这些照片是真的吗?

作者: 孙天任

来源: 科学世界

发布日期: 2017-03-02 17:53:18

本文探讨了由于光学现象导致的一些真实照片看似电脑合成的现象,并解释了这些现象背后的科学原理,如薄膜干涉等。

如今,随着智能手机和电脑软件的修图美图功能不断升级,不少人拍摄照片后都习惯再后期加工一下,光线再调亮些,皮肤再P白一点……并且还希望别人最好看不出后期的痕迹(说的是不是你?~)但是链接中的这个网站【http://www.realtimerendering.com/realartifacts/】却专门向人们展示了一些“无辜”的照片。

这是一些真实拍摄的照片,却由于种种光学现象,产生了类似于电子游戏渲染3D画面时的失真,让人误以为这是电脑合成的假照片。

大部分的图片想一下就能明白其中的原理,例如下面这张看似阴影映射(shadow map,渲染实时阴影的方法)错位的图像,就是湖水太清澈导致的错觉。再比如这张,看起来人好像浮在半空中,但实际上只是因为他的左前方地面正好有一摊积水罢了。

还有这张,乍一看觉得这只包包好像是p上去的贴画,实际上,这个包就长这个样子而已……而这张深度冲突(z-fighting,指3D渲染中对象空间冲突)则是把两摞便利贴交叠在了一起。感觉颜色已经渗透进了对方。

这两张小编也不知道算不算一种视觉错觉,第一眼看去,你有发现什么不对吗?第一张曾获得过国家地理的最佳照片大奖。但是,下面这张反射光颜色错误的照片却没有那么一目了然。小编们在讨论中,有人认为这在现实中不可能的。因为我们看到的彩布与地面上的反光,其中的差别仅仅是一次地面的反射而已。可单纯的反射并不会形成互补色啊,这一定是PS的产物。

这张有点像微软logo的照片是真的吗?它的原理又是什么?

原来,这张照片由美国纽约大学的物理学家Kyle Cranmer拍摄于纽约街头。他将这张照片传上推特,称赞这一现象比绝大多数科技馆展品更有趣。这也引发了关于成因的小小讨论,有人认为是地面在反射时吸收了特定的波长,有人说可能与反射时的偏振有关。为了破解这一谜团,Kyle Cranmer重返拍摄地,并录制了几个短片。实景拍摄1可以很明显地看出,地面上反射的颜色是固定不变的,但彩布本身的颜色却在不断变化。

而像上面照片中那样两者恰巧形成补色,仅仅是一个巧合。近观彩布,可以进一步发觉其类似光盘背面的幻彩。当从右面,也就是照片拍摄的方向观察时,彩布呈品红色;而从右下方观察时,彩布便呈绿色,也就是照片中阳光照射到彩布上反射到地面的颜色。

实景拍摄2。那么,问题的关键就是彩布的幻彩是如何形成的?为何会在不同的方向上反射出不同颜色的光呢?答案是薄膜干涉,和肥皂泡以及水面上油花的绚丽色彩有着相同的成因。

在薄膜上下表面反射的光线彼此干涉,当光程差是特定波长整数倍时,则强度增加。随着观查角度的不同,反射到眼中光线在薄膜中所经历的光程差也随之变化,于是所增强特定波长及所代表的颜色也随时变换。我们在生活中,能够发现许许多多这样的为什么。而当我们准确表述问题,并用所学到的知识加以解释之时,我们对世界的理解就更近了一步。科学无小事,小事有科学,这就是科学的魅力所在。

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