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。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，讓聲音現形也不在話下。原視頻來自：What Does Sound Look Like? NPR AK47 產生的氣流和聲波 Does Sound Look Like? NPR 書本掉落產生的聲波。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：火柴燃燒產生的氣流紋影。原視頻來自：RMIT University 激波管（一種壓縮氣體產生激波的實驗裝置）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象，不同相位的光波之間發生干涉時，會產生兩種結果：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，光通過其中時不會產生什么相位差，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大一些，所以光在物體內跑的更久一些，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生干涉。這時候，明暗的差別就顯現出來了：類似的技術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構，但這些結構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？