Het moiré-effect

  • Berichtcategorie:Weetjes

Toen we een eindje terug zeven aan het spannen waren om mee te gaan zeefdrukken, merkten we een cool effect op. Vandaag willen we je daar iets over vertellen, en meer zelfs, onderweg staan een aantal interactieve elementen om zelf mee te experimenteren. Even een waarschuwing wel, de effecten neigen naar optische illusies, die dan ook nog eens bewegen; ben je daar gevoelig aan, kijk en experimenteer dan op eigen risico.

Moiré-effect bij het stapelen van twee zeven.

Het onstaan van grotere patronen bij het overlappen van twee gelijkaardige, fijne patronen, staat gekend als het moiré-effect. Dit effect treedt in veel meer situaties op dan je denkt. Bovendien is dit niet altijd "gewoon grappig": soms is dit effect erg storend, maar soms ook uitermate nuttig!

Interferentie en moiré-effect

Om te begrijpen wat er gebeurt, kan het helpen om naar een eenvoudiger geval te kijken. In plaats van tweedimensionale patronen over elkaar te leggen, laten we eens kijken naar golven en het samenstellen daarvan.

Als twee perfect gelijke golven samengeteld worden, krijgen we een grotere golf. In het dagelijkse leven merk je bijvoorbeeld dat een koor luider klinkt dan één persoon die alleen zingt, maar je hoort nog steeds hetzelfde lied. Als twee golven echter niet perfect gelijk zijn, dan krijgen we allerhande interessante effecten. In onze analogie kan dit gaan van een lied dat in canon gezongen wordt tot — bij minder gecoördineerde groepen — een kakofonie aan door elkaar zingende mensen. In het uiterste geval waar twee golven precies elkaars tegengestelde zijn, verdwijnt de golf zelfs volledig. Je kan erover nadenken als met twee aan een touw trekken; als je beide even hard trekt in tegengestelde richtingen gaat het nergens heen. Met twee zingen om stilte te bekomen is onmogelijk omdat het zo precies moet zijn, maar met bijvoorbeeld computergestuurde tonen kun je dit effect ook met geluid verkrijgen.

Samenstelling van golven in fase.
Samenstelling van golven uit fase.
Samenstelling van golven met verschillende frequentie.
Samenstelling van golven in antifase.

Als we zo'n golf nu vervangen door een heel simpel patroon zoals evenwijdige strepen, zien we iets gelijkaardigs. Als de strepen perfect gelijk liggen, dan zien we het originele strepenpatroon, maar als de twee patronen ietwat verschoven zijn t.o.v. elkaar zien we bredere strepen of zelfs helemaal geen strepen meer maar een doorlopende zwarte band.

Experimenteer gerust eens zelf! Merk op: het onderliggende patroon is meteen zichtbaar en blijft vast staan, het bovenliggende patroon verschijnt eens je over het rechtse kader beweegt. De precieze positie bepaal je op computer door eroverheen te bewegen met de cursor, op mobiel (touchscreen) door erover te swipen.

Moiré-effect bij twee identieke families evenwijdige stroken, zonder draaien.

Daarbij hebben we nog altijd maar één richting benut, dus wat als we het patroon nu wat gaan draaien in plaats van enkel te verschuiven? Op het eerste zicht gebeurt er niet veel, maar naarmate we verder draaien, begint elke strook met meerdere stroken te interageren en zien we een nieuw patroon ontstaan: een reeks ruiten loopt schuin omhoog, en zelfs in meerdere rijen als we verder draaien.

Moiré-effect bij twee identieke families evenwijdige stroken.

De zeven die we aan het spannen waren, zijn in feite heel fijne roosters. Ook daarbij treedt een moiré-effect op als de roosters niet precies evenwijdig liggen.

Moiré-effect bij twee identieke rasters.

Zoals je echter merkt, geven twee perfecte roosters niet dezelfde onregelmatige patronen als op onze foto. Het gaas in onze zeefdrukzeef is namelijk niet perfect roostervormig gespannen. Daarom is ook het resulterende patroon op onze foto niet zo regelmatig. Als je meer straffe effecten met niet-regelmatige patronen wil zien, kunnen we je deze video aanraden.

We houden het hier echter bij regelmatige patronen, want ook met tal van andere figuren treden er gelijkaardige of zelfs nog sterkere effecten op: concentrische cirkels, golven, radiale stroken … en combinaties daarvan. Alvorens we naar enkele real-life toepassingen kijken — zowel negatief als positief — kun je hieronder dus nog wat verder experimenteren.

Moiré-effect bij twee identieke families concentrische cirkels …
… bij twee families concentrische cirkels met verschillende onderlinge afstanden …
… bij evenwijdige stroken en concentrische cirkels …
… bij twee identieke families radiale stroken …
… bij radiale stroken en evenwijdige stroken …
… bij radiale stroken en concentrische cirkels …
… en bij golven en evenwijdige stroken.

