圖1 光學建模仿真
Fig.1 Optical modeling and simulation

設計初始階段，根據具體應用要求，按照上述顯示屏像素光強分布情況和散射特性公式BSDF(Bidirectional scatter distribution function)[14]，確定光散射膜數量、距離間隔和表面粗糙度的初始值。然后，將初始結構輸入計算機進行光線追跡計算與優化迭代設計。具體優化設計流程如圖2所示。

圖2 仿真優化設計流程圖
Fig.2 Flow chart of simulation and optimization design

當使用數字相機對被拍攝景物進行圖像采樣時，由于感光元件像素本身的離散性和尺寸的有限性，致使高于采樣頻率fs(感光元件的像素空間頻率)1/2的圖像信號頻率成分fI不滿足Nyquist采樣定理[8]，即:

其中，Wi代表權重;Ei和Eio分別為各評價參數的當前值與目標值。評價參數包括接收面的光照度分布(填充因子)、裝置的總厚度、系統能量利用率等。

利用以上方法，我們對上面提到的P2.5 mm顯示模塊的莫爾條紋抑制裝置進行了優化設計?？紤]到工藝實現的方便性，這里設定散射膜的散射特性相同且距離間隔相等，即:

選用5種常見的商用散射膜粗糙度(100，200，500，800，1000 Grit)做為離散優化參數。優化后得到最終參變量為:散射膜數量n=3，間距d1=d2=d3=0.5 mm，表面粗糙度為 500 Grit。

優化結果如圖3和4所示。其中，圖4為接收面上的光照度分布。選取接收面上照度極大值的1/2作為屏幕填充因子閾值判據，經計算得到模塊的填充因子高于90%。

圖3 接收面上的二維照度圖
Fig.3 Illumination distribution map on receiver

2.1.2 差頻

實驗中，我們使用了一個像素間距為2.5 mm(P2.5)的高密度LED顯示屏箱體作為實驗樣箱。該箱體采用“集成三合一”技術制作[15]，由6×6個80 mm×80 mm的顯示模塊拼接而成，每個顯示模塊的像素數為32×32。實驗樣箱的亮、色度參數如表1所示。

各組建村兩委班子必須要有公心，對合作社和社員要有高度負責的態度，切勿產生“重組建、輕經營”的現象。在經營管理上，在做好竹材一產的同時，充分發揮竹林規模集約優勢，節本生效、開源節流，以拓寬合作社經營渠道，增強合作社自我造血能力。

圖4 單位像素空間光強分布圖
Fig.4 Spatial light intensity distribution map

4 實驗驗證

取1/4根白蘿卜、1/4白蘿卜葉、1/2根胡蘿卜、1/4根大牛蒡、1枚香菇。將蔬菜連皮切成大塊，放在鍋里，加入菜量3倍的水，先用武火煮沸以后，改為用小火煮1 h。熬煮好以前，不要掀開鍋蓋，煮好后，裝入玻璃瓶，即可飲用。冷卻后，可放入冰箱保存，以3天內喝完為好。

Sheep hurry toward winter-pasture, it will heavily snow in the winter.

表1 實驗樣箱的亮、色度參數
Table 1 Specification of luminance and chromaticity of experimental display box

管芯 主波長/nm 亮度/(cd·m－2)625 189綠525 310藍紅470 85.5

莫爾條紋抑制裝置由3張表面粗糙度相同、尺寸為240 mm×160 mm的光散射膜組成。單張散射膜的光透光率經測試為85%，表面粗糙度為500 Grit，厚度約為0.2 mm，各散射膜之間的距離間隔均為0.5 mm。拍攝實驗驗證照片如圖5所示。

圖5 莫爾條紋消除驗證實驗
Fig.5 Verification experiment of Moiré phenomenon elimination device

將圖5轉化為屏幕上的相對光強分布，如圖6所示。其中，圖6(a)和(b)分別為光強分布的三維側視圖和俯視圖。

圖6 屏幕光強分布圖。(a)三維側視圖;(b)俯視圖。
Fig.6 Light intensity distribution of the screen.(a)3D side view.(b)Vertical view.

圖像通過計算進行處理[16]。樣品盒屏幕上莫爾條紋未壓制部分的最大對比度約為24%，壓制部分的平均對比度為2.8%，小于4%，人眼難以察覺。

以上照片是在將相機的變焦系數調整到莫爾條紋的最大值后拍攝的。從圖中可以看出，與顯示樣本盒的其它部分相比，抑制裝置的顯示部分的莫爾現象顯著改善。在正常的觀察條件下，很難檢測到云紋的存在。

5結論

仿真分析和實驗結果表明，本文提出的莫爾抑制方法是可行的。由于采用了多層像散膜，使得器件的總厚度大大減小，不僅可以應用于傳統的平板顯示器，還可以抑制輪廓顯示器的莫爾條紋。由于采用光散射膜顯示圖像的均勻性，使得顯示屏更加柔和，更適合人眼的觀看習慣。此外，均勻化減少了圖像源中的高頻分量，不僅抑制了由“拍頻”引起的莫爾條紋，而且有助于減少由頻率混疊引起的莫爾條紋。本文提出的莫爾抑制裝置實現簡單，成本低，易于批量生產和推廣。

需要注意的是，多層像散膜的使用不僅抑制了莫爾條紋，而且在一定程度上降低了能量效率和圖像邊緣清晰度。在此基礎上，下一步研究如何進一步提高器件的光效率和圖像對比度（例如，考慮使用全息圖代替原來的普通光散射膜）。