普通相机真的拍不到雾霾吗？

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普通相机真的拍不到雾霾吗？

作者：karyotype

【声明】本文不能也无意去证实“雾霾视频”，仅仅是记述了对辟谣文章的观点表示怀疑，并设计了粗糙的实验来验证自己观点的过程。我的观点很简单：“雾霾过程中的雾滴是有可能用普通相机拍摄到的”。

前几天在微博出现“在4000流明灯光下用微距镜头拍摄的北京雾霾”视频，在北京生活的我，第一反应就是“这是真的吗？太可怕了”。

很快就出现了“辟谣”文章《雾霾与流言齐飞，你中招了吗？》http://mp.weixin.qq.com/s/FHilkf6rR9YivY2QeKQ5lQ

说实话不管有没有这段视频，雾霾天不戴口罩我都是不敢出门的，网上视频作假甚多，抱着怀疑的态度看看就好，但辟谣文的内容同样让人疑窦丛生，总体来讲就是说不可能用非显微设备拍出这样的视频。

辟谣文章里是这样说的：“事实上形成雾霾的雾滴、细颗粒物都是肉眼无法看到的，需要借助显微镜仪器”。细颗粒物就是PM2.5确实非常小，用微距镜头恐怕是看不见，但雾滴有多大？我查了些文献，看到很多文献中都提到了雾霾成分之一雾滴的直径，约在3-100微米之间。①②③

那么取一个中间数，认为雾霾中雾滴直径大的可达50微米，而直径60微米左右的头发丝可以轻松看到，更细的蜘蛛丝反射阳光以后也轻松可见，为什么说雾滴不但肉眼看不到，用微距镜头也看不到，只能借助显微镜呢？在微博我提出这个疑问没有得到正面回应，我决定用自己的松下微单GX1和奥巴的12-50mm F3.5-6.3EZ（放大倍率0.36），实拍试试。

直接拍雾滴难度太大，我的思路找个50微米大小的模特实拍。第一个想法是切一小粒头发，但头发难切不说，还不反光，我没有微距照明设备的话，拍出来效果很差。最后我选择了比头发更常见、非常方便拍摄的手机屏幕像素。找一台5寸屏手机，像素数1920x1080，尺子量一下，屏幕显示区域宽62mm，每排有1080个像素，易得每个像素的宽度约： d=62/1080=0.0574mm，也就是57.4微米，比我们需要的50微米大了些？大家知道，手机上一个像素通常都是由横向排列的代表红绿蓝三色的三个小像素（后面称之为RGB像素）构成的，RGB像素的宽只有57.4/3=19.1微米。这样，手机上RGB像素面积最大为 57.4 × 19.1 = 1096平方微米；而直径50微米的雾滴，按圆估算截面积为 3.14 × 25 × 25 = 1963平方微米，显然，即使不很圆，在镜头下也会比手机屏幕上的RGB像素大。那么，如果在照片中能分辨出RGB像素的点，再考虑到我的器材很普通，应该就充分证伪了只有通过显微镜才能看到雾滴的说法。实验很简单，让手机显示一个RGB像素，看照相机能不能拍到。

首先我做了一个宽1080的24bit彩色图片，里面放了若干纯色的像素点和竖线。熟悉屏幕显示原理的同学应该知道，如果像素拟显示为白色，需要红绿蓝三个RGB像素都发光；如果拟显示为红绿蓝之一的纯色比如红色，那么只需红色的RGB像素发光即可。（前面的说法是帮助理解，实际上多数手机的屏幕像素并不真实发光，而是用遮挡背光的方法来模拟发光；少数OLED屏才是真正像素发光的屏。另外RGB像素排列方式也有很多种，但常见的就是平均分配为三个柱状）。

【试验结果】

1、单独的点很容易拍到，在白色和黑色背景下单RGB像素都很明显，黑色背景下白色的点依稀可见是由RGB三个颜色拼成；

2、RGB(255,0,255)颜色的线，明显的显示成两条竖线，竖线间距为19.1微米（即没有亮的绿色像素），边缘还算清晰；

3、手抖的情况，出现明显的拖尾，因此成像面积大了，更容易看到；

4、手抖加曝光过度的情况，不但拖尾，还有亮闪闪的感觉，RGB像素的运动轨迹清晰可见。

通过实验，我认为，不借助显微镜，靠普通相机，利用一些摄影技巧，雾霾中的大直径雾滴，特别是其运动轨迹，是有可能拍摄出来的；从照相机的能力角度说雾滴拍不下来而证伪“雾霾视频”，是站不住脚的。

【后记】

1、也许有人会说，你这只是看见，而非看清。但雾霾视频里也没说是“清晰”的雾霾，何况到什么程度才算看清？什么情况下需要看清？电子显微镜就够清晰吗？听说还有扫描隧道显微镜呢。　　2、说视频是造谣，结论也有可能是正确的。不过就算说对了也不要太得意，毕竟这是一道判断题，纯粹靠猜也有50%的概率答对；如果解释不清判断的过程或者解释错了，即使答案对，那也是蒙对的。　　3、有人的说法是专家说的是雾霾中的雾滴，尺寸比较小，看不到，我在文献中没有看到明确的区分霾的雾滴和雾的雾滴，何况霾和雾滴还是可以互相转换的。①

【参考文献】　　1、吴兑 再论都市霾与雾的区别 气象 第32卷 , 第4期　2006年4月　　2、吴坷 典型天气条件下颗粒物质量浓度分布特征分析 大气科学研究与应用 2012年第02期　　3、杨军 雾霾过程分类及其微物理特征 第27届中国气象学会年会人工影响天气与云雾物理新技术理论及进展分会场论文集 2010-10-21

(XYS20161229)

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