摩尔纹

研究历史

摩尔纹（Moire pattern）是18世纪法国研究人员摩尔首先发现的一种光学现象。

基本概念

当感光元件像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近时，可能产生一种新的波浪形的干扰图案，即所谓的摩尔纹。传感器的网格状纹理构成了一个这样的图案。当图案中的细条状结构与传感器的结构以小角度交叉时，这种效应也会在图像中产生明显的干扰。这种现象在一些细密纹理情况下，比如时尚摄影中的布料上，非常普遍。这种摩尔纹可能通过亮度也可能通过颜色来展现。消除这种干扰的措施则是在传感器前使用抗混叠滤镜（也称为低通滤镜），然而这种滤镜会降低镜头的分辨率。因此，在这个问题上，必须要在摩尔纹以及分辨率之间做出取舍与妥协，不同型号相机的问题严重性不一，选择也不一样。1

对于相机来说，如果设计时在镜头上安装低通滤波器会有很好效果，但会影响照片锐度；对于扫描仪来说，并无很好的方法解决。对于CRT显示器来说，指画面中出现波纹形色彩干扰的现象。主要在文字焦点突出时发生，是由于CRT显示器中电子束与荧光体碰撞时电子束的残留值影响周围荧光体引起干扰所致。通过改变焦点值可以解决这种问题。不过CRT摩尔纹是荫罩栅阴极射线管本身所固有的、内在的特质，无法完全消除，只能在一定限度内抑制减轻（如通过显示器的OSD菜单中MOIRE消除选项）。

产生原理

简单地说，摩尔纹是差拍原理的一种表现。从数学上讲，两个频率接近的等幅正弦波叠加，合成信号的幅度将按照两个频率之差变化。差拍原理广泛应用到广播电视和通信中，用来变频、调制等。

同样，差拍原理也适用于空间频率。空间频率略有差异的条纹叠加，由于条纹间隔的差异、重合位置会逐渐偏移，也会形成差拍。

如果感光元件CCD/CMOS像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近，就会产生摩尔纹。要想消除摩尔纹，应当使镜头分辨率远小于感光元件的空间频率。当这个条件满足时，影像中不可能出现与感光元件相近的条纹，也就不会产生摩尔纹了。有些数码相机中为了减弱摩尔纹，安装有低通滤波器滤除影像中较高空间频率部分，这当然会降低图像的锐度。将来的数码相机如果像素密度能够大大提高、远远超过镜头分辨率，也不会出现摩尔纹。

减轻和消除

从技术角度上讲，摩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，只能看到干涉的花纹，这种光学现象就是摩尔条纹。在裸眼3D显示中，显示面板上的黑矩阵条纹与视差挡板或者柱透镜光栅的条纹重叠，就会产生摩尔条纹，严重影响观看效果。2

摩尔条纹的形成可以用图3说明，包括间距为a的一组条纹和间距为b的另一组条纹，以为夹角进行重叠，它们将产生一系列的交点，如果这些交点之间距离较短，人眼无法分辨，连接起来就会形成比较明显的摩尔条纹。2

沿不同方向将交点连接起来，就可以得到不同方向的摩尔条纹宽度为：2

其中，n为自然数。2

只有使摩尔条纹的宽度小于人眼能够识别的最小宽度，使人眼无法察觉，或者使摩尔条纹的宽度大于观看者的一般视觉范围，使观看者无法看到，才能一定程度减弱摩尔条纹的不良影响。2

在实际产品制作中，摩尔条纹是一项非常复杂的课题，并非只与a、b和θ相关，显示面板上黑矩阵的形状、视差挡板的节距、条纹的宽度和位置精度等都会影响摩尔条纹。但是在实际生产中往往只能通过调节倾斜角度θ来控制摩尔条纹。2

显示器摩尔纹

摩尔效应（Moire effect）指两个重叠的线条形态所产生的干扰中生成的一种波纹团。它是来自光罩形状和视频信号之间的干扰；扫描波纹则来自于水平线条与荫罩形态之间的干扰。波纹在屏幕上是以波形的状态显示出来的，当显示器的分辨率增加时，这一现象会更为明显。3

由于视频信号一直在变，视频波纹的问题很难解决。扫描波纹视水平扫描频率而定，只要选择适当的频率，就能减少这种情况的发生。不过，由于自动扫描显示器扫描频率范围很宽，在某些显示模式下，可能会出现波纹效应。目前，有一些高档显示器设计了先进的消除波纹失真功能。对于没有此功能的显示器，可以通过调整分辨率来减轻波纹的效应。33