Чем объясняется явление муара? Человеческий глаз имеет ограниченную разрешающую способность. Систему чередующихся темных и светлых полос, расстояние между которыми видно под углом зрения меньше 1A, глаз воспринимает как сплошное серое поле. При наложении двух систем линий интенсивность света по поверхности изображения меняется, и это изменение интенсивности воспринимается в виде муаровой картины.
Центр светлой муаровой полосы совпадает с точкой А, где совмещаются светлые линии обоих растров. Центр темной муаровой полосы совпадает с точкой В, где темная линия одного растра перекрывает светлую линию другого растра.
Таким образом, муаровый эффект есть оптическое явление, возникающее при наложении мелких сеток. Длина волны света в этом эффекте не имеет значения, поэтому муаровый эффект иногда называют механической интерференцией. по аналогии с обычной интерференцией света.
Интерференция - сложение двух периодических явлений, в результате которого возникает третье явление с более крупным периодом.
Муаровые полосы обладают свойством увеличивать перемещения.
Шаг муаровых полос
где а0, а1 - шаг исходного и искаженного растров; φ - угол поворота между линиями растров.
Из анализа приведенного уравнения следует, что малым значениям разности шагов и угла поворота соответствует большая величина шага муаровых полос, то есть малым деформациям, вызывающим искажение растра, соответствуют большие параметры муаровой картины.
Определим величину относительной степени деформации εпри φ = 0, если известны шаг исходного растра а0 и шаг муаровой полосы n.
Откуда
Эффект муара был открыт лордом Реллеем в 1874 г., но только во второй половине XX века, когда появилась возможность получать достаточно мелкие и точные растры (до 100 линий на 1 мм), этот метод начали широко использовать в исследовательской практике.
Муаровый эффект при исследовании напряженно-деформированного состояния (НДС) металла применяют в двух направлениях:
- для исследования НДС с помощью непосредственного нанесения растра на поверхность исследуемой модели;
- для исследования прогибов пластин и оболочек путем проектирования на них растров.
Исследование НДС при непосредственном нанесении растра на поверхность металла
Растр на исследуемую поверхность наносят царапаньем, травлением или способом фотопечати. Затем образец подвергают деформированию в процессе которого растр также деформируется. Затем на продеформированный растр накладывают эталонный растр (такой, каким он был до деформации). В результате их интерференции получается муаровая картина.
Муаровые полосы в данном случае являются линиями равных перемещений частиц металла. То есть все частицы, лежащие на муаровой полосе, получили одинаковые перемещения, равные шагу исходного растра. Поэтому, подбирая исходный растр с нужным шагом, можно получать данные о деформации металла с необходимой степенью точности.
Так как муаровая картина несет информацию о перемещении частиц металла только в направлении, перпендикулярном линиям растра, то для получения данных о деформации в исследуемой плоскости необходимо нанести еще один растр с направлением пиний, перпендикулярным первому растру. Обычно если исследуют НДС; в какой-либо плоскости сечения образца, то на одну половину образца наносят растр с продольной линеатурой, а на другую ~ с поперечной; если исследуемая модель имеет ось симметрии, то на различные половинки сечения относительно оси симметрии наносят растры с взаимно перпендикулярным расположением линий.
Обозначив перемещение в направлении оси x1 через U, а в направлении оси х2 через V, деформации можно записать:
Принимая во внимание то, что муаровая полоса является линией равных перемещений, зная ее порядок и цену, перемещения в интересующих точках можно определить следующим образом:
где n,m - порядковый номер муаровой полосы; a0 - шаг исходного растра.
Для определения знака деформации (сжатие или растяжение) используют одно из свойств муаровых полос, а именно, исходный растр, наложенный на исследуемую продеформированную поверхность, начинают вращать. Если муаровые полосы поворачиваются (смещаются) в сторону, противоположную направлению поворота недеформированного растра, то образец был подвергнут деформации сжатия (деформация имеет отрицательный знак); если же направление поворота растра совпадает с направлением смещения муаровых полос - имеет место деформация растяжения.
