知道嗎？斑馬身上的黑白條紋已經困擾了科學家近150年的時間。為什么斑馬會有這樣獨特的圖案呢？它們有什么作用呢？本文將為你揭開斑馬條紋的奧秘，讓你對這種奇妙的動物有更深的了解。
人們對斑馬條紋的作用有很多猜測，其中最常見的有以下幾種：
然而，這些假設都沒有得到科學的證實。事實上，科學家們通過實驗和觀察發現：
那么，斑馬身上的條紋到底有什么作用呢？經過多年的研究，科學家們終于找到了一個最合理的答案：防止蒼蠅叮咬。
蒼蠅可以說是斑馬的死敵。斑馬非常容易收到致命疾病的影響，包括錐蟲病，非洲馬瘟病和馬瘟，這些疾病都是由馬蠅和采采蠅傳播的。它們也非常容易受到昆蟲襲擊：與羚羊等其他食草動物相比，它們的毛發上的毛發異常短，使得蒼蠅更容易通過刺穿的口器找到血管。
而斑馬的條紋，就是對抗蒼蠅的保護色。科學家們發現，在馬蠅較多的地區，有三種斑馬物種和非洲野驢的腿上都出現了細條紋。經過研究發現，馬蠅無法識別黑白條紋的目標。他們把一匹馬身上左邊涂了黑白條紋，右邊正常的皮膚。結果涂了條紋的那一側幾乎沒有叮咬，而另一側則被叮咬數次。
科學家們推測，黑白條紋可能會擾亂馬蠅的光流（optic flow，能感受目標的動態移動）。昆蟲使用光流來測量他們與物體之間的距離來修正速度。墨魚吐墨也是類似的原理來逃避敵人。
#斑馬#
本文是攝影后期不難學系列——Camera Raw修圖基礎教程的第9篇。
文中所用ACR基于2019年5月份Adobe公司發布的Camera Raw 11.3版本，后續版本如果有新內容會持續進行關注。
本篇涉及內容如下（括號內為鍵盤快捷鍵）
漸變濾鏡（G ）、徑向濾鏡（ J ）
漸變濾鏡菜單
徑向濾鏡菜單
進入菜單后可以看到漸變濾鏡、徑向濾鏡和調整畫筆有一樣的參數調整項，具體作用就是建立一個選區，對選區內及選區的外一側進行參數調整
先說明一下各項參數的作用：
色溫：調節畫面藍色/黃色表現
色調：調節畫面綠色/品紅表現
曝光：用于調節圖像畫面整體的明亮程度
對比度：用于調節圖像畫面的光比
高光：用于調節圖像畫面亮部區域的明暗程度
陰影：用于調節圖像畫面暗部區域的明暗程度
白色：用于調節圖像畫面亮部區域的亮暗程度
黑色：用于調節圖像畫面暗部區域的亮暗程度
紋理：用于突出顯示細節或使細節平滑化
清晰度：用于調節圖像對比度、細節、銳度、亮度增強，飽和度、立體感和細節表現
去除薄霧：用于調節照片霧感或朦朧感，對對比度、亮度、飽和度都有影響
飽和度：用于調節圖像色彩的鮮艷程度
銳化程度：用于調節圖像邊緣的清晰或模糊程度，這個選項可以將模糊的圖像清晰化，但無法校正嚴重模糊的圖像，功能上類似Photoshop中的銳化濾鏡
減少雜色：用于調節圖像中雜色（噪點）的表現，當高ISO時，就容易出現很多單色或有顏色的雜點
波紋去除：用于調節圖像摩爾紋表現，最簡單的摩爾紋示例就是你用手機對著電腦屏幕拍照就可以看見那種紅藍綠的波浪條紋
去邊：用于去除圖像邊緣的紫邊、白邊等不自然感
顏色：用于改變濾鏡作用區域中的色彩傾向
疊加：用于濾鏡邊框是否在圖像中顯示，勾選后可以顯示，取消勾選則不顯示
蒙版：用于濾鏡作用范圍是否在圖像中顯示，右側顏色可以調整蒙版顯示的顏色，勾選后可以顯示蒙版，取消勾選則不顯示蒙版
羽化：用于調節圖像邊緣的硬朗（過渡）表現，這個選項只有徑向濾鏡有，漸變濾鏡沒有，并且還有一個內部、外部選項。內部是指調節參數作用為徑向濾鏡（圓圈）內部，圓圈外不受影響；外部是指調節參數作用為徑向濾鏡（圓圈）外部，圓圈內不受影響
下面用一張示例圖說明漸變濾鏡的效果范圍（蒙版為紅色）
綠色虛線以上的范圍是屬于效果完全應用的范圍，就是調整參數以后會完全產生變化
綠色虛線至紅色虛線的范圍是一個漸變的范圍，就是調整參數以后，參數產生的變化由綠色虛線至紅色虛線處逐漸減弱，越接近紅線效果越小
紅色虛線意外的區域就是調整參數后沒有任何效果的區域，也就是參數無作用區域
漸變濾鏡的名字也從它的效果出來的
這個濾鏡常用于處理天空、地平線、創意調色等
下面用一張示例圖說明徑向濾鏡的效果范圍（蒙版為黃色）
