Муаровые полосы. Муар, системные эффекты и природа красоты

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.

В компьютерном мире слово "муар", скорее, несёт отрицательный оттенок и чаще всего используется для обозначения нежелательных оптических эффектов на экране монитора. Женщины и монархи при слове "муар" вспомнят, прежде всего, особый вид шёлковой ткани, переливающейся на свету особым внутренним оптическим узором.

Меня же муаровые эффекты привлекли своеобразной лёгкой призрачной красотой и особой системной нелинейной природой. Муар - это то, чего на самом деле как бы и нет. Он возникает как оптический фокус, обман, наложение или визуальное искажение при взаимодействии периодических линий или точек. В жизни муаровые эффекты можно наблюдать в изгибах тюлевых занавесок, одевая или снимая возле окна тонкий трикотажный свитер или, например, в сливающихся волнах мудрёной тригонометрической функции двух переменных (много забавных изображений со сложным муаровым эффектом я как-то получил при помощи программки, описанной в "КВ" № "1999).

Муаровые эффекты можно целенаправленно моделировать на компьютере. Один из простейших способов описан в замечательной книжке Юрия Котова "Как рисует машина" 1 . Достаточно скрестить, например, два пучка расходящихся отрезков. Для этого можно использовать весьма немудрёную процедуру на Бейсике, в которой два значения координаты по оси Y получают различное приращение. С одной и с другой стороны чертежа в цикле как бы наносится вертикальный ряд частых и редких точек, а затем соответствующие точки из частого ряда слева соединяются прямыми отрезками с соответствующими точками из редкого ряда справа, и наоборот. В итоге получаются два пересекающихся пучка расходящихся влево и вправо отрезков, а в результате их пересечения возникает видимая нами нелинейная картина муарового эффекта. Недавно подобный рисунок я наблюдал в одном из офисов Беларусьбанка, глядя сбоку на две стеклянные перегородки, расположенные под прямым углом и завешенные жалюзи. Наконец, пучок расходящихся отрезков можно скрестить с рядом дуг, добавив в тело цикла процедуру построения дуг arc. Результатом его работы будет замысловатый муаровый узор в месте, где ряд дуг пересекается с пучком отрезков.

H1=3 H2=4 Y1=50*(H2-H1) Y2=0 for i=1 to 100 Y1=Y1+H1 Y2=Y2+H2 line 0,Y1,500,Y2 line 0,Y2,500,Y1 next i
H0=5 H1=2 H2=6 Y0=-350 Y1=50(H2-H1) Y2=0 for i=1 to 100 Y0=Y0+H0 Y1=Y1+H1 Y2=Y2+H2 arc 250,Y0,500,pi/3,2pi/3 line 0,Y1,500,Y2 next i

Призрачный, сложный, нелинейный рисунок возникает сам собой как результат пересечения простых периодически повторяющихся линий или дуг. Очень хорошая иллюстрация основной мысли, положенной в основу представлений о природе системных объектов. Из чего-то простого вдруг возникает что-то совсем иное и более сложное, чем всё, из чего оно состоит. При пересечении пучков расходящихся отрезков или на пересечении такого пучка с дугами вся геометрическая композиция, в целом, приобретает принципиально новые внешние свойства, которых не было ни у каких, входящих в её состав элементов - отрезков прямых или дуг. Революционер-романтик, писатель-фантаст и учёный А.А.Богданов задолго до Берталанфи, официально признанного основателя общей теории систем, определил этот принцип так: "Целое больше суммы своих частей".

Есть что-то такое, что очень роднит муаровый эффект с современной теорией хаоса и нелинейной динамикой. Его сложная форма чрезвычайно чувствительна к малейшим колебаниям взаимного расположения графических элементов, его образующих. Стоит чуть-чуть что-то сдвинуть и всё - узор заметно изменяется.

Завораживающе красивое зрелище. Причудливо искривляющиеся полупрозрачные, входящие и наслаивающиеся друг на друга волны и блики. К математическим или геометрическим объектам, вне всякого сомнения, также применимо понятие "красота" и прилагательное "красивый". Полагаю, что большинство читателей согласится со мной, что красивой бывает не только женщина, ваза или статуя, но и абстрактное геометрическое построение. По существу, при этом принципы возникновения самого феномена красоты в том и в другом случае остаются неизменны, сходны и незыблемы. Красиво то, что сложно, содержательно богато, упорядоченно и построено на простых, элегантных и немногочисленных закономерностях. Мы всегда подсознательно угадываем в красивой вещи, вазе или живом теле наличие простых и общих законов, которым подчинена и по которым построена вся её структура и связанная с ней внешняя форма, воспринимаемая нами как красивая. Развившееся в нас в процессе эволюции ощущение красоты, несомненно, есть некий своеобразный интегральный способ познания, основанный на интуитивном ощущении в объекте, кажущемся нам красивым, наличии скрытой закономерности, правильности и порядка в самом общем смысле слова. Оно связано с целесообразностью, но, видимо, не исчерпывается лишь ею, а фиксирует нечто более общее и широкое, чем просто соответствие выполняемой функции. Так мы восхищаемся сложной формой и замысловатым цветным узором на лепестках цветка, подсознательно ощущая, что в основе всей этой видимой сложности лежит крайне компактный и общий генетический алгоритм, почти математический закон - по существу, клеточный автомат. Мы ощущаем в красивых сложных формах наличие прочной логической основы. Красота вообще и муаровый узор, в частности, как правило, чрезвычайно хрупки. Стоит чуть-чуть изменить угол наклона или расстояние между элементами, и всё - красота пропала, исчезла, рассыпалась, растворилась подобно иллюзорному муаровому узору...

Вот такие мысли родились у меня при взгляде на случайно раскрывшуюся страницу упавшей с полки книжки Котова. А заодно есть повод на простых примерах продемонстрировать юным (и не очень) читателям, начинающим или планирующим приступить к освоению азов программирования, некоторые простейшие графические процедуры Бейсика. Напомню, что теперь всё чаще вместо Visual Basic"а, который всё в большей степени превращается в сложную профессиональную среду программирования, я использую для своих опытов и занятий простой, современный, бесплатный, мультиплатформенный интерпретатор SmallBASIC. Его можно скачивать совершенно свободно.

1 Котов Ю.В. Как рисует машина. - М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1988. - 224 с.

При наложении двух систем контрастных полос возникает узор, образованный их сгущениями в местах, где полосы одной системы попадают в промежутки между полосами другой системы. Возникновения таких узоров называют муаровым эффектом .

Простейший муаровый узор возникает при пересечении под небольшим углом двух систем равноудаленных параллельных полос (линий). Небольшое изменение угла поворота одной из систем ведет к значительным изменениям расстояния между элементами муарового узора.

Муаровый узор образуется также при наложении двух непересекающихся систем равноудаленных параллельных линий, когда величина шага одной из систем слегка отлична от другой. При этом, чем меньше разница в шаге, тем больше расстояние между муаровыми полосами. Это позволяет получить колоссальное увеличение (в миллионы раз) разницы в ширине промежутков между линиями. Иначе говоря муаровый эффект дает возможность визуально без применения оптических систем, обнаруживать ничтожные отклонения в почти одинаковых периодических структурах. В настоящее время метод муара широко применяют при контроле точности делительных устройств для изготовления дифракционных решеток.

Муар возникает на электронной микрофотографии двух кристаллов, наложенных таким образом, что их атомные решетки почти совпадают. Любой дефект, нарушающий регулярность структуры кристалла, четко проявляется в муаровом узоре. Увеличение при этом таково, что позволяет видеть смещения атомов, величины которых меньше диаметра самого атома.

Если две решетки из равноудаленных параллельных прямых, несколько отличных по величине шага, двигать одну относительно другой в направлении, перпендикулярном линиям, то полосы муарового узора будут двигаться со скоростью гораздо большей, чем относительная скорость движения самих решеток. При этом направление их движения совпадает с направлением относительного смещения решетки с меньшим шагом. Таким образом, малое перемещение одной из решеток приводит к значительному перемещению полос муара, которое легко обнаружить и измерить.

Пример применения:

Способ определения деформаций по картине муаровых полос, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения деформаций, определяют отношение скоростей взаимного перемещения деформированной и эталонной сеток и скорости перемещения муаровой полосы и по величине этого отношения судят о величине деформаций.

Описанное проявление муарового эффекта издавна используется во всех измерительных приборах, обладающих нондусом, таких, как микрометр или штангенциркуль.

С помощью эффекта муара можно визуализировать ничтожные изменения показателя преломления прозрачных сред, помещая их между решетками. Так, например, можно визуально изучить динамику растворения двух веществ.

Этот же принцип позволяет производить экспресс-анализ качества оптических деталей. Линзы помещают между решетками, наличие выпуклой линзы увеличивает элементы муарового узора, вогнутой – уменьшают. При этом обе линзы поворачивают узор в противоположных направлениях на угол, пропорциональный фокусному расстоянию. В местах неоднородностей структуры или формы линз линии узора искажаются.