При определении деформации в точках, не лежащих на муаровых полосах, применяют метод интерполяции с допущением, что перемещение ст линии к линии происходит по линейному закону. При этом перемещение в точке B
По найденным компонентам тензора деформации в точке можно вычислить интенсивность деформации
Зная связь между интенсивностью деформации (εi) и интенсивностью напряжений (σi), определяют величину σi. После чего находят компоненты тензора напряжений.
При решении задачи для плоского напряженного состояния эти зависимости имеют вид:
В результате обработки муаровой картины перемещений можно получить поля частных производных линий равных деформаций, скоростей деформаций и др.
Таким образом, в зависимости от задачи исследования муаровая картина может дать большую и разнообразную информацию.
Исследование НДС тонкостенных конструкций, пластин и оболочек
При исследовании изгибов оболочек применяют два способа исследования с помощью метода муаровых полос:
- с использованием отражения спроектированного растра (исследование изгиба на зеркальных моделях);
- с использованием теневого изображения проектируемого растра (на поверхностях, не имеющих зеркальной поверхности). Сущность первого способа получения муаровых картин заключается в том, что перед экраном 3, на котором изображен растр, устанавливают зеркальную пластину 2 и через отверстие в экране фотокамерой 1 производят фиксирование изображения растра на поверхности недеформированной пластины.
Затем модель нагружают и еще раз фотографируют изображение растра, но уже на поверхности продеформиро&анной модели.
Углы наклона искривленной поверхности продеформированной модели дφ/дx при этом вызывают смещение линий отраженного
изображения растра на угол 2дφ/дx. Наложения отраженного растра до и после нагружения образуют картину муаровых полос, которые являются линиями уровня постоянных углов поворота нормали к исследуемой поверхности. Зная через углы наклона нормали кривизну поверхности, можно
Получение зеркальной муаровой картины рассчитать напряжения, действующие в пластине.
K недостаткам этого способа следует отнести:
- необходимость двойного фотографирования отраженного растра, так как визуально зафиксировать муаровую картину невозможно;
- специальная подготовка зеркальной поверхности исследуемого объекта.
Муаровая картина, характеризующая величину прогиба поверхности, может быть получена и другим способом - с использованием теневого изображения проектируемого растра.
Для получения теневой муаровой картины полупрозрачный растр 1 (выполненный на стекле или изготовленный из натянутых нитей) располагают на достаточно близком расстоянии над исследуемой моделью 2. При наклонном освещении (источник света 3) в направлении, перпендикулярном его линиям, на поверхности модели образуется теневое изображение растра. Наблюдая растр и его тень в направлении, перпендикулярном к плоскости растра (или под некоторым углом к нему β), можно видеть картину муаровых полос как результат интерференции исходного и теневого растров. Эту картину можно фотографировать и наблюдать визуально.
Величина прогиба для точек муаровой полосы
где m - порядковый номер муаровой полосы; а - шаг исходного растра; α, β- углы (см. рисунок).
Таким образом, в данном случае муаровая полоса - геометрическое место точек одинакового расстояния от плоскости исходного растра до исследуемой поверхности.
Преимущества метода муар:
- исследование на реальных материалах;
- высокая степень точности в определении деформаций;
- метод позволяет получить интегральную картину деформируемого состояния по всему исследуемому объему;
- возможность исследования деформаций независимо от их физической природы при статическом и динамическом нагружениях.
К недостаткам этого метода можно отнести следующее:
- невозможность исследования больших пластических деформаций (более 50%) и малых упругих деформаций (менее 1%);
- сложность получения мелких растров (менее 20 линий на 1 мм).
09.09.2019
Для безопасной езды все необходимое имеется на современных автомобильных трассах. Все участники движения могут ориентироваться по знакам, присутствуют переходы для...
09.09.2019
Множество различных строительных инструментов для питания требуют сжатый воздух. Пневматические гайковерты, краскопульты, гвоздезабивные пистолеты, дрели, молотки и...
08.09.2019
Арматура – сортовой длинномерный прокат. Она стабильно пользуется большим спросом. Ассортимент продукции, которая поступает на рынок, во многом зависит от строительной...
06.09.2019
Шашлыки на даче любят готовить многие. Чтобы приготовить на тлеющих углях или открытом огне мясо, можно использовать кованые мангалы....