內部范圍
外部范圍
這個濾鏡常用于創意調色、人物面部等局部調整等
下面看一下如何新建一個漸變濾鏡
根據需要開始調整的地方按住鼠標左鍵，到需要結束調整的地方松開鼠標左鍵就可以建立一個漸變區域
以綠色虛線為起點，紅色虛線為終點
如果對位置或角度不滿意，可以點擊虛線中間的紅點或者綠點來調整漸變濾鏡的位置
如果需要對整個畫面都需要只使用漸變區域的話，我們可以把圖片縮小后，將綠色圓點拖到畫面以外區域就可以了，比如下圖
如果濾鏡需要橫平豎直的角度調整，鼠標按住濾鏡中圓點同時按住Shift鍵，拖動鼠標角度會在45、90、135、180度上變換
下面看一下如何新建一個徑向濾鏡
根據需要開始調整的地方按住鼠標左鍵，到需要結束調整的地方松開鼠標左鍵就可以建立一個徑向區域
以綠色圓點（圓心）為起點，紅色虛線為終點
根據大小需求可以上下左右四個點上按住鼠標可以調整圓形（徑向濾鏡）大小，綠色圓點（圓心）位置不變；調整大小的同時按住Shift鍵可以等比例放大縮小；按住Alt鍵可以從圓半徑的另一端為起點放大縮小。放在上下左右四個點鼠標會變成一個雙箭頭
在除去上下左右四個點的紅色虛線邊緣按住鼠標可以調整圓形方向。放在圓形邊緣的時候鼠標會變成一個弧形雙箭頭
在徑向濾鏡內部任意位置按住鼠標可以拖動濾鏡
在漸變、徑向兩個濾鏡中還有一個畫筆工具
這個用法和調整畫筆（K）用法一致
有“+”號的表示添加選區，有“-”號的表示從選區減去
漸變濾鏡和徑向濾鏡參數菜單右上角都有一個菜單
菜單“重置局部校正設置”可以重置所有調整項，讓調整回到初始狀態
也可以將調整項新建為“局部調整預設”，保存預設后遇到類似圖像調整時可以直接點擊預設，下方列表為自己建立的預設，勾選后可以進行重命名、刪除操作
勾選“單獨橡皮擦大小”可以使“+”畫筆和 “-”畫筆時兩個畫筆的大小不一致，不勾選時“+”畫筆和 “-”畫筆兩個畫筆大小一致
在實際運用中，我們可以一個或者多個濾鏡運用來調出我們需要的效果,
以上，就是本篇內容。
源：SME科技故事
平常拿出手機拍PPT，拍電腦，拍電視，是再平常不過的行為了。可是,有的時拍出來的照片會出現一些奇奇怪怪的彩色條紋。而在旋轉手機的過程中,這些條紋還會發生不規則的變化。
就連攝像時也會被叮囑說不要穿格子或條紋的衣服，一定要凈面襯衫，不然會導致拍攝的效果出現異常。
這些花紋到底為什么會出現，又怎么去避免呢？專業一點的話，這種現象被稱為“摩爾紋”，說到底還是設備的問題。
一些數碼相機、掃描儀等儀器的感光元件（如感光芯片）在拍攝或掃描時，如果在感光元件里面像素的空間頻率與影像中條紋的空間頻率接近，在疊加的過程中就會形成出現了彩色和形狀不規律的條紋（如下圖）。
現在我們就以投影儀為例，來進一步探索一下這種現象背后的機制。
目前學校等地方常用的投影儀被叫做LCD（Liquid Crystal Display）投影機，分為單片式和三片式兩種，現在的LCD投影機大部分采用3片LCD板。三片式LCD板投影機是用紅、綠、藍三塊液晶板分別作為紅、綠、藍三色光的控制層，白色光源經過分色鏡組分分成紅、綠、藍三種顏色的光，分別投射到三塊液晶板后生成圖像信息，然后三種光進行合成，由投影鏡頭投射到投影幕上形成彩色圖像。
LCD投影機實物
LCD投影機工作原理解析
還有性能更高一點的DLP(Digital Light Processor)投影機也比較普遍，它分為單片式和三片式。其關鍵成像器件數字微透鏡裝置 (Digital Micromirror Device,DMD)是半導體元件。該元件具有快速反射式數字開關性能,能夠準確控制光源。光通過一高速旋轉的三色透鏡投射在DMD部件上,經反射后可通過鏡頭投射到影幕上形成圖像。
DLP投影機工作原理示意圖
這就是要被我們拍攝的設備了，它們形成的影像條紋主要就是由上面介紹的元件生成之后投射形成的。那我們的手機又為什么會和它們相互干擾呢？下面來了解一下手機相機的工作原理就知道了。
相機工作流程圖
