电脑屏幕出现彩色条纹_创艺物语|为什么手机拍屏幕总会出现奇怪的波纹？原因是……...

智能手机普及后&＃xff0c;人们已经习惯了用手机摄像头来记录自己的生活&＃xff0c;也会用于各种工作场合。当我们使用手机拍摄屏幕的时候&＃xff0c;会发现拍摄画面出现一些奇怪的波纹&＃xff0c;远不如我们用肉眼看屏幕的效果好。那么这些波纹到底是什么呢&＃xff1f;

如需更好地了解本期推送知识点&＃xff0c;请阅读本系列上期推送创艺物语|手机屏幕分辨率越高越好&＃xff1f;其实……

01

荡漾的“水波纹”

你是否会遇到如下场景&＃xff1a;外出学习或者听讲座时&＃xff0c;有时候来不及做笔记&＃xff0c;于是打开手机拍摄PPT或学习视频的内容。结果拍摄的画面是这样的……

(图源&＃xff1a;哔哩哔哩“知立方科普”视频)

参加讲座的网络直播&＃xff0c;看到的画面是这样的……

(图源&＃xff1a;省科技馆“合理营养&＃xff0c;健康成长”科普直播)

屏幕上出现的这些“水波纹”到底是个啥&＃xff1f;要解决这个问题&＃xff0c;我们首先要了解这些显示器屏幕的工作原理。

之前的推送文章中我们曾经探讨过&＃xff0c;屏幕显示内容是由一个个像素点组成的&＃xff0c;但是屏幕显示的动态内容和静态的图画不一样&＃xff0c;是千变万化的。那么显示器屏幕是如何更新显示内容的呢&＃xff1f;

日常生活中我们接触到的大屏显示器主要是如下两种&＃xff1a;CRT(Cathode Ray Tube)显示器和LCD( Liquid Crystal Display)显示器。早期台式机的“大砖头”&＃xff0c;现在使用的部分监控显示器、会议屏幕等都是CRT显示器。

(CRT显示器&＃xff0c;图源网络)

CRT显示器的工作方式&＃xff0c;是通过扫描电路来控制电子束&＃xff0c;一行行扫描屏幕上的像素点&＃xff0c;对屏幕内容进行不断更新。就如同下图中奥运会开幕式表演&＃xff0c;如果把每一个击鼓演员看作一个像素点&＃xff0c;屏幕刷新就是像这样通过从左到右或从上到下的顺序&＃xff0c;不断扫描、刷新屏幕像素点来实现画面的变化。

(2008年北京奥运会开幕式表演)

当然&＃xff0c;这个扫描刷新的速度是非常快的&＃xff0c;我们使用“屏幕刷新率”这个概念来表示刷新速度&＃xff0c;单位是赫兹(hz)&＃xff0c;指的是整幅画面的更新速度。比如59hz代表画面每秒更新59次。

还记得小时候玩过的翻翻书吗&＃xff1f;当我们快速翻动书页的时候&＃xff0c;就感受不到每一页之间的时间间隙了&＃xff0c;看到的是一段流畅的动画。这实际上也是很多动画片制作的原理&＃xff0c;依据的是人眼的视觉暂留现象。屏幕扫描也是如此&＃xff0c;只要屏幕刷新率达到60hz以上&＃xff0c;人眼就基本感受不到画面的刷新过程了&＃xff0c;只会感到轻微的闪烁。达到85hz以上&＃xff0c;就感受不到闪烁了。^[1]

但是&＃xff0c;当我们使用手机拍摄屏幕时&＃xff0c;如果手机拍摄时的快门速度比显示器刷新的频率要快&＃xff0c;手机拍摄画面和显示器刷新的频率也就不同步了&＃xff0c;这时我们就能够捕捉到这些我们用肉眼看不到的波纹啦&＃xff01;

(部分手机的相机可以通过“防止闪烁”功能&＃xff0c;降低快门速度来消除水波纹)

当然&＃xff0c;这个现象主要是基于CRT显示器的工作原理才会出现&＃xff0c;而我们现在所使用的的大部分电脑显示器都是LCD显示器(液晶显示器)&＃xff0c;成像方式是通过像素矩阵进行光输出的切换来显示图像的&＃xff0c;因此拍摄不会出现闪烁的情况。大家可以尝试拍摄一下自己的电脑显示器试试哦&＃xff01;

02

时有时无的“扭曲波纹”

如果你是个好奇宝宝&＃xff0c;现在拿起手机拍摄自己的显示器&＃xff0c;可能不一定会发现水波纹&＃xff0c;但是会发现另一种扭曲的条纹。这些奇怪的条纹又是什么呢&＃xff1f;

(手机拍摄显示器出现的条纹)

这种条纹叫做“莫尔条纹”。莫尔条纹是18世纪法国研究人员莫尔先生首先发现的一种光学现象。从技术角度上讲&＃xff0c;莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果。当人眼无法分辨这两条线或两个物体时&＃xff0c;只能看到干涉的花纹&＃xff0c;这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。[2]

要了解拍摄屏幕时出现这种条纹出现的原因&＃xff0c;我们仍然需要继续回到之前探讨的问题&＃xff1a;屏幕是由像素点排列组成的。整齐排列的像素点&＃xff0c;实际上形成的是“栅格”。

(显微镜下的屏幕像素排列&＃xff0c;图源网络)

而我们手机的摄像头、数码摄像机等&＃xff0c;实际上利用的也是“隔行扫描”技术&＃xff0c;相当于把图片拍成了栅格&＃xff0c;然后再合成。因此摄像头可以被看做是一层栅格。而显示屏则可以看作是第二层栅格。所以用摄像头拍摄显示器的时候&＃xff0c;就相当于2层栅格叠加&＃xff0c;再加上我们使用手机或电脑屏幕查看图片或视频&＃xff0c;则又出现第三层栅格&＃xff0c;就形成了大量莫尔条纹。[3]

(相机拍摄穿条纹衣服的模特出现的莫尔条纹)

如果想要消除拍摄屏幕时出现的莫尔条纹&＃xff0c;我们可以尝试调整镜头的间距、角度&＃xff0c;使两层栅格达到“平行”&＃xff0c;就可以减少一部分条纹了。

(通过调整摄像头角度可以减少一部分莫尔条纹)

结语

1. 手机拍屏幕出现的波纹有两种&＃xff0c;“水波纹”(频闪波纹)的成因是手机快门速度高于屏幕刷新率&＃xff0c;“莫尔条纹”是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果&＃xff1b;

2. 要消除“水波纹”&＃xff0c;可以通过降低手机快门速度&＃xff0c;或是更换拍摄屏幕为LCD显示器(液晶显示器)来解决&＃xff1b;

3. 要消除莫尔条纹&＃xff0c;我们可以尝试调整镜头的间距、角度&＃xff0c;就可以减少一部分条纹&＃xff1b;

4. 要彻底消除这些波纹&＃xff0c;可以不使用手机拍摄&＃xff0c;直接通过录屏来获取我们想要的内容。

参考内容

1.何健.解析显示器的CRT技术[J].黑龙江科技信息,2007,(13):65. DOI:10.3969/j.issn.1673-1328.2007.13.067.

2.https://baike.baidu.com/item/%E8%8E%AB%E5%B0%94%E6%9D%A1%E7%BA%B9/845665?fr&＃61;aladdin

3.https://mp.weixin.qq.com/s/OuuSvVt56QStQN7rvsC_Jw

声明&＃xff1a;本文内容仅代表编者个人观点&＃xff0c;如有不妥&＃xff0c;欢迎留言指正&＃xff0c;谢谢。