在不少90后的童年回忆中,都有一套名叫《冒险小虎队》的书,和一张神秘的“解密卡”。每当小说扣人心弦的故事进入高潮时,书页上的下一段突然没有了文字,而是出现一堆杂乱无章的条纹,“想知道接下来发生了什么?请取出解密卡”。
这张神秘的小卡片给很多人的童年带来了快乐
覆盖上这张特制的小卡片,谜底就从无序的花纹中浮现出来,这到底是怎么回事?其实,同样的现象你可能每天都会在生活中遇到——就在你掏出手机拍摄屏幕的时候。
这种现象就是摩尔纹(Moiré Pattern)效应。
在生活中,我们常以这种烦人的方式与摩尔纹见面
摩尔纹从哪儿来
“摩尔纹”到底是什么呢?让我们先从简单的条纹讲起。
在下面的图中,我们会看到A和B两个竖条纹图案,它们看起来很相似,但条纹的频率稍有不同——在这里,频率用来描述空间维度。
下面,我们把A和B叠在一起。得到的结果C并不会让你产生密集恐惧症,反倒可以发现,图案里细栅栏好像共同组成了一些巨粗无比的立柱。
两个高频率图案的邂逅到一起,会“自甘堕落”,衍生出低频率的图案效果,这就是摩尔纹效应。从数学上来说,两个频率接近但不同的余弦周期函数相乘,结果中会出现他们之间频率差值的低频周期信号。
当然,这些高频率图案不一定非要是条形的。它们可以是密集的点阵图案,也可以是密集的圆环,同样都可以制造出摩尔纹效应。
《冒险小虎队》书页上的条纹和解密卡上的条纹就分别相当于上面的A和B。其实原本书页上打印的图案里也包含着隐藏的文字,不过就像穿着迷彩服躲藏在树丛中的士兵一样,文字淹没在了密集条纹之中,人眼难以察觉。解密卡使用之后,在低频率摩尔纹映衬之下,原本隐藏的文字就暴露了出来。
照片里的魔性花纹
事实上,各种拍摄和显示图像的数码设备普遍都是像素阵列结构。无论电视电脑的屏幕,扫描仪投影仪,还是手机和数码相机里面的传感器,都是由一个个周期性的像素单元组成,它们都可以看成是高频率阵列图案。
而当这些“高频率阵列图案”彼此组合,或者再遇上别的什么密密麻麻的细节图像,各种魔性的摩尔纹效果就出现了。
照片中魔性的摩尔纹
而生活中最烦人的还是拍摄手机/电脑屏幕时的摩尔纹,它们不止花纹魔性,而且还五彩斑斓。
这奇怪的颜色是怎么回事?要解释它,我们首先要了解一下数码设备上彩色像素的组成。显示屏上的每一个像素,实际都是由相邻的红、绿、蓝三个像素组成,它们通过不同的明暗组合显示色彩。
放大之后,显示屏上的像素看起来是这样的 | extremetech.com
这些像素尺寸和间距都很小,人眼并不能把它们区分开。但是,单独排列的三色像素就意味着出现了三个不同的高频率阵列。这样一来,产生的摩尔纹就更加复杂了。
摩尔纹也是艺术
摩尔纹并不总是丑陋碍事的奇怪条纹,在艺术家与设计师手中,它们其实也有很美的一面。
日本平面设计师Takahiro Kurashima创作了一本书“Poemotion”,书上没有完整成形的图片,可只要覆盖上条纹状胶片,上下左右来回滑动,就能看到摩尔纹产生的奇幻效果,宛如纸上的游乐场。