Вы, возможно, уже видели муар на изображениях - это странный волнообразный узор, которого нет на объекте съёмки.
Данный эффект возникает, когда изображение объекта со многими деталями, например, линиями, накладывается на узор размещения пикселей на матрице.
Как следствие, его чаще всего можно наблюдать на детальных высококонтрастных изображениях узоров. Обычно он появляется при съёмке тканей, волос, или сюжетов, содержащих повторяющиеся детали, например, выраженные вертикальные линии в архитектуре.
Как видно на картинке, при наложении двух узоров друг на друга и образуется муар.
Что такое искажения цветов?
Этот термин используется для обозначения тех цветов на цифровом изображении, которые отличаются от реальных цветов объекта. Свет, исходящий от объекта, регистрируется не на всех цветных датчиках RGB, что и приводит к изменению сохранённых цветов. На цифровых изображениях муар и искажения цветов обычно появляются вместе.
На приведённом выше изображении U-образный узор на отделанной шифером стене возник в результате муара. Кроме того, на изображении наблюдаются участки красного цвета, которые стали следствием искажения цветов.
Во многих цифровых фотокамерах для уменьшения эффекта наложения узоров и искажения цветов используется оптический низкочастотный фильтр.
Если понять суть подобных эффектов, а также причины их появления, эти проблемы можно свести к минимуму во время съёмки или редактирования.
1. Измените угол съёмки и расстояние между фотокамерой и объектом.
Поскольку на эффекты искажения влияет угол, при котором ведётся съемка, а также расстояние между фотоаппаратом и объектом съёмки, малейшие изменения могут устранить или уменьшить эти недостатки. Подвигайте фотокамерой влево-вправо, вверх или вниз, либо подойдите чуть ближе или отойдите подальше.
2. Измените точку фокусировки.
Причины возникновения муара и искажения цветов — очень резкая фокусировка и высокая детализация рисунков. Если вручную отрегулировать объектив и установить фокусировку немного перед или за точкой фокусировки, можно избежать таких эффектов.
3. Измените фокусное расстояние, использовав другой объектив.
4. Уменьшите значения диафрагмы объектива.
График MTF со значениями разрешения для объективов с разными значениями диафрагмы.
Оптимальное разрешение для каждого объектива обеспечивается при определённом значении диафрагмы (на графике это f/8). Оптимальное разрешение обычно достигается при установке значения диафрагмы на 2-3 ступени ниже максимальной.
Чрезмерное закрытие диафрагмы (за пределами оптимального разрешения) приведёт к возникновению дифракции. При этом разрешение уменьшится незначительно, однако одновременно уменьшатся и эффекты искажения.
Чтобы проверить, есть ли на снимке подобные явления, лучше всего просматривать изображения на экране компьютера в полный размер (100 %). При уменьшении снимков могут образовываться ложные муар и искажение цветов, создаваемые рисунком на трубке (или панели) монитора.
Такие эффекты могут появляться на изображениях со всех цифровых фотокамер и сканеров, но вероятность их появления выше на снимках с цифровых зеркальных фотокамер, поскольку в этом случае объектив, матрица и программное обеспечение разработаны для получения максимально резкого и точного изображения.
Возможно, искажение не удастся устранить, но его можно уменьшить, если знать, при каких обстоятельствах возникает данная проблема, и как её устранить.
Муаровый цвет или узор создает визуальный ряд с обязательным наложением похожих узоров относительно друг друга. Например, когда два идентичных (обычно прозрачных) узора на плоской или изогнутой поверхности накладываются со смещением относительно друг друга.
Это могут быть прямые линии, принимающие форму сеток или точек, которые накладываются друг на друга со вращением или смещением.
А как будет по-французски
Термин происходит от французского слова moiré - муар, еще его называют мойра. Оно означает рябь или волну, полосатость, которая проявляется при осмотре предмета под разным углом падения света. Также муаром называется вид тканей.
Традиционно муаровый цвет, а правильнее - узор, связывался с типом ткани, как правило, шелком высокого качества. Теперь рябь или волны можно увидеть на хлопке и тканях из синтетического волокна.
На рисунке видно эффект муаровый, какой цвет при этом может быть - неважно.
