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今天用相机对着电脑屏幕拍照,发现照片出现了一条明一条暗相间隔的竖条纹,就好奇问了师傅,师傅告诉我这种现象叫做“水波纹”,并对原因进行了讲解,现记录如下。
其实这些“水波纹”产生是因为手机的快门频率与灯光的频率不匹配导致的。
首先,我们都知道手机拍照的时候都是有一定曝光时间的,例如假设手机的快门频率为50Hz,则其拍照时的曝光时间就是20ms。同理,屏幕或者日光灯不是一直在发光的,而是更隔一段时间就会刷新一次,我们生活中的日光灯为 50Hz,国外的是 60Hz。例如那个 50Hz,就代表每秒刷新50次,因为刷新的频率太快,人类肉眼是完全察觉不出灯光是一闪一闪的。而手机拍摄屏幕的时候,多数也会有比较快的快门速度。当快门速度比刷新频率快的时候,就能捕捉到我们肉眼看不到的屏幕刷新过程,这就会产生“水波纹”。
具体表现为,手机在记录一张照片时,不是一下子就记录了一张照片,而是从上往下,一行一行的进行曝光来记录信息。而我们的灯光是正弦电波,假设我们的灯光频率是50Hz,则其正弦周期就是20ms,这时假设我们的手机快门频率为80Hz,曝光周期就是12.5ms。
这时假设记录第一行的时候对应的日光灯的周期内是[0,12.5]ms,记录第二行对应的日光灯的周期内是[1,13.5]ms,因为日光灯为正弦电波,在记录每行的曝光量就是在对应的周期内正弦的积分(也就是这段时间内的进入传感器的电子总量),显然第一行与第二行获得的曝光量是不同的,也就造成了记录的照片一行明一行暗。
可为什么我们看到的照片是竖条纹的一明一暗呢,这是我们传感器获得的图像在手机界面上进行显示的时候进行了旋转,所以我们看到的图片是竖条纹的一明一暗。