LED顯示屏的摩爾紋可以被克服嗎?

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2021.July


LED顯示屏的摩爾紋可以被克服嗎?
  • 顯示屏拍攝

LED顯示屏現在廣泛運用於影視娛樂領域,作為新聞主播屏、運動賽事轉播屏以及電影拍攝背景屏等等,然而在使用攝影機拍攝LED顯示屏的時候,經常可以看到捕捉的畫面出現水狀波紋,大大影響呈現品質,這種現象稱之為「摩爾紋現象」。接下來將先為大家介紹其背後的光學原理,再進一步說明如何克服此一問題。

摩爾紋的成因

數位攝影機是透過光學鏡頭將物體反射的光線聚焦於感光元件之上,利用光電轉換原理,將數位訊號存於攝影機的記憶體。感光元件負責記錄光線明暗,其上的拜爾濾色鏡負責記錄光線顏色,最初的影像是以馬賽克的排列方式呈現,此時的原始圖檔稱作拜爾圖像影像,最終再經由「去馬賽克(De-mosaicing)演算法」才能得到一張全色彩影像。

拜爾濾色鏡置於感光元件像素陣列的上方

圖一 拜爾濾色鏡置於感光元件像素陣列的上方

數位相機成像過程說明

圖二 數位相機成像過程說明

然而這種方法只適用於顏色恆定或均勻變化的情況,若是拍攝具有規律條紋狀的物體,條紋排列的密度高於感光元件的解析能力,此時相機無法取得正確的資訊,只能藉由演算法加以推測,就會導致摩爾紋的產生。

由於LED顯示屏採用規則性的LED陣列直接顯示影像,因此對於攝影機而言,當LED影像在特定的距離,會產生非常嚴重的摩爾紋影像,因此造成影視娛樂產業在使用LED顯示屏作為拍攝背景上的困擾。

如何藉由拍攝手法避免摩爾紋

  1. 1.  調整距離或角度拍攝者可以藉由調整拍攝的物理距離或是放大焦距,也可以透過變換拍攝的角度,使條紋的密集度下降,如此基本上可以消除摩爾紋。
  2.  
  3. 2.  營造淺景深如果產生摩爾紋的不是拍攝的主體,可以通過縮短距離、放大光圈、拉長焦距等等手法來模糊背景,以避免摩爾紋的產生。

然而上述兩種作法,對於專業攝影者而言,意味著運鏡手法或拍攝場地等會受到侷限,因此聚積科技針對此一問題也提出對應的解決方案。

聚積顯示屏解決方案如何克服摩爾紋挑戰

  1. 1.  超小間距的LED模組: 在LED虛擬製作(virtual production)的應用中,聚積科技提供了P1.25~P0.75的超小間距COB(Chip on Board)顯示模組 - VantaMini系列。由於點間距縮小,大幅縮短摩爾紋的成像距離,除了解決拍攝距離限制之外,同時也克服了LED攝影棚需要用散景方式拍攝的限制。
  2.  
  3. 2.  特殊結構的光學薄膜: 參考數位相機通過低通濾鏡克服摩爾紋效應,聚積研發出「特殊表面微結構的光學薄膜」,用來改變LED顯示屏的出光角度,進而改善攝影機感光元件對於高密度LED陣列的解析能力,因此在相同點間距的條件下,能大幅減少摩爾紋效應。