Структурообразование или тонкая конструкция
Помимо проявления на тканях, узоры муара часто являются нежелательным артефактом изображений, полученных с помощью цифровых методов визуализации и компьютерной графики. Например, подобный визуальный эффект проявляется при сканировании нечеткого изображения через прозрачный клетчатый узор.
Фото выше показывает рисунок муара. Линии могут представлять волокна в шелке в виде ряби или волн, они могут быть нарисованы на бумаге либо появляться на экране компьютера. К вопросу о том, почему так происходит:
- Нелинейное взаимодействие систем разнонаправленных линий создает реальный и видимый муаровый цвет или узор из примерно параллельных темных и светлых полос, наложенных друг на друга со смещением.
На фото ниже яркий пример визуализации волн.
- Если линии изогнуты или не совсем параллельны, создаются более сложные линейные мойры, как на фото крыла попугая.
- Узоры, раскрывающие сложные формы или последовательности символов, встроенных в один из слоев (в виде периодически повторяющихся сжатых фигур), дают обычно очень интересные изображения, которые специально создаются с помощью групп мойр.
- Одним из самых важных свойств всех видов муара является их способность увеличивать или растягивать крошечные формы линий, полосок, точек вдоль одной или обеих осей растяжения, что создает потрясающие 2D эффекты.
Общий 2D пример увеличения и искажения основного рисунка можно увидеть, если рассматривать звено цепи через другое звено цепи идентичной конструкции. Тонкая конструкция мерцания ряби отчетлива видна даже на расстоянии.
Цвет муаровый - это какой? Фото ворот гаража показывает узор - эффект смещения линий конструкции относительно друг друга. Ворота представляют собой сооружение из двух плоскостей с металлическими полосками, соединенными со смещением.
Дефект или особенность: муаровый цвет в изобразительном искусстве
Сымитировать цветную мойру посредством современных технологий, чтобы при этом еще добиться качественного изображения, довольно сложно.
Самую лучшую цветовую гамму дают изображения тканей или тонко сконструированные ограждения.
Черно-белые муары более податливы для экспериментов. Например, итальянский конструктор и дизайнер Andrea Minini начал эксперимент по конструкции изображений животных с графическим смещенным эффектом.
- Для того чтобы получить сложные формы и глубину, он начинает рисовать объект с небольшого количества основных линий.
- Используя Adobe Illustrator, Минини углубляет рисунок в разных направлениях, создавая удивительно текстурированные узоры муара.
- Каждая иллюстрация уникальна и интересна своей интенсивной выразительностью.
Муаровый цвет и форма, фото работы Andrea Minini.
Волны на плакатах
Но обычно мойра считается дефектом или артефактом, особенно, к примеру, в печати полноцветных изображений, которые предполагают наложение полутоновых экранов.
Это прямоугольные точечные узоры, точнее, четыре из них, напечатанные в голубом, желтом, пурпурном и черном цветах. Полностью от разводов-пятнышек не избавиться, но при благоприятных условиях общее изображение достаточно "плотное", а пространственная частота муара так высока, что ее не заметно.
По сути дела, в изобразительном искусстве термин означает чрезмерно заметный рисунок-искажение, то есть нарочитое использование волн и линий. Правда, не всегда видимость муара предсказуема. Все делается методом проб и ошибок, поэтому иногда получаются потрясающие изображения с необычным результатом, как на картине Брайана Томаса. Муар с обесцвечиванием представлен на фото ниже.
Теперь он в телевизоре
В текстильной промышленности картины муара использовались давно. При королевских дворах ленты из ткани с отливами служили знаком отличия.
Изучение микроскопических изменений в натяжении тканей, деформация основной решетки плетения по отношению, например, к решетке плетения справа всегда дает новые и новые муаровые цвета и узоры.
Как бы мы ни относились к муару, нельзя не согласиться, что это интересный и таинственный визуальный эффект, который заставляет заново его осмысливать, изучать и находить применение в повседневной реальности.
moire , название ткани) - узор, возникающий при наложении двух периодических сетчатых рисунков. Явление обусловлено тем, что повторяющиеся элементы двух рисунков следуют с немного разной частотой и то накладываются друг на друга, то образуют промежутки.Муаровый узор наблюдается при наложении друг на друга различных частей тюлевых занавесок.
Понятие «муар» происходит от ткани муар , при отделке которой использовалось данное явление.
Муаровый узор возникает при цифровом фотографировании и сканировании сетчатых и других периодических изображений, если их период близок к расстоянию между светочувствительными элементами оборудования. Этот факт используется в одном из механизмов защиты денежных знаков от подделки: на купюры наносится волнообразный рисунок, который при сканировании может покрыться очень заметным узором, отличающим подделку от оригинала.
Цифровая обработка изображений
Возникновение муара в процессе сканирования
В повседневной жизни муар часто проявляется при сканировании изображений, напечатанных полиграфическим способом. Это происходит из-за того, что сканер повторно растрирует изображение, на котором уже есть оригинальный растр . Проще это можно представить так: если взять кальку с одним орнаментом и наложить её на кальку с тем же орнаментом, но изображенным под другим углом, то результирующий орнамент будет отличаться и от первого и от второго. Если же наложить их так, чтобы они совпадали, то первый орнамент совпадет со вторым.
Круглые «розетки» на пересечении двух прямоугольников и результируют в искажение изображения, которое видно на первом рисунке.
Возникновение муара в процессе растрирования
Муар также может возникнуть из-за неправильной установки углов между линиями основных цветов при растрировании . И то и другое является, фактически, интерференцией двух наборов линий растра. Различают несколько видов розеток муара, по виду которой часто можно выяснить причину муара.
Сканирование, фактически, представляет из себя модуляцию сигналов в узлах сетки сканера яркостью узлов типографского растра. В общем виде получается произведение двух модулированных синусоид (решеток) с различным периодом пространственных колебаний. Одна гармоника может иметь больший период, равный сумме периодов обеих решеток, что и вызывает муар. Вторая всегда имеет период, равный модулю разности периодов решеток и пропадает, потому что не может быть реализована при заданном разрешении сканирования.
Краски, влияющие на муар
При печати любым набором красок наиболее интенсивная (тёмная) краска, которая имеет на большой площади значение от 30 до 70 % может давать муар. То есть если на CMYK фотографии чёрный канал не доминирует (<10-15 %) то вероятность возникновения различимого глазом муара минимальна. Таким образом можно почти не обращать внимание на жёлтый канал CMYK фотографии. Угол поворота растра между самыми проблемными каналами должен быть как можно ближе к 45°.
При печати «плашками» (то есть с заполнением >95 %) понятие «угол наклона растра» практически исчезает (даже если речь идет о фотографии).
См. также
- Интерференция волн - муаровый узор порождает наложение волн различной длины либо направления.
- Нониус - наложение шкал с различным шагом порождает муаровый узор параллельных линий (англ. ).
Напишите отзыв о статье "Муаровый узор"
Ссылки
- (недоступная ссылка - история )
Отрывок, характеризующий Муаровый узор
– Третье, я сказал, третье, – коротко крикнул князь, отталкивая письмо, и, облокотившись на стол, пододвинул тетрадь с чертежами геометрии.– Ну, сударыня, – начал старик, пригнувшись близко к дочери над тетрадью и положив одну руку на спинку кресла, на котором сидела княжна, так что княжна чувствовала себя со всех сторон окруженною тем табачным и старчески едким запахом отца, который она так давно знала. – Ну, сударыня, треугольники эти подобны; изволишь видеть, угол abc…
Княжна испуганно взглядывала на близко от нее блестящие глаза отца; красные пятна переливались по ее лицу, и видно было, что она ничего не понимает и так боится, что страх помешает ей понять все дальнейшие толкования отца, как бы ясны они ни были. Виноват ли был учитель или виновата была ученица, но каждый день повторялось одно и то же: у княжны мутилось в глазах, она ничего не видела, не слышала, только чувствовала близко подле себя сухое лицо строгого отца, чувствовала его дыхание и запах и только думала о том, как бы ей уйти поскорее из кабинета и у себя на просторе понять задачу.
