探索精神

我这人对待事物有一个习惯,一个东西只有把原理搞明白了,才会去相信它,才会去用它。

反之就会对它嗤之以鼻。因为国内无良商家实在太多,不去刨根问底,就容易交智商税。

 

例如朋友圈的微商,本质就是类似传销的金字塔模式,那些三无产品真的有人买?朋友圈见一个屏蔽一个。

 

还有之前流行的“大麦若叶”,功效被吹得那么神,还是来自于日本的正规品牌。

它还真让我困惑了很久,因为理论上,在日本、美国等地方相关法律健全,不太会有这种“神奇”的产品出现。

后来知乎上的解答让我豁然开朗,简单地说一下结论:

这东西的确有一定功效,而日本农产品不发达,所以产生了这个东西。

但是在中国不一样啊,蔬菜这么便宜,你为什么要花大价钱买这个呢?而且还这么难喝。

而且它的很多所谓的功效都是到了国内被吹出来的。

 

然后,偏光太阳镜也是一个传说中很神奇的东西,带上它开车就可以抗反光,让视野更清晰。嗯,一般价格至少100以上。

这不是逗我玩吗?电影院那种3D偏振眼镜5元就可以买一副了,不都是偏振吗?还能有什么区别?

于是,我就这样带着家里的3D偏振眼镜开了一年多的车…

我之前也一直以为那些偏光太阳镜是无良商家的虚假宣传,为了揭露他们的邪恶本质,我当然要去研究一下!

于是,就有了去年我在知乎提的一个问题:为什么偏光太阳镜可以抗反光?

 

认知偏差

过了不久竟然有人回答了:

太阳光基本可以认为是没有偏振方向。而反射光以水平偏振为主(垂直于太阳光入射面),而偏振太阳镜一般都是水平偏振片,所以反射光就难以透过太阳镜。另外你觉得太阳镜的防护效果不好是因为反射光不是完全的线偏振光,而是很多种偏振方向的叠加,而且不同物体的反射光的偏振情况也是不一样的。具体你可以参考下面的文献。

P.S 光波都是横波,只是电矢量振动的方向不同。不同的偏振并不是横波与纵波的区别。

杨之文, 高胜钢, and 王培纲. “几种地物反射光的偏振特性.” 光学学报 25.2 (2005): 241-245.

看完后恍然大悟,立刻买了一副偏光太阳镜,说实话,最终效果惊艳到我了。

不戴眼镜的效果:

without

 

戴眼镜的效果:

with

 

因为国内虚假宣传的存在,很多东西你就必须去研究真正的原理,才能明辨是非。

 

继续探索

本来我以为我已经“恍然大悟”,但是联想到我使用的3D偏振眼镜,我又困惑了。

如果说,偏光太阳镜两个镜片过滤的是同样角度的光线,而3D偏振眼镜是一个过滤垂直方向一个过滤水平方向,那理论上3D偏振眼镜的其中一个镜片应该也有抗反光的功效啊?但是它并没有。

那它们到底有什么本质的区别?

网上根本找不到任何资料,而我唯一能观察到的区别也就两个了:

  1. 3D偏振眼镜2个镜片都无法抗反光
  2. 偏光太阳镜从某一个角度看普通液晶屏幕会变成全黑,而3D偏振眼镜看普通液晶屏幕无论怎么转动都不会出现全黑

 

解决问题的方法是通用的

想起了我在我的2015年总结中提到的一段面试经历,其中我总结了在编程中,遇到问题的解决方案。

其实在除编程以外,解决别的东西的步骤也是类似的。

解决编程问题中有一条就是:“如果一些难题超越了自己的技术领域,那就需要去找到相关书籍好好地读一下。有些问题会豁然开朗。”

 

先看一下偏振原理:维基百科:偏振

有几个关键的参数:

  • 线偏振:光只在一个方向上偏振,看起来是一条线
  • 圆偏振:光在两个方向均匀偏振,看起来是一个圆
  • 椭圆偏振:光在两个方向都有偏振,但在其中一个方向上振幅更大,看起来是一个椭圆

circular

 

然后看看液晶电视的和3D电影的原理,3D电影原理是知道的,主要就是液晶电视了。

lcd

简单地总结一下原理:

