照片中为什么会出现摩尔纹？科学原理解析

什么是摩尔纹效应？

如果你曾拍摄过电脑屏幕、条纹衬衫或砖墙，你可能遇到过那种奇怪的、波浪状的、彩虹色的图案，这就是摩尔纹效应（Moiré effect）。这些图案在现实世界中并不存在——它们是由于拍摄对象与相机之间相互作用而产生的光学伪影。它会把一张完美的照片变成令人分心且不专业的迷幻混乱。

“Moiré”（发音为 mwahr-ay）一词源于法国纺织工业，描述一种具有水波纹外观的织物。虽然丝绸织工为了美学之美有意创造这种效果，但在数码摄影中，它几乎总是摄影师极力避免的不必要的错误。

从本质上讲，摩尔纹是一种干涉图案。当两个网格状图案重叠但未完美对齐时，就会发生这种情况。在摄影中，这两个网格是：

当拍摄对象的图案频率接近或超过传感器像素网格的频率时，相机无法准确解析细节。这种现象被称为空间混叠（spatial aliasing）。传感器不是捕捉真实的细线，而是在图像之上创建一个新的、低频的波浪图案——这就是摩尔纹。

要理解为什么会发生这种情况，我们必须看看信号处理理论。奈奎斯特率指出，要准确再现信号（在这种情况下是视觉细节），你必须以至少两倍于信号中最高频率的频率对其进行采样。

简单来说：如果你想捕捉每英寸 100 行的细节，你的相机传感器需要具有至少能解析每英寸 200 行的分辨率。当细节比传感器能捕捉的更精细（违反奈奎斯特极限）时，“多余”的数据不会直接消失；它会作为错误的图案折叠回可见光谱中——即摩尔纹。

你可能会看到两种主要类型的摩尔纹，它们经常一起出现：

亮度摩尔纹： 表现为明暗相间的弯曲波浪线。这会影响图像的细节和纹理。它看起来像池塘里的涟漪，常见于建筑细节或黑白织物上。
彩色摩尔纹： 表现为彩虹色的条带（通常是紫色、绿色或黄色）。这是因为大多数数字传感器使用拜耳滤色阵列来捕捉颜色。红、绿、蓝像素按特定的马赛克网格排列。当精细细节干扰这个颜色网格时，相机对某些像素的颜色“猜测”错误，从而产生错误的颜色伪影。

多年来，相机制造商通过在传感器前方直接安装光学低通滤波器 (OLPF)（也称为抗混叠滤波器）从硬件方面对抗摩尔纹。

该滤波器的工作原理是有意轻微模糊进入的图像——足以平滑导致混叠的最精细细节，但（希望）不足以破坏照片的清晰度。它有效地在切断高频信息到达传感器之前将其过滤掉。

然而，为了追求最大的清晰度和分辨率，现代高端相机（如尼康 Z 系列、索尼 Alpha R 系列和佳能 R5）通常省略 OLPF。它们依靠高像素数来解析图案。虽然这产生了更清晰的图像，但也意味着摩尔纹正在卷土重来，特别是在时尚和建筑摄影中。

摩尔纹图案被“烘焙”到了图像的原始数据中。因为传感器实际上“看到”了错误的图案，去除它需要复杂的数学重建，还原图像本应看起来的样子。这不像“去除瑕疵”那么简单。你是在试图将错误的图案从真实的纹理中分离出来。

这就是为什么传统编辑工具经常难以奏效——它们倾向于模糊纹理以隐藏图案。像 Morie 这样的 AI 驱动解决方案正在成为标准，因为它们可以“幻构”或重建可能的原始纹理，同时减去几何干涉图案。