應(yīng)用技術(shù)
APPLIED TECHNOLOGY
色域模擬計(jì)算
液晶顯示技術(shù)LCD因其輕薄、高性能等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。液晶顯示設(shè)備覆蓋了大尺寸的背光電視、中小尺寸的手機(jī)、平板電腦、筆記本。在選擇相應(yīng)的產(chǎn)品時(shí)，各個(gè)公司都提出了各自的產(chǎn)品性能優(yōu)勢(shì)，例如：曲面屏、屏幕高刷新率、高色域覆蓋率等。色域值可以反映屏幕色彩顏色的重現(xiàn)能力，是評(píng)價(jià)顯示屏性能的指標(biāo)之一。本文主要介紹380-780nm可見光范圍的任意白光光譜色域計(jì)算方法。
一、彩色濾光片三原色計(jì)算
色度坐標(biāo)的計(jì)算，首先要知道由光源發(fā)出直接進(jìn)入人眼所產(chǎn)生顏色感覺的光譜能量，或者光源經(jīng)由物體反射或透射后進(jìn)入人眼所產(chǎn)生顏色感覺的光譜能量，稱之為顏色刺激函數(shù)，用Φ(λ)表示。根據(jù)CIE的規(guī)定，在可見光譜范圍內(nèi)，由顏色刺激函數(shù)Φ(λ)引起的三刺激值由下式計(jì)算：
K為調(diào)整系數(shù)。
X、Y、Z為待測(cè)光源顏色的三刺激值。
x?(λ)、y?(λ)、z?(λ)為CIE1931XYZ色度系統(tǒng)中的光譜三刺激函數(shù)。
若被測(cè)顏色為光源色，即由光源發(fā)出的光直接進(jìn)入觀察者的眼睛，則顏色刺激函數(shù)Φ(λ)等于光源負(fù)責(zé)的相對(duì)光譜功率分布P(λ)。若被測(cè)顏色是非自發(fā)光的物體色，則實(shí)際進(jìn)入人眼的顏色刺激函數(shù)Φ(λ)等于相應(yīng)光源的相對(duì)光譜功率分布與物體本身的光譜函數(shù)的乘積。對(duì)于彩色濾光片，顏色刺激函數(shù)Φ(λ)是照明體光源的相對(duì)光譜功率分布P(λ)與彩色濾光片光譜透過率t(λ)之積，即：Φ(λ)=P(λ)*t(λ)（2）
將公式（2）代入（1）中即得：
計(jì)算出三刺激值后，即可計(jì)算出光源在CIE1931XYZ色度坐標(biāo)系統(tǒng)中的色度坐標(biāo)：
按照以上方法，分別計(jì)算經(jīng)濾光片后的RGB三色光，（Rx，Ry）、（Gx，Gy）、（Bx，By）。
二、色域面積計(jì)算
在CIE1931色度圖中色域面積計(jì)算，設(shè)三角形的三個(gè)顏色頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為（Rx，Ry）、（Gx，Gy）、（Bx，By），則該三角形色域面積S的計(jì)算公式為：
S=|(Rx*Gy+Gx*By+Bx*Ry-Rx*By-Gx*Ry-Bx*Gy)/2|（5）
三、相對(duì)色域計(jì)算
目前，評(píng)價(jià)色域有很多評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。例如：美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)推出的NTSC惠普與微軟于推出的sRGB、Adobe Systems開發(fā)的Adobe RGB、美國(guó)電影行業(yè)推出的DCI-P3、國(guó)際電信聯(lián)盟提出的BT.2020(UHDTV)等等。根據(jù)色域面積計(jì)算公式，可分別計(jì)算不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下，標(biāo)準(zhǔn)色域面積如下表：
|
Gamut |
coordinate |
R |
G |
B |
W |
CCT |
色域面積 |
|
NTSC |
Cx |
0.6700 |
0.2100 |
0.1400 |
0.3101 |
6766K |
0.158 |
|
Cy |
0.3300 |
0.7100 |
0.0800 |
0.3162 |
|||
|
sRGB(BT.709) |
Cx |
0.6400 |
0.3000 |
0.1500 |
0.3127 |
6507K |
0.112 |
|
Cy |
0.3300 |
0.6000 |
0.0600 |
0.3290 |
|||
|
Adobe RGB |
Cx |
0.6400 |
0.2100 |
0.1500 |
0.3127 |
6507K |
0.151 |
|
Cy |
0.3300 |
0.7100 |
0.0600 |
0.3290 |
|||
|
DCI-P3 |
Cx |
0.6800 |
0.2650 |
0.1500 |
0.3140 |
6325K |
0.152 |
|
Cy |
0.3200 |
0.6900 |
0.0600 |
0.3510 |
|||
|
BT.2020(UHDTV) |
Cx |
0.7080 |
0.1700 |
0.1310 |
0.3127 |
6507K |
0.212 |
|
Cy |
0.2920 |
0.7970 |
0.0460 |
0.3290 |
|||
|
ProPhoto RGB |
Cx |
0.7347 |
0.1596 |
0.0366 |
0.3457 |
4997K |
0.277 |
|
Cy |
0.2653 |
0.8404 |
0.0010 |
0.3585 |
相對(duì)色域（即相對(duì)色域面積比或色域覆蓋率），是在CIE1931XYZ色度坐標(biāo)系統(tǒng)中，光源通過濾光片后進(jìn)入人眼所產(chǎn)生顏色組成的色域面積與特定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)色域面積比。
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參考文獻(xiàn)：
[1] 陳煌彬.高色域液晶顯示光譜優(yōu)化技術(shù)研究[D].福建:福州大學(xué),2016:10-12
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