  • 底层的光源发出光,包含各个方向,包括垂直和水平方向
  • 经过第一层偏光片,只剩下了垂直方向的线偏振
  • 每个单元有3个小单元,最右边的一个小单元加了电压后液晶排列一致,光的方向不发生改变
  • 另外2个小单元没有加电压,光经过后从垂直方向线偏振,变成了椭圆偏振或者圆偏振
  • 3个小单元经过彩色滤光片后改变了颜色
  • 左边2个小单元经过了最上面的一层偏光片后,只过滤掉了垂直方向的线偏振,但它们在其他方向也有光,所以发射了出来
  • 右边1个小单元光的方向没有改变,依然只有垂直方向线偏振,所以它被完全遮住了
  • 最终呈现出了红+绿=黄

 

把知识点串起来

好了,到目前为止,我的脑子里有2个表象,和1个原理,但是中间还差了一些东西没把它们关联起来,这时就要靠一些推理了。

首先,普通液晶屏幕发出的光在大部分方向都是有的,应该是椭圆偏振。

而偏光太阳镜在旋转到一定角度的时候,会让屏幕全黑,那就意味着偏光太阳镜只显示了一个单一方向的光波,而过滤掉了所有其他方向的光波。

 

那家里和电影院用的3D偏振眼镜为什么不会出现全黑呢?那一定是说明它们遮住的范围没有偏光太阳镜大。

再联想下3D电影的原理,一个放映机放垂直方向线偏振,一个放映机放水平方向线偏振,那么3D偏振眼镜只要分别遮住垂直方向线偏振和水平方向线偏振就行了,没必要遮那么多。

遮得少了还可以让眼睛感觉更通透一点,也不会影响使用手机,因为液晶屏幕和3D偏振眼镜之间没有完全重合的角度,只会略微变暗而已。

 

最后再结合抗反光,根据上面提到的一篇论文《几种地物反射光的偏振特性》,不同的物体反射出来光的偏振特性是不一样的。

一般让人眼睛难受的是挡风玻璃上反射出来的光,假如这个扰人的反光大部分是水平方向(不是单一的水平方向,而是在水平方向范围附近的各个角度的光波,几乎没有垂直方向)。

因为3D偏振眼镜只是挡住了一个单一方向的水平方向和垂直方向,所以它对这部分扰人的挡风玻璃反光几乎没有效果,能去掉一点点而已。

而偏光太阳镜只显示单一的垂直方向,过滤掉了除单一垂直方向外的所有光波,所以挡风玻璃上的反光就几乎看不见了。

好像用在专业属于中,它们分别叫做:圆偏振镜(CPL)和线偏光镜(PL),而且它们的价格差很多。难怪一副偏光眼镜那么贵,而3D眼睛那么便宜。

 

探索没有终点

这下,我终于真正地恍然大悟了。

但好景不长,就在昨天,我又困惑了!

上一副偏振眼镜送给别人了,自己又买了一副同样牌子同样型号的。

根据上面的原理,识别真正的偏光太阳镜很简单,戴起来手机屏幕转一圈,如果出现了全黑的角度,那么就是真正的偏光太阳镜。

于是我拿起了 iPhone 6s 转了一圈!卖家竟然骗我,同一个型号它竟然偷工减料,换成了非偏光的镜片!

我生气地和卖家理论了一番,卖家让我退货他们检查一下。

退货前,我又在电脑屏幕上试了一下,竟然又出现了全黑的角度。

我的知识体系又崩塌了,不应该啊,iPhone 又不是 AMOLED,只是普通的液晶屏幕而已,不可能没有死角的。

还好在网上搜到了答案:如何评价苹果对iPhone 6屏幕偏振片的改进?

原来 iPhone 6 开始对屏幕进行了改进,不再有一个死角了,这样对漏光,色偏,和带偏光镜都有好处。别的手机竖着看是没问题的,但是如果横屏就全黑了。

赶紧给卖家道歉,还好我的知识体系没崩塌,而是又补充了一点。

 

这件小事

一件小小的事情,没想到牵扯出这么多知识点,受益匪浅!

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