几张图片看懂LED显示屏摩尔纹成因

使用数码设备(手机、相机、报像机等)对LED显示屏播放画面进行拍摄时，成像画面会存在一些不规则的水波纹状图案，这种现象称为摩尔纹现象，摩尔纹俗称水波纹。如下图：

　　图片来源网络

　　数码设备在拍摄时，同样经常出现的另外一种现象是扫描纹现象。因常常与摩尔纹被业内人士混为一谈，所以有必要在此提起。

　　LED显示屏的扫描纹是由于显示屏的刷新频率偏低(<1000Hz)，被相机快门捕捉到扫描线而引起的一种现象(因为LED显示屏是逐行扫描驱动)，扫描纹形状是水平黑条纹，有别于摩尔纹的不规则特征，如下图：

　　消除扫描纹只要提高LED显示屏的刷新频率即可，而摩尔纹的消除办法则相对复杂，因为摩尔纹产生的原因，与LED显示屏的性能没有关系。

　　摩尔纹产生的原理，单用文字来描述，对于大多数人来说，都会觉得晦涩难懂，下面我们就参考中央电视台高工栗小斌的《LED显示屏摩尔纹的消防方法》文献，结合图示解释：

　　先来了解下数码相机、摄像机的图像感应器(CCD)。

　　图像感应器CCD上有许多排列整齐的光敏物质(光电二极管)，能感应光线，并将光信号转变成电信号，再经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号(这段文字来自百度百科~~)。这些排列整齐的光敏物质，也称为CCD的像素，如同LED灯管之于LED显示屏的像素。

　　因此，我们可以用两张图片来分别表示CCD上的像素阵列以及LED显示屏上的灯管阵列(像素与像素之间的间隙呈栅格状)。

　　当拍摄镜头对准LED显示屏时，用上面两张像素点阵图来模拟，我们来看下成像的效果(镜头旋转一个角度)：

　　如果你还不能轻易看到摩尔纹，我们把图像再稍作下淡化处理：

　　是不是可以清晰的看到摩尔纹了!

　　这就是摩尔纹产生的原理，通俗、形像地解释，就是两个呈栅格状的像素点阵重合时，栅格的明暗部份相互交错重叠产生的纹状现象(可以仔细观察上图中两个栅格重叠后，各条纹明暗位置的特征差异)。

　　大概明白了原理，那么该如何消除摩尔纹呢?

　　再来了解一个光学名词——空间频率。

　　空间频率是指单位视角内，图像亮暗条纹重复出现的周期数。我们再使用一张图片来说明：

　　在图中，摄影机与LED显示屏的距离固定，在眼睛的这个视角内，假如CCD上整齐排列的光敏元件数量与LED显示屏上的整齐排列(有间格的排列)的像素数量一样，那么我们可以说，此时CCD像素的空间频率与LED显示屏的空间频率一样(栅格数量一样)。空间频率相近至容易产生摩尔纹。

　　所以，目前行业消除摩尔纹的办法一般有以下几种：

　　1、改变相机角度。由于相机拍摄物体的角度会导致摩尔波纹，稍微改变相机的角度，通过旋转相机，可以消除或改变存在的任何摩尔波纹。

　　2、改变相机位置。通过左右或上下移动来改变角度关系，也可以减少摩尔波纹。

　　3、改变焦点。过于清晰的焦点和高度细节(突现栅格)可能会导致摩尔波纹，稍微改变焦点可降低清晰度，进而帮助消除摩尔波纹。

　　4、改变镜头焦长。可用不同的镜头或焦长设定，来改变或消除摩尔波纹。

　　5、使用镜前滤光镜直接安装在CCD的前面，使其曝光条件满足空间频率，彻底过滤影像中高空间频率部分，减少LED显示屏摩尔纹发生的机会。

　　6、屏幕前加装一种光学处理幕，这种光学幕采用特殊材料制成，可以将LED显示屏离散的每个发光点(像素)光线发散放大显示，消除屏幕颗粒感和像素栅格效应，即，消除了摩尔纹的生成条件(栅格)。