相機的構成簡單來說，就是鏡頭與感光芯片。相機最概念性的結構框圖,可以用鏡頭+圖像傳感器+數字信號處理（DSP）概括。如果圖像傳感器類型是電荷耦合元件（CCD）,那么在圖像傳感器采光后還需要一個A/D轉換的過程，如果是互補型金屬氧化物半導體（CMOS）則不需要A/D轉換。
上圖中的圖像傳感器(Image Sensor)的作用類似膠片相機的底片,起保存曝光時間內光線數據的作用。所保存的原始數據中含有基色、亮度等成像的全部要素。與需要在暗房里慢慢用光顯影液與定影液沖出影像的膠片不同,圖像傳感器要經過數字信號處理和數據轉換才能成為通用的影像格式。
圖像傳感器的結構如下圖所示:
圖像傳感器結構
大致可分為聚集二極管微前光的微透鏡、將光濾成單色光的濾光層和感應光線的感光二極管。不同的光線照射到感光二極管上,可以輸出不同的信號電平。下面是CCD和CMOS的感光二極管排列,因感光二極管的構造不同，所以CCD和CMOS的感光陣列結構也不同，但最終都可以通過數字信號處理和轉換后形成我們熟悉的照片。而摩爾紋的出現，也主要是在感光二極管層形成的。
CCD及CMOS工作原理
至此我們已經了解了所使用設備的大致原理，那在工作的時候又為什么會相互作用產生摩爾紋呢？一張圖就可以進行解釋。
取樣像素的疊加(a)屏幕像素;(b)攝像頭傳感器取樣像素;(c)像素疊加
用(a)來代表我們所要拍攝的屏幕，如投影儀投射的幕布，電腦，甚至你的格子衫，(b)則表示手機或攝像機傳感器的取樣結果，當它們發生疊加，也就是你準備拍攝的時候，(c)就出現了。這也能解釋為什么調整拍攝角度后會呈現不同的摩爾紋了。當我們使用沒有像素的膠片相機,因為沒有(b)的存在，所以無論如何交錯也不會出現不規則的干涉條紋了。
更學術一點的解釋就要歸因到光學的干涉上面，有沒有喚起你被物理支配的恐懼？
“摩爾紋是數碼照相機或者掃描儀等設備上的感光元件出現的高頻干擾,會使圖片出現彩色的高頻率條紋。簡單來說即不同物體之間發生了波形干涉現象。由于其不規則，故并無明顯的形狀規律。摩爾紋是差拍原理的一種表現，即兩個頻率接近的等幅正弦波疊加,合成信號的幅度將按照兩個頻率之差變化。數碼相機或手機攝像頭拍攝物體時出現這種現象是因為被拍攝物體如液晶顯示器的像素排列，與手機像素的排列出現干涉現象。投影儀發出復合光經屏幕反射到達手機或相機的攝像頭,在攝像頭處發生干涉,在設備內部，光線透過透鏡、濾鏡,到達感光二極管,繼續發生多次干涉,導致了摩爾紋的產生。”
上圖只是黑白的演示，對于平常的照片來說，因為白光是各種顏色光的復合光，自然就會產生相間的彩色條紋，即一開始圖片所呈現的摩爾紋了。
有了問題總要解決，不然拍出來的照片泛著奇怪的花紋對后續的使用總是有影響的。了解原理之后，我們可以進一步通過計算來尋找解決方法。計算的過程反正大家也是太長不看，在此就略過吧。
消除摩爾紋目前有三種途徑:一是在相機鏡頭前添加低通濾波過程;二是在后期用圖像處理軟件消除摩爾紋;三是尋求更好的插值方法。這些完美解決辦法一聽就不是普通人能做的，那最簡單的方法是什么呢？
適當拉開相機與大屏幕之間的距離,使得要拍攝的屏幕與拍攝設備的像素分布比較接近，就可以減少干涉的影響。這就是說,在上某些圖片較多、對顏色保真要求較高的藝術類課程的時候,選擇中間靠前的座位,可能比坐在第一排更好。
所以呀，努力學習認真聽課也不一定要搶坐前排，下次再有前排學霸拍出帶摩爾紋的照片的時候，就可以爆發你的物理大佬氣場，告訴他中間地帶的妙處所在了。
*參考資料
傅慶建.電視演播室攝像的摩爾紋現象探究攝錄地帶[J].2014:34-37
李玉林.電視攝像中景深的計算和控制[J].現代電影技術.2011（09）:23-26
https://en。wikipedia。org/wiki/Moir%C3%A9_pattern
栗小斌.LED顯示屏摩爾紋的消除方法[J].演藝科技.2010（08）:44-47
編輯：朱麗
審核：王小龍
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