的差异,但是最终,图像会呈现在显示器上。而显示器点阵本身所呈现图像的空间频率是不会改变的,这也就是为什么纵然换了4种接口,也无法改变“悲剧”结果的原因。
失败并不算什么,能够最终解决问题才是我们的目的。我们不妨换个思路,一起再回过头来看看前文中摩尔纹的原理图:
波纹需要角度一定的相交才可形成摩尔纹
在重新看了这张图,了解了摩尔纹形成的大概原理,大家是否能看出些许端倪?没错,摩尔纹的形成需要两个空间频率的波形在一定角度的重合,这样空间频率叠加才会产生差拍现象。可能有些读者已经注意到了,角度才是关键。
那么接下来的测试,结果可能就会令我们欣喜了。

7“请倾斜您的相机或显示器”

“请倾斜您的相机或显示器”
既然我们已经得出了“更改角度拍摄可能会消除摩尔纹”的假设命题,那接下来笔者就实际操作进行演示。托三脚架及U2410的福,无论是显示设备还是拍摄设备,我们都可以对其进行改变角度的操作。
转轴式云台可随意更改拍摄角度
可旋转&升降支架可随意定位你的显示器
当然,如果更改拍摄角度,我们只需有以上其中一个条件即可。结果究竟会如何?一起来看后面的实拍测试吧!

8那一抹亮色终于滚出了我们的视线

那一抹亮色终于滚出了我们的视线
结果果然不出笔者所料。无论是改变相机的拍摄角度,还是改变显示器的显示角度,拍摄结果均无摩尔纹出现。
倾斜显示器拍摄无摩尔纹出现
倾斜相机拍摄同样无摩尔纹出现
倾斜拍摄成功解决摩尔纹问题
上图清楚明白的为我们展示倾斜拍摄及水平拍摄两种不同情况下的画面质量。原本质量不堪的画面经过“神奇一斜”而变得异常细腻,将我们肉眼所见的显示效果原原本本的呈现了出来。
看来,拍摄角度才是成功扼杀摩尔纹的关键,而我们的假设命题也随之变成了真命题。

9经验总结及技巧分享

经验总结及技巧分享
尽管过程曲折,但问题最终得到了解决。当然,我们所走的弯路也并不是没用,因为只有亲身体验才会了解更深,这些经验是对爱思考的我们在探求技术之路上最宝贵的一笔财富。
“屏摄”技巧很重要
笔者不才,只是根据自己在“屏摄”上所遇到的问题加以归纳,总结出了以下一些“屏摄”技巧,希望抛砖引玉:
1.摩尔纹的形成只与摄影器材和最终屏幕所决定的呈现画面有关,与视频接口种类无关;
2.通过改变摄影器材的角度或显示设备的角度可非常有效的消除摩尔纹;
3.通过变更相机的焦距可在一定程度上减轻摩尔纹,因为波形是否叠加与传递距离有关;
4.不同的对焦点对摩尔纹的形成也有影响。因此在拍摄过程中,可适当改变对焦点位置;
斜摄适用于任何屏幕,包括平板电脑
当然,还有一些相机为了消除摩尔纹,在镜头中加入了低通滤波器。尽管用该方法同样能够减轻摩尔纹,但拍摄出照片的锐度则会大大降低,显得有些得不偿失。倾斜角度拍摄能够最有效的消除摩尔纹,那么为什么不倾斜一下你的相机呢?
倾斜拍摄不但适用于显示器,当然也适用于如电视,平板电脑以及手机等设备。可以说,这是“一招鲜吃遍天”。
可能有些朋友会问:“斜摄可以拍出较为令人满意的照片,但倾斜的照片终归不美观,这又如何解决呢?”
在这个人人“PS”的时代,相信无需笔者赘言,大家也能够顺利应用PS软件来对照片的角度修改吧(笑)?——图像—图像旋转—任意角度,之后剪裁出自己想要的尺寸就可以啦!
你能想象仅仅“剪裁”就可带来质的区别吗?(点击图片查看原图大小)
说到PS软件,在这里再跟大家分享一个小技巧。在之前拍摄的黄色郁金香照片中,摩尔纹出现非常的严重。笔者在PS中将其打开,并对其尺寸进行了剪裁,之后令人激动的结果出现了:剪裁后的照片摩尔纹现象几乎消失!在上面这张图中,你能想象左边的为原图,而右边的照片仅仅是剪裁为1200*800像素后的同一张照片吗?
如果究其原理,也可稍加解释。由于照片剪裁前后大小不同,所以图片在显示器上同一面积所显示的像素也不同,而剪裁后,相同像素点阵内显示图像内容也不同,因此图像的空间频率发生了变化。而相机拍摄显示屏时,只是对当时屏幕上所呈现的图像起了“反应”,因此这个现象则可能在我们剪裁图片的时候消失。
可能有心的读者还对上文提到的“织物同样会产生摩尔纹”念念不忘。当然,这种情况一定程度上也同样可以通过剪裁图片消除,毕竟我们不能扭着身子去拍人物(笑)。也有一些专业的图片处理软件能够消除织物的摩尔纹,因涉及专业领域,操作极为繁琐,且笔者自身知识面及深度有限,故不做拓展。
好了,本次关于摩尔纹的探讨就要告一段落了。通过以上繁杂的测试以及简单的总结,笔者希望每一位耐心看完本文的读者朋友都能有所收获。挡在我们前面的大山又被推倒一座,我们是不是应该拍手称快呢?多思考多实践,不管多难的问题都能迎刃而解。相信大家今后也一定能够在遇到问题时多动脑筋,探寻事实的真相,解决一个又一个棘手的问题。