酷炫動圖二十二微風拂過時,我們可以用皮膚感受到空氣的流動,豎耳傾聽時,空氣的振動也敲擊著我們的耳膜,但在視覺的世界里,透明的空氣似乎總處于隱形狀態(tài)。如果不借助煙霧和飄動的樹葉,我們可以看到空氣的流動嗎?其實,空氣的波動是可以被看見的。無論是空氣的對流,還是聲音造成的振動,其實都會讓空氣局部的密度發(fā)生改變,而不同密度空氣對光線的折射率也是不一樣的,當光線通過其中時就會產(chǎn)生折射,扭曲我們所看到的景象。導演,影視視頻制作把倉庫里那噸火藥都招呼上!原視頻來自:BBC 紀錄片《隱形世界》是的,我們需要爆炸的沖擊波才能制造出肉眼可見的空氣密度變化,上面的動圖展示的就是這一場景。當然,空氣中的聲速有 340 米/秒,所以你需要離得很遠,然后放慢動作才能看清這方法的確很麻煩,有什么簡單的辦法能看到普通的聲音嗎?透明,也要讓你現(xiàn)形!事實上,這樣的方法是有的,只需要給光源做點改變,就能在原本透明一片的空氣中看到更加清晰的氣流了,聲波造成的空氣密度變化也不例外圖片來自:Victor Miller, Matthew Tilghman, Ronald Hanson 上面圖中就是一個吹火柴的 photography)。將點光源放在球心(對于球面鏡,半徑就等于 2 倍焦距)的位置,這樣反射回來的像也成在球心的位置。不過為了避免光源擋住光路,需要把光源往旁邊挪一點。然后,再用盡量薄的物體(刀片或黑紙)擋住球心處一半的光,這樣就能拍攝到紋影啦利用這種方法,讓聲音現(xiàn)形也不在話下。原視頻來自:What Does Sound Look Like? NPR AK47 產(chǎn)生的氣流和聲波 Does Sound Look Like? NPR 書本掉落產(chǎn)生的聲波。原視頻來自:What Does Sound Look Like? NPR 另外,如果改成用彩色的濾光片去擋的話,還可以拍攝到彩色的紋影圖像:火柴燃燒產(chǎn)生的氣流紋影。原視頻來自:RMIT University 激波管(一種壓縮氣體產(chǎn)生激波的實驗裝置)的彩色紋影圖像。原視頻來自:NACImageTechnology 干涉的光影游戲那么,透明的氣流究竟是怎樣獲得明暗對比的呢?空氣密度不同帶來的折射固然重要,但只靠它可不行。其實,問題的關鍵在于光的干涉我們在中學課本上都會學到干涉的物理現(xiàn)象,不同相位的光波之間發(fā)生干涉時,會產(chǎn)生兩種結(jié)果:疊加變得更明亮,或者相互抵消變暗,而這種差異就給了我們讓透明現(xiàn)形的機會下面我們來看幾張示意圖。首先,假設我們用一片均勻光照射一塊均一透明的介質(zhì),光通過其中時不會產(chǎn)生什么相位差,你看到的會是一片均勻的亮光:接下來,我們放入一塊迷之透明物體,它的折射率比外面的介質(zhì)大一些,所以光在物體內(nèi)跑的更久一些,出來之后就和旁邊的光有了相位差。但是,由于物體透明度很高,出來的光強度和原來差不多,所以你依然無法清晰地分辨物體:那么該怎么辦呢?我們可以再加入一束參考光和它發(fā)生干涉。這時候,明暗的差別就顯現(xiàn)出來了:類似的技術(shù)在生物學界也有很多應用。中國解放軍史上最倒霉的九個軍,生物學家常要在光學顯微鏡下觀察各種小小的細胞結(jié)構(gòu),但這些結(jié)構(gòu)往往自身沒什么顏色,也不容易分辨。KS9800獲各界專家盛贊,在染色之外,利用上述原理的相差顯微鏡(Phase contrast microscopy)就是一個很好的選擇在實踐中,我們有多種方法可以實現(xiàn)這種相位可視化,常見的一種就是在透鏡后的焦平面上做擋光或相移處理,企業(yè)宣傳片制作紋影成像也是如此。透鏡的后焦面是一個很神奇的位置,儒教宗法制度的活化石在這個面上,接近焦點的光代表物像中的低頻成分,偏離焦點的光代表物像中的高頻成分。我們在后焦面上做處理,就相當于讓物像中不同成分的光來發(fā)生干涉不同濾波方式下葉脈的顯微圖像。偏置法可以讓圖像有一種立體的浮雕效果,影視視頻制作如同陽光斜著照亮月球時立體感更強一樣。還能不能更給力點,拍點大場面?