Moiré-effect in de praktijk

Vervelend

Tot nu toe was het steeds heel duidelijk dat we met twee patronen werken, maar dat is niet altijd het geval. Heb je je bijvoorbeeld ook al eens geërgerd in iemand die foto's stuurt van een computerscherm i.p.v. een screenshot te maken, en dan dit soort moeilijk leesbare foto's doorstuurt? Inderdaad, ook dat is een moiré-effect!

Moiré-effect bij het fotograferen van een computerscherm.

Maar welke twee patronen interageren er hier met elkaar? Je hebt ongetwijfeld wel eens gehoord dat je computerscherm eigenlijk opgebouwd is uit heel veel rode, groene en blauwe pixels. Deze pixels staan geordend in een heel fijn rooster over je computerscherm. Ook je camera of smartphone gebruikt een roostermatig proces om een beeld vast te leggen; een digitale camera werkt in feite dankzij een rooster van heel kleine lichtgevoelige sensoren.

Gelukkig kan je gewoon een screenschot maken op je computer! Echter, fotografen en filmmakers hebben geregeld problemen met het moiré-effect die niet zo eenvoudig te vermijden zijn. Bij het fotograferen of filmen kunnen schermen, vliegenramen, kledingstukken en decor met fijne patronen, … tot even storende effecten leiden. Soms kan men dit vermijden door een acteur een ander hemd te laten aantrekken, maar dat is niet altijd een optie. In dat geval zijn er enkele camera-instellingen en post-production opties, maar alles komt met zijn trade-offs (zoals meer waas). Wij zijn geen fotografie-experts, dus bij interesse kan je hier wat meer lezen.

Artistiek

Het moiré-effect hoeft niet altijd een probleem te zijn — soms wordt het zelfs met opzet gecreëerd. Dat is bijvoorbeeld het geval bij het texiel waar dit effect zijn naam van haalt: moirézijde of waterzijde (ook wel moor of tabijn genoemd).

Gewaterde zijde.

Dit golvende, watervlekachtige effect wordt tradioneel verkregen door twee lage geweven stof — je twee fijne patronen — te aligneren en dan nat — vandaar ook de naam waterzijde of gewaterde zijde — samen te persen. Daardoor komen de twee lagen net een tikje 'fout' gealigneerd te liggen, wat het moiré-effect veroorzaakt.

Een heel ander genre waar men van dit effect gebruik maakt, is in optische illusies.

Optische illusie bestaande uit streepjespatronen.

Als je inzoomt, zul je zien dat er maar één patroon is, dus wat interageert hier dan met elkaar? Wel, het patroon dat je nu ziet interageert met het patroon dat je een fractie van een seconde geleden zag … en gezien je ogen intussen een beetje bewogen, ontstaat een mismatch en een moiré-patroon. Als dat wat gek klinkt, bedenk je dan even dat je gemidddeld zo'n 10 tot 20 keer per minuut knippert … maar daar niets van merkt. Gelukkig maar, het zou niet fijn zijn als om de drie seconden het licht even uitging! Om de illusie te wekken dat je blijft kijken, houdt je brein standaard elk beeld even vast nadat je het bekeek.

Nuttig

Soms is het moiré-effect ook ronduit nuttig. Zo is er een methode gebaseerd op het moiré-effect voor experimentele stressanalyse. Stress in een materiaal kan namelijk worden geobserveerd door de kleine resulterende vervormingen vast te stellen en/of op te meten. Soms zijn deze vervormingen echter zo klein dat je zelfs met een referentierooster niet goed kan vaststellen of dat rooster vervormd is of niet. De methode die in deze paper besproken wordt, legt in feite een tweede rooster dat zeker niet vervormd is boven het te onderzoeken materiaal. Als er effectief een kleine vervorming zou zijn, dan zullen de twee roosters niet precies gealigneerd kunnen liggen en treden er dus moiré-effecten op. Deze effecten veroorzaken grotere patronen dan het originele rooster en zijn dus makkelijker op te merken.

Een andere toepassing van het moiré-effect vind je terug in zogeheten Inogon lights (vernoemd naar de originele fabrikant). Deze lichten bestaan uit een lichtbron achter enkele "roosters" en geven andere patronen weer, afhankelijk van de hoek waaronder je ze bekijkt. Waarom zou je dat willen? Deze lichten worden voornamelijk gebruikt voor signalisatie in maritieme navigatie. Zo kan men met zo'n licht het juiste pad aangeven voor het binnenvaren van een haven. Het kan namelijk zó opgesteld worden dat het — afhankelijk van de hoek waaronder je kijkt — een pijlachtige vorm in de goeie richting toont. Dit is een bijna foolproof manier om erg nauwkeurig richtingen aan te geven zonder dat er actief mensen ter plaatse nodig zijn, met erg weinig technologie (dus weinig kans op defecten) én met de optie om verschillende schepen tegelijk verschillende instructies te geven. Meer daarover lees/zie je hier.

En op die nuttige noot, ronden we deze blog af. Zo zie je maar, met een beetje curiositeit kan je uit alledaagse situaties en schijnbaar nutteloze bedenkingen heel wat bijleren. Laat ons zeker weten als jij meer leuke moiré-effecten of toepassingen ervan kent!

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *