모아레 효과란 무엇인가요? 포괄적인 가이드

모아레 정의: 단순한 결함 그 이상

"모아레(Moiré)"라는 용어는 일반적으로 실크와 같이 물결 모양이나 잔물결 모양의 외관을 가진 직물 유형을 뜻하는 프랑스어에서 유래했습니다. 18세기와 19세기에는 이 효과가 매우 높게 평가되었습니다. 두 겹의 천을 함께 누르거나(또는 한 겹을 다시 접어서) 증기와 압력을 가함으로써 직조공들은 착용자가 움직일 때 변하는 아름답고 반짝이는 파동 패턴을 만들었습니다.

물리적 세계에서 이 효과는 아름다움 때문에 원했습니다. 디지털 세계에서는 거의 항상 이미지 품질을 저하시키는 원치 않는 오류입니다.

모아레의 수학

수학적으로 모아레 패턴은 2차적이고 시각적으로 명백한 중첩 패턴으로, 예를 들어 평면이나 곡면(예: 한 점에서 방사형으로 그려진 촘촘한 직선 또는 격자 형태)에 있는 두 개의 동일한(보통 투명한) 패턴이 서로 약간 변위되거나 회전된 상태로 겹쳐질 때 생성됩니다.

패턴을 설명하는 방정식은 두 격자의 주파수 벡터의 차이를 포함합니다. 이러한 주파수가 비슷하면 "비트 패턴"이 나타납니다. 두 음표가 약간 조율이 맞지 않을 때 들리는 흔들리는 소리와 매우 흡사합니다.

어디에서 볼 수 있나요?

1. 사진 (센서 충돌)

다른 기사에서 논의했듯이 이것은 센서 격자와 피사체의 질감 사이의 충돌입니다. 다음에서 가장 일반적입니다.

패션: 촘촘한 핀스트라이프가 있는 정장, 합성 스포츠 직물, 웨딩 베일.
건축: 창문이 많은 고층 건물, 벽돌 벽, 환기 그릴 및 울타리.

2. 인쇄 (로제트 패턴)

상업 인쇄는 시안, 마젠타, 노랑 및 검정(CMYK)의 작은 점 격자인 "하프톤"을 사용합니다. 모아레를 피하기 위해 프린터는 각 색상의 화면 각도를 회전합니다(예: 검정 45°, 마젠타 75°).

이 각도가 약간 벗어나거나 스캐너(자체 센서 격자가 있음)로 인쇄된 이미지(이미 점 격자가 있음)를 스캔하면 거대하고 추악한 간섭 패턴이 발생합니다. 이것은 오래된 잡지나 신문을 디지털화하는 아키비스트에게 악몽입니다.

3. 비디오 게임 및 3D 렌더링

3D 그래픽에서 먼 물체의 질감은 종종 모아레를 생성합니다. 타일 바닥이 수평선으로 뻗어 있다고 상상해 보세요. 타일이 멀어질수록 작아지면 결국 화면의 픽셀보다 작아집니다.

이 문제를 해결하기 위해 게임 개발자는 밉매핑(Mipmapping)(질감의 저해상도 버전을 미리 계산)과 이방성 필터링(Anisotropic Filtering)을 사용합니다. 게임에서 이 설정을 끄면 "반짝거리는" 또는 "기어가는" 질감이 보일 것입니다. 그것이 바로 움직이는 모아레입니다.

4. 해양 항해

놀랍게도 모아레가 항상 나쁜 것은 아닙니다. 모아레 안전 비콘(Moiré Safety Beacons)은 선박을 다리 아래로 안내하는 데 사용됩니다. 이 비콘에는 두 개의 선 격자가 포함되어 있습니다. 배가 안전한 채널과 완벽하게 정렬되면 선장은 수직 검은색 띠를 봅니다. 배가 왼쪽이나 오른쪽으로 표류하면 모아레 패턴이 이동하여 다시 중앙을 가리키는 화살표를 표시합니다. 물리학으로 완전히 구동되는 로우테크 안전 장치 내비게이션 시스템입니다!

기술적 솔루션: 로우 패스 필터

수년 동안 카메라 제조업체는 센서 앞에 "광학 로우 패스 필터"(OLPF)를 설치했습니다. 이 필터는 단일 광점을 두 개 또는 네 개의 점으로 나누는 복굴절 결정(리튬 니오베이트 등)으로 만들어집니다.

이것은 앨리어싱을 유발할 만큼 미세한 디테일이 없도록 이미지를 의도적으로 약간 흐리게 합니다. 타협입니다. 모아레가 발생하지 않도록 보장하기 위해 최대 선명도를 아주 조금 희생하는 것입니다.

그러나 현대적인 추세는 "선명도가 왕이다"입니다. 고해상도 카메라(45MP+)는 종종 해상도가 대부분의 패턴을 해결하기에 충분히 높다고 가정하여 이 필터를 제거합니다. 이로 인해 사진작가가 현장에서 모아레를 감지하거나 Morie와 같은 소프트웨어에 의존하여 나중에 수정해야 하는 부담이 생깁니다.