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光色測量原理

在討論這個問題之前必然趨勢，我們需要弄明白幾個問題：1促進善治、什么是光色？2多樣性、為什么要測量光色發揮效力？3新格局、如何測量光色？
1.什么是光色安全鏈？

什么是光顯示？人們想盡各種辦法去解釋這個問題。早期有各種淳樸的解釋處理方法，有人解釋為“神的眼睛"重要作用，有人解釋為“人類眼睛里的火焰與太陽的火焰交織的產(chǎn)物"，更有人解釋為“眼睛發(fā)出視覺光線關規定，就像觸角一樣發展基礎，接觸到物體，從而在大腦中產(chǎn)生視覺感覺"建強保護⊥?？傊@種奇奇怪怪的解釋都是古人對光的本質(zhì)的探索使命責任。

近現(xiàn)代效果，科學(xué)家曾經(jīng)提出過關(guān)于光的性質(zhì)的不同理論，*具影響力的有：牛頓的微粒理論合規意識、惠更斯波動理論密度增加、麥克斯韋電磁理論和愛因斯坦的光量子理論。

在我們?nèi)粘Ｉ罨蛘呶膶W(xué)中創新內容，光還意味著光明機遇與挑戰，也就是說，光是可以看見的善於監督，是明亮的集成技術，即在日常生活中我們認(rèn)為的光就是可見光。

光既一種電磁波已經(jīng)被人們普遍接受更合理，而頻率或波長是描述電磁波的重要參數(shù)適應能力。我們能夠看見的光即可見光的波長范圍在400nm-700nm之間「鞣矫?？梢姽獾念伾晃覀儎澐譃榧t橙黃綠青藍(lán)紫七種顏色防控，從紅到紫光的波長逐漸減小。

圖1　可見光的范圍及其顏色

人眼能夠?qū)梢姽夥秶鷥?nèi)不同頻率的光波有不同的顏色感受著力提升，這與人眼的構(gòu)造以及大腦的結(jié)構(gòu)相關(guān)深刻內涵。當(dāng)光線到達(dá)眼睛的視網(wǎng)膜時，視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞對于理解視覺和光線至關(guān)重要融合。一旦光線照射到眼睛，眼睛的晶狀體就會把光線聚焦到那些對光敏感的細(xì)胞相關性、視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞上完成的事情，每個細(xì)胞都會接收不同波長的能量物聯與互聯。視桿細(xì)胞在昏暗的光線下工作得最好，而視錐細(xì)胞則專門用于特定的顏色范圍改造層面。

L-視錐細(xì)胞占我們視錐細(xì)胞的64%供給，也被稱為紅色視錐細(xì)胞，它們對紅色光（波長較長）敏感利用好。

M-視錐細(xì)胞構(gòu)成眼睛視錐細(xì)胞的32%深入各系統，也被稱為綠色視錐細(xì)胞，它們對綠色光敏感系列。

S-視錐細(xì)胞占整個視錐細(xì)胞的2-7%作用，也被稱為藍(lán)色視錐細(xì)胞，它們對藍(lán)色光（波長較短）敏感慢體驗。

視桿細(xì)胞在弱光下工作著力增加，幫助我們在夜間觀察光線，這種光線所成的像沒有顏色科技實力，它們是外圍視覺處理。

圖2　眼睛的構(gòu)造及視網(wǎng)膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)

2.為什么要測量光色

眼睛是我們感知周圍世界的重要器官，而光色是“周圍世界"信息的重要載體在此基礎上。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展助力各行，人們掌握了信息再現(xiàn)的方法，也發(fā)明了各種各樣的信息再現(xiàn)技術(shù)和相應(yīng)的器件自主研發，例如：CRT確定性、等離子體顯示屏、LCD品率、OLED相貫通、Mini-LED顯示屏、Micro-LED顯示屏積極影響、3D顯示屏自動化方案、AR、VR……

既然是重現(xiàn)信息越來越重要，那么就要考慮所顯示的信息如何與人眼觀察現(xiàn)實世界所感受得信息一致線上線下。這就現(xiàn)需要科學(xué)家通過大量的試驗，確定出影響人眼感受信息的指標(biāo)醒悟。在這些眾多的指標(biāo)中數據顯示，關(guān)鍵的指標(biāo)是亮度、色度也逐步提升。
3.光色測量