Старик выходил из себя: с грохотом отодвигал и придвигал кресло, на котором сам сидел, делал усилия над собой, чтобы не разгорячиться, и почти всякий раз горячился, бранился, а иногда швырял тетрадью.
Княжна ошиблась ответом.
– Ну, как же не дура! – крикнул князь, оттолкнув тетрадь и быстро отвернувшись, но тотчас же встал, прошелся, дотронулся руками до волос княжны и снова сел.
Он придвинулся и продолжал толкование.
– Нельзя, княжна, нельзя, – сказал он, когда княжна, взяв и закрыв тетрадь с заданными уроками, уже готовилась уходить, – математика великое дело, моя сударыня. А чтобы ты была похожа на наших глупых барынь, я не хочу. Стерпится слюбится. – Он потрепал ее рукой по щеке. – Дурь из головы выскочит.
Она хотела выйти, он остановил ее жестом и достал с высокого стола новую неразрезанную книгу.
– Вот еще какой то Ключ таинства тебе твоя Элоиза посылает. Религиозная. А я ни в чью веру не вмешиваюсь… Просмотрел. Возьми. Ну, ступай, ступай!
Он потрепал ее по плечу и сам запер за нею дверь.
Княжна Марья возвратилась в свою комнату с грустным, испуганным выражением, которое редко покидало ее и делало ее некрасивое, болезненное лицо еще более некрасивым, села за свой письменный стол, уставленный миниатюрными портретами и заваленный тетрадями и книгами. Княжна была столь же беспорядочная, как отец ее порядочен. Она положила тетрадь геометрии и нетерпеливо распечатала письмо. Письмо было от ближайшего с детства друга княжны; друг этот была та самая Жюли Карагина, которая была на именинах у Ростовых:
Жюли писала:
«Chere et excellente amie, quelle chose terrible et effrayante que l"absence! J"ai beau me dire que la moitie de mon existence et de mon bonheur est en vous, que malgre la distance qui nous separe, nos coeurs sont unis par des liens indissolubles; le mien se revolte contre la destinee, et je ne puis, malgre les plaisirs et les distractions qui m"entourent, vaincre une certaine tristesse cachee que je ressens au fond du coeur depuis notre separation. Pourquoi ne sommes nous pas reunies, comme cet ete dans votre grand cabinet sur le canape bleu, le canape a confidences? Pourquoi ne puis je, comme il y a trois mois, puiser de nouvelles forces morales dans votre regard si doux, si calme et si penetrant, regard que j"aimais tant et que je crois voir devant moi, quand je vous ecris».
[Милый и бесценный друг, какая страшная и ужасная вещь разлука! Сколько ни твержу себе, что половина моего существования и моего счастия в вас, что, несмотря на расстояние, которое нас разлучает, сердца наши соединены неразрывными узами, мое сердце возмущается против судьбы, и, несмотря на удовольствия и рассеяния, которые меня окружают, я не могу подавить некоторую скрытую грусть, которую испытываю в глубине сердца со времени нашей разлуки. Отчего мы не вместе, как в прошлое лето, в вашем большом кабинете, на голубом диване, на диване «признаний»? Отчего я не могу, как три месяца тому назад, почерпать новые нравственные силы в вашем взгляде, кротком, спокойном и проницательном, который я так любила и который я вижу перед собой в ту минуту, как пишу вам?]
Прочтя до этого места, княжна Марья вздохнула и оглянулась в трюмо, которое стояло направо от нее. Зеркало отразило некрасивое слабое тело и худое лицо. Глаза, всегда грустные, теперь особенно безнадежно смотрели на себя в зеркало. «Она мне льстит», подумала княжна, отвернулась и продолжала читать. Жюли, однако, не льстила своему другу: действительно, и глаза княжны, большие, глубокие и лучистые (как будто лучи теплого света иногда снопами выходили из них), были так хороши, что очень часто, несмотря на некрасивость всего лица, глаза эти делались привлекательнее красоты. Но княжна никогда не видала хорошего выражения своих глаз, того выражения, которое они принимали в те минуты, когда она не думала о себе. Как и у всех людей, лицо ее принимало натянуто неестественное, дурное выражение, как скоро она смотрелась в зеркало. Она продолжала читать: 211
