モアレ効果とは？包括的ガイド
モアレの定義：単なる不具合以上のもの
「モアレ（Moiré）」という用語は、波紋や水のような外観を持つテキスタイル、通常はシルクの一種を表すフランス語に由来します。18世紀と19世紀には、この効果は非常に珍重されました。2枚の布を押し合わせる（または1枚を折り返す）ことで、蒸気と圧力を加えて、織工は着用者が動くにつれて変化する美しくきらめく波のパターンを作成しました。
物理的な世界では、この効果はその美しさゆえに望まれました。デジタルの世界では、それはほとんどの場合、画質を低下させる不要なエラーです。
モアレの数学
数学的には、モアレパターンは、例えば、平面または曲面上の2つの同一の（通常は透明な）パターン（点から放射状に描かれた密接な直線やグリッドの形をとるものなど）が、互いにわずかにずれたり回転したりして重なり合ったときに作成される、二次的で視覚的に明らかな重ね合わせパターンです。
パターンを記述する方程式には、2つのグリッドの周波数ベクトルの差が含まれます。これらの周波数が似ていると、「ビートパターン」が現れます。これは、2つの音符がわずかにずれているときに聞こえる揺れる音によく似ています。
どこで見られるか
1. 写真（センサーの衝突）
他の記事で説明したように、これはセンサーグリッドと被写体のテクスチャの間の衝突です。最も一般的なのは次のとおりです。
- ファッション： 細いピンストライプのスーツ、合成スポーツ生地、ブライダルベール。
- 建築： 多くの窓がある超高層ビル、レンガの壁、換気格子、フェンス。
2. 印刷（ロゼットパターン）
商業印刷では、「ハーフトーン」—シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック（CMYK）の微細なドットのグリッド—を使用します。モアレを防ぐために、プリンターは各色のスクリーン角度を回転させます（例：ブラックは45度、マゼンタは75度）。
これらの角度がわずかにずれている場合、または印刷された画像（すでにドットグリッドがある）をスキャナー（独自のセンサーグリッドがある）でスキャンすると、巨大で醜い干渉パターンが発生します。これは、古い雑誌や新聞をデジタル化するアーキビストにとって悪夢です。
3. ビデオゲームと3Dレンダリング
3Dグラフィックスでは、遠くのオブジェクトのテクスチャがモアレを生成することがよくあります。地平線まで続くタイル張りの床を想像してください。タイルが遠くで小さくなるにつれて、最終的には画面のピクセルよりも小さくなります。
これを解決するために、ゲーム開発者はミップマッピング（テクスチャの低解像度バージョンを事前に計算する）と異方性フィルタリングを使用します。ゲームでこれらの設定をオフにすると、テクスチャが「きらめく」または「這う」ように見えます。それが動いているモアレです。
4. 海洋航法
驚いたことに、モアレは必ずしも悪いわけではありません。モアレ安全ビーコンは、船を橋の下に誘導するために使用されます。これらのビーコンには2つの線のグリッドが含まれています。船が安全な水路と完全に整列すると、船長には垂直の黒い帯が見えます。船が左右に漂流すると、モアレパターンがシフトして中心に戻る矢印を表示します。これは、完全に物理学によって駆動される、ローテクでフェイルセーフなナビゲーションシステムです！
技術的解決策：ローパスフィルター
長年の間、カメラメーカーはセンサーの前に「光学ローパスフィルター」（OLPF）を取り付けてきました。これらのフィルターは、単一の光点を2点または4点に分割する複屈折結晶（ニオブ酸リチウムなど）で作られています。
これは、エイリアシングを引き起こすほど細かい詳細がないことを保証するために、意図的に画像をわずかにぼかします。これは妥協です。モアレが発生しないことを保証するために、最大の鮮明さを少し犠牲にします。
しかし、現代のトレンドは「鮮明さが王」です。高解像度カメラ（45MP以上）は、解像度がほとんどのパターンを解像するのに十分高いと想定して、このフィルターを削除することがよくあります。これにより、現場でモアレを検出する負担は写真家に、またはMorieのようなソフトウェアで後処理で修正する負担がかかります。