光色測量原理涉及使用光譜儀或色彩測量儀器來分析光的波長和強度分布記得牢，測量原理涉及輻射度學(xué)、光度學(xué)和色度學(xué)三部分內(nèi)容。
3.1輻射度學(xué)

輻射測量是測量全光譜電磁輻射的一門科學(xué)更多可能性。它的定義編入國際制（SI）單位新趨勢。在SI單位中，總的電磁功率定義的單位為瓦特（W）共謀發展，輻射照度（通量密度）定義為從一個半球的各方向入射到包圍該半球的平面上單位面積的功率（W/m²）學習。輻射強度定義為單位立體角內(nèi)的功率（W/sr）。這里聽得懂，立體角以輻射源或探測器上的一個點為參考應用優勢，單位立體角定義為半徑為1的球體所對的單位面積。輻射亮度是單位立體角內(nèi)全方位、單位投影面積上的功率［W/（sr﹒m²）］高效節能。頻譜變量作為密度意味著如果要實現(xiàn)從波長l到頻率n 的變換，相應(yīng)的密度要乘以|dl/dn|深刻認識，以便保留完整的積分核心技術。光與視覺的研究依賴上述輻射的定義（注意，在UV和IR范圍內(nèi)用“輻射"一詞而非“光照"主動性。光是可見的創造性，但UV和IR輻射多數(shù)情況下是不可見的）。

光度測量是基于平均人眼觀察響應(yīng)的道路、測量可見光的科學(xué)規模設備。在光度測量中，使用的可見光功率（光通量）的主要單位是流明（lm）指導。1W 555 nm的輻射通量相當(dāng)于683 lm的光通量競爭力。光通量（流明）定義為由CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)加權(quán)的輻射通量，且可以由式（B-1）計算進一步完善。
Φ=k360830S(λ)V(λ)d       （1）                                     

式中集聚，為絕對光譜輻射通量（W/nm）；V(λ)為明視覺光譜光視效率函數(shù)調整推進，它基于CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者人眼視覺模型狀況，該模型具有測量視場角為2°的光譜響應(yīng)V(λ)；k= 683 lm/W機製，為在V(λ)峰值位置從光功率到光通量的轉(zhuǎn)換系數(shù)全過程；dλ為波長增量（nm）。

如式所示探討，可以用匹配明視覺光譜光視效率函數(shù)V(λ)的濾光器/探測器組合在可見光范圍內(nèi)進(jìn)行光測量并得到光測量值不負眾望。這是亮度計和照度計的基本原理。也可以使用分光輻射亮度計測量光譜輻射通量明確相關要求，并對光譜輻射通量和V(λ)進(jìn)行積分重要意義，得到光測量值統籌發展。根據(jù)類似公式，可從所給的輻照度E(λ)（W·m^-2·nm^-1）及相應(yīng)的絕對光譜輻射通量S(λ)得到照度E（lx）構建，也可從所給的光譜輻射亮度L(λ)（W·sr^-1·m^-2·nm^-1）及相應(yīng)的絕對光譜輻射通量S(λ)得到亮度L（cd/m²）創新科技。
3.2光度學(xué)

光度學(xué)中使用的最重要的3個術(shù)語分別為亮度服務延伸、照度和發(fā)光強度共創輝煌。雖然選擇流明作為光度學(xué)測量的基本單位合乎邏輯，但由于傳統(tǒng)原因進一步，仍選用坎德拉（cd）作為發(fā)光強度的單位大部分。坎德拉定義為處于鉑凝固溫度（2045K）的黑體的1/60cm²表面在垂直方向上的發(fā)光強度實際需求，這個定義現(xiàn)在不再采用解決方案。從1979年起，坎德拉定義為頻率為540×10¹²Hz的單色輻射光源在給定方向上的發(fā)光強度善謀新篇，該方向上的輻射強度為（1/683）W/sr增產。根據(jù)流明定義的坎德拉為
1cd=1lm/sr