Еще пример контроля оптики:

Интерференционный способ измерения клиновидности оптических прозрачных пластин, заключающийся в том, что пучок света от лазера фокусирует с помощью объектива в плоскость отверстия в экране, за которым устанавливают контролируемую пластину, отличающийся тем, что с целью повышения точности и производительности измерений, от контролируемой пластины при ее фиксированном положении получают прозрачную копию интерференционных колец, поворачивают пластину в ее плоскости на 180, накладывают интерференционную картину на копию и по ширине муаровых полос, образовавшихся от наложения, измеряют клиновидность платины.

Множество муаровых узоров можно получить, совмещая решетки, образованные самыми различными линиями, например концентрическими окружностями, спиралевидными волнообразными или радиально исходящими из точки линиями и даже семействами равномерно расположенных точек. Таким образом можно моделировать многие сложные физические явления, такие, как взаимодействие электростатических полей, интерференция волн и другие. Подобными методами решаются некоторые задачи архитектурной акустики.

В Японии предложено использовать муаровый эффект для составления топографических карт предметов. Объект фотографируют через решетку из тонких нитей, сбрасывающую на него четкую тень. Тень деформируется в соответствии с рельефом объекта и при взаимодействии ее с реальной решеткой возникает муаровый узор, наложенный на изображение объекта. На фотографии расстояние между линиями муара соответствует глубине рельефа. Такой метод очень эффективен, например, при изучении деформации быстровращающихся деталей, при анализе обтекания тел поверхностным слоем жидкости в медицинских исследованиях анатомического характера.

Универсальность метода муара, простота преобразования с его помощью различных величин, близка к ИКР, высокая разрешающая способность - все это говорит о том, изобретатели еще не раз обратятся в своей практике к муаровому эффекту.

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.

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Муаровый орёл

✪ Серия 31. Муар - что это такое и как с ним бороться

✪ Мультипресс: измерение линеатуры и углов поворота растра. Муар.

Субтитры

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 (решёток) с различным периодом пространственных колебаний. Одна

В настоящее время термин «муаровый» чаще всего используется при обработке изображений. Мало кто из фотохудожников знает, что название эффекту перехода одного цветового оттенка в другой дала переливающаяся ткань муар, которая когда-то была атрибутом высшей власти.

Данное наименование пришло из французского языка, в котором оно означает «переливающийся», «волнующийся». Так называется шелковая переливчатая ткань, на поверхности которой, в зависимости от угла освещения, появляется волнообразный узор, напоминающий древесные кольца. Для достижения такого эффекта требуется неоднородная структура материала, которую получают несколькими способами:

Плотное шелковое полотно прокатывают между разогретыми цилиндрами, в результате чего нити смещались и вызывали неоднородное преломление падающего на них света. Такая ткань носит название громуар и является самой роскошной.
Муаре-антик изготовляют, применяя регулярное изменение переплетения нитей по определенным правилам, при этом получается повторяющийся отлив, образующий довольно крупный орнамент.
Несколько редких сетчатых полотен накладывают в случайном порядке друг на друга, при этом несовпадение пересечения волокон заставляет свет переливаться и создавать интересные оптические эффекты. Эту ткань называется многослойным муаром.

Старинный муар – ткань, которая изготовлялась только из шелка, была очень дорогой и престижной . В середине прошлого века для нее стали применять ацетат, а позднее – синтетику, что сделало этот материал более доступным, однако способы обработки и основные его разновидности остались прежними. В любом случае муар всегда имеет полотняное переплетение и однотонную окраску волокон.

Что изготовляют из муара?

Родиной этого материала является Франция. Роскошная и дорогостоящая муаровая ткань была принадлежностью самых высших слоев общества. Из нее изготовляли роскошные костюмы и платья для титулованных особ, а муаровая лента была знаком отличия. Это значение переливающейся шелковой ленты сохранилось до настоящего времени, к ней прикрепляется орден или медаль, она может надеваться вместо соответствующей награды.

Наиболее дорогостоящим был громуар, который часто можно увидеть на парадных портретах XVIII века. Более дешевые муаре-антик и многослойный муар использовались для нарядных вечерних и свадебных платьев, а также для убранства роскошных апартаментов.

Всплеск моды на эту ткань произошел в начале прошлого века, когда «шумное платье муаровое» стало синонимом изысканной красоты.

В настоящее время шелковый муар является эксклюзивной тканью, чаще используются материалы на основе ацетата и синтетики. Они очень красивы и изысканны, хорошо держат объем и требуют самого простого кроя, но их не стоит применять для изделий, которые постоянно подвергаются трению (брюк, облегающих юбок, мебельных чехлов). Зато муаровые занавеси на окнах смотрятся необычайно красиво и стильно при любом освещении.