Stimmt etwas mit meinen Augen nicht? Warum erscheinen diese seltsamen Streifen, wenn ich mit einem Mobiltelefon Bilder von einem Fernsehbildschirm mache?

Wenn wir unsere Telefone oder Kameras in die Hand nehmen und sie auf den Bildschirm richten, um ein Foto aufzunehmen, begegnen wir manchmal einer mysteriösen „unsichtbaren Magie“ – auf dem Foto erscheinen seltsame Streifen. Keine Sorge, das ist kein Problem Ihres Telefons oder Ihrer Kamera, sondern ein optisches Phänomen namens Moiré.

Was ist Moiré

Stellen Sie sich vor, Sie stapeln zwei Kämme übereinander und drehen dann einen davon. Sie werden feststellen, dass zwischen den Zinken des Kamms helle und dunkle Streifen erscheinen. Dies ist das Moiré-Muster. Bei der Bildschirmfotografie entstehen ähnliche Streifen, wenn die Pixel oder Linien des Bildschirms mit den Pixeln oder dem Sensor des Kameraobjektivs interferieren.

Das Wort Moiré stammt von den gewellten Seidenstreifen, die die alten Franzosen aus China importierten. Neben Screenshots und Streifen, die durch überlappende Kämme entstehen, sind auch die wellenartigen Streifen, die durch Reflexionen auf Moskitonetzen oder Vorhängen an einem sonnigen Tag entstehen, und die regenbogenfarbenen Streifen, die beim Fotografieren nach dem Tragen gestreifter Kleidung entstehen, Moiré-Muster. Moiré ist eigentlich eine Manifestation des Schwebungsfrequenzphänomens.

Das sogenannte Schwebungsfrequenzphänomen besteht, vereinfacht ausgedrückt, darin, dass beim Zusammentreffen zweier Sinuswellen mit gleicher Amplitude und ähnlicher Frequenz ein neues Signal synthetisiert wird und sich die Amplitude dieses Signals mit der Differenz zwischen den beiden Frequenzen ändert.

Hier können wir eine einfache Metapher verwenden, um das Phänomen der Schwebungsfrequenz anschaulicher zu verstehen. Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich in einem Raum mit zwei Stimmgabeln, deren Frequenzen sehr nahe beieinander liegen, aber nicht genau gleich sind. Wenn Sie beide Stimmgabeln gleichzeitig anschlagen, hören Sie ein charakteristisches „Summen“.

Dieses „Summen“ ist eigentlich eine Manifestation des Schwebungsfrequenzphänomens. Da die beiden Stimmgabeln unterschiedliche Frequenzen haben, kommt es bei der Überlagerung der von ihnen erzeugten Schallwellen zu periodischen Amplitudenänderungen. Diese Amplitudenänderung ist wie ein „Atem“-Rhythmus, manchmal stark und manchmal schwach, und erzeugt ein rhythmisches Gefühl, das einem Herzschlag oder einer Atmung ähnelt.

Insbesondere wenn die beiden Stimmgabeln in Phase schwingen, addieren sich ihre Amplituden, wodurch eine größere Amplitude entsteht. und wenn sie in entgegengesetzten Phasen sind, subtrahieren sich ihre Amplituden, wodurch eine kleinere Amplitude entsteht. Da die Frequenzen der beiden Stimmgabeln sehr nahe beieinander liegen, erfolgt diese Phasenänderung periodisch, wodurch sich auch die Amplitude periodisch ändert.

Das „Summen“ in dieser Metapher ist wie eine hörbare Darstellung des Schwebungsfrequenzphänomens.

Nachdem wir das Phänomen der Schwebungsfrequenz verstanden haben, können wir seine Definition von der Zeit auf den Raum ausweiten: Wenn Streifen mit leicht unterschiedlichen Raumfrequenzen überlagert werden, verschieben sich die Überlappungspositionen aufgrund der unterschiedlichen Streifenintervalle allmählich und es bilden sich Moiré-Muster.

Das Bild unten zeigt zwei Streifengruppen mit leicht unterschiedlichem Abstand zueinander, wobei sich die Überlappungsposition allmählich nach rechts verschiebt.

Wir haben die linken Seiten der beiden Streifensätze ausgerichtet und überlappt, und im Überlappungsbereich begannen sich periodische Veränderungen von weißen Linien zu komplettem Schwarz abzuzeichnen, was das Moiré-Muster darstellt.

Der Intervallunterschied zwischen den beiden Streifengruppen wurde vergrößert und der periodische Wechsel von weißen Linien zu komplett schwarz trat viermal auf.

Lassen Sie die beiden Streifensätze vollständig überlappen. Wenn Sie kurzsichtig sind, können Sie Ihre Brille abnehmen und beobachten. Wenn Ihre Sehkraft normal ist, können Sie ein paar Schritte zurücktreten und Ihre Brille zusammenkneifen, um zu beobachten. Zu diesem Zeitpunkt sind typische Moiré-Muster zu beobachten

Was sind die Merkmale von Moiré?

Periodizität: Wie Sie der vorherigen Demonstration entnehmen können , wiederholen sich Moiré-Muster in regelmäßigen Abständen, genau wie die Zeiger einer Uhr.

Winkelabhängigkeit: So wie Ihr Schatten zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich lang ist, hängt auch die Schärfe von Moiré-Mustern vom Aufnahmewinkel ab.

Farbänderungen : Moiré-Muster auf dem Bildschirm können auch wie ein Chamäleon ihre Farbe ändern.

Mobilität: Wenn Sie die Kamera oder den Bildschirm bewegen, „tanzen“ sie damit.

Tipps: So reduzieren Sie Moiré

Um perfekte Bildschirmfotos zu machen, können wir die Entstehung von Moiré je nach Entstehungsprinzip und Eigenschaften durch folgende Maßnahmen reduzieren:

Passen Sie den Kamerawinkel an: Da Moiré durch den Winkel der Kamera zum Motiv verursacht wird, kann durch eine leichte Änderung des Kamerawinkels durch Drehen der Kamera vorhandenes Moiré beseitigt oder geändert werden. Darüber hinaus kann durch Ändern der Winkelbeziehung durch Bewegen nach links oder rechts oder nach oben und unten auch Moiré reduziert werden.

Passen Sie die Brennweite des Objektivs an: Durch die Verwendung unterschiedlicher Objektive oder Brennweiteneinstellungen können Sie die Auswirkungen von Moiré reduzieren, indem Sie die Pixelverteilung des zu fotografierenden Bildschirms an die des Aufnahmegeräts annähern.

Verwenden Sie zur Verarbeitung professionelle Software: Es gibt viele professionelle Bildverarbeitungsprogramme, die uns dabei helfen können, Moiré-Ränder zu beseitigen oder zu reduzieren.

Moiré ist keine gruselige „unsichtbare Magie“. Solange wir seine Eigenschaften beherrschen und wissen, wie man sie knackt, können wir die Herausforderungen bei der Bildschirmaufnahme problemlos bewältigen und klarere und schönere Fotos machen!

Moiré-Streifen kommen nicht nur bei Bildschirmaufnahmen vor, sondern sind ein optisches Phänomen, das in unserem täglichen Leben weit verbreitet ist. Das Verständnis der Prinzipien der Moiré-Streifen wird uns helfen, die damit verbundenen wissenschaftlichen und technologischen Erkenntnisse besser zu verstehen und anzuwenden. Wissen Sie, wo Moiré verwendet wird?