手机拍屏幕为什么有水波纹?

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相信大家日常用手机拍电视、电脑屏幕,都遇到过“水波纹”(频闪条纹)的现象,十分恼人。那么,“水波纹”到底是啥?它是怎么出现的?


今日,小米官方发文进行了科普,并揭秘了小米10通过Flicker防闪烁传感器来消除“水波纹”背后的原理。


什么是频闪条纹?


频闪条纹就是我们从手机屏幕观察另一台电器的屏幕,手机拍摄画面中会有一条条亮线从屏幕底部推移至顶部,又从屏幕底部出现,无限循环,这种现象就叫频闪条纹。



手机拍屏幕为什么有水波纹?

拍照时常见的频闪条纹


为什么会产生频闪条纹?


要产生频闪条纹得有两个条件:


1、交流电的光源:比如电视机、电脑屏幕、家用电器发出的光源。我们国家家用电标准是220V 50Hz,光强的波动是100Hz,周期10ms。假如用手机在室内拍照,这时候室内的电视或者电脑屏幕发出的光源就像一个一个波浪,它们的能量每时每刻都是在变化。


2、电子卷帘式曝光:顾名思义电子卷帘快门是通过控制芯片逐行的方式实现的,它没有实际意义上的快门,而是通过通电控制传感器,使其不同部分在不同时间下对光的敏感度不同,逐行进行曝光,直到所有的像素点被曝光。


这时候如果我们使用的是“电子卷帘式曝光相机”,又以较短的曝光时间拍摄。由于每一行曝光时间不同,获得的能量也可能不同;那么在不同的感光面接收到的光能量不一样,从而产生了图像上的频闪条纹。


如何消除讨厌的频闪条纹?


既然我们明白了条纹产生的原因,我们就能“对症下药”,通过检测光源的频率,获得光源的周期再计算相机的曝光时间,从而彻底消除条纹的产生。



手机拍屏幕为什么有水波纹?

条纹消除流程示意图


普通手机为什么有频闪现象?


它们缺乏有效的光源检测硬件。传统的防闪烁是基于画面内容检测,缺点是:


——只支持50/60Hz检测,无法适应不同国家交流电频率;


——检测精度低,容易计算出错。


小米10为什么能彻底消除频闪条纹?


为了更精准地消除频闪,小米10独立使用了一枚防闪烁传感器(Flicker Sensor),这是一种对环境光采样的传感器。



手机拍屏幕为什么有水波纹?

小米10 Flicker sensor


它的特点是:


1、检测准度更高:更适合相机防闪烁设置为自动,准确检测50/60Hz电源,方便各国旅行漫游。


2、检测范围更广:除了50/60Hz交流电源外,60/90Hz显示器,甚至理论上1~500Hz光源都可以检测。


3、检测用途更多:通过识别人造光源和频率,采用定制曝光策略,在抑制频闪条纹的同时不影响其他场景曝光。


知道了光源的频率就知道了周期,我们就可以通过调节曝光时间为光源检测周期的整数倍,让曝光速度与光源“同步”,这样就彻底消除了频闪现象。


打开小米10 Pro的相机,点击“设置”-“防止闪烁”-“自动”,防闪烁功能就生效了。



手机拍屏幕为什么有水波纹?

开启防闪烁功能


再次拍摄刚才出现条纹的画面,“频闪条纹”彻底消失了。



手机拍屏幕为什么有水波纹?

频闪条纹有效消除


再来看开关防闪烁前后对比图:



手机拍屏幕为什么有水波纹?


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