1lm是發(fā)光強度為1cd的各向同性光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量。大多數(shù)制造的光源都是以輸出總流明數(shù)規(guī)定的方法。立體角的單位是球面度（sr）行動力，1sr等于半徑為r的球的球心對應(yīng)球面上r²的面積所張開的立體角。因為球的表面積為4pr²切實把製度，所以保供，球的立體角是4p sr。

亮度是最常測量的光學(xué)量進行部署，當(dāng)人們需要定量地表征人眼觀察的一個物體有多么明亮?xí)r責任，就需要測量物體的發(fā)光強度。亮度定義為光源表面在給定方向上保護好、單位立體角內(nèi)組建、單位有效面積內(nèi)發(fā)射的光通量，也就是單位有效面積的發(fā)光強度特點。在SI單位制中深刻變革，亮度的單位是坎/平方米（cd/m²）（該單位曾經(jīng)被稱為“nit"，但現(xiàn)在它被認(rèn)為不合適慢體驗，nit是一個棄用的單位）著力增加。在英制單位中，亮度單位是英尺朗伯（footLambert了解情況，fL）深入。
1cd/m²= 1lm/(sr·m²)
1 fL = (1/p)lm/(sr·ft²)
轉(zhuǎn)換系數(shù)：
1cd/m²=0.2919 fL (0.2918635pft²/m²)
1fL=3.4263 cd/m²(3.426259 m²/pft²)

照度是測量物體表面單位面積所入射的光通量的術(shù)語，單位是lm/m²重要的。當(dāng)有必要知道有多少光入射到一個表面時開展研究，如照亮投影屏幕時姿勢，就需要測量照度。照度的SI單位是勒克斯（lux, lx）首要任務，英制單位是英尺燭光（footcandle, fc）綠色化。
1lux 1 lx1lm/ m²
1footcandle1 fc1lm/ ft²
轉(zhuǎn)換系數(shù)：
1lx = 0.0929 fc (0.09290304 ft²/m²)
1fc = 10.76 lx (10.76391 m²/ft²)

發(fā)光強度（或“燭光量"，這是已廢棄術(shù)語）是點光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射（或反射）的光通量發展，它是描述光源在特定方向的強度的量保持穩定。由于運用了點光源假設(shè)，因此面向，只有當(dāng)光源尺寸相對于測量距離可忽略時支撐作用，該發(fā)光強度才可被測量與使用。LED通常被假設(shè)為點光源建設項目，且可以使用發(fā)光強度描述最為突出。發(fā)光強度的單位是lm/sr，即cd相結合。表1列出了重要的輻射度學(xué)的物理量和單位高效化，以及光度學(xué)中對應(yīng)的物理量。
表1 光度學(xué)與輻射度學(xué)中的術(shù)語和單位

3.2色度學(xué)

三刺激值中的Y是唯*可以與光度量相關(guān)聯(lián)的值為產業發展，見表2範圍和領域。，式中服務好，k=683lm/W新趨勢；S(l)是光譜功率分布。
表2 光度值Y（只有Y是光度值）

在沒有歸一化的一般情況下共謀發展，三刺激值定義如下：

式中學習，S(l)是光譜功率分布，單位為nm^-1聽得懂；k是任意常數(shù)應用優勢，如k=1。

對于基于白色點的歸一化三刺激值（歸一化到100全方位，也能使用任何其他的歸一化常數(shù)）高效節能，在反射和透射情況下，其定義如下：

式中先進技術，b(l)是相對反射或透射的光譜功率分布培訓；S(l)是光譜功率分布，可以是任意單位宣講手段；X重要工具、Y、Z是沒有單位的配套設備，Y的最大值是100更優質；相對開放。

對于發(fā)射型顯示屏：

式中，S(l)是顯示屏的白色光譜功率分布脫穎而出，C(l)是顯示的其他顏色的光譜功率分布拓展應用，S(l)和C(l)可以是任意相同的單位；X結構、Y管理、Z是沒有單位的，Y的最大值是100哪些領域；

敢於挑戰。

根據(jù)CIE 1931，任何兩個有相同X建立和完善、Y、Z值的光定義為匹配（是相同的顏色）參與水平。另外大型，函數(shù)等于1924年為光度測量定義的函數(shù)V(l)。

多年來明確相關要求，CIE標(biāo)準(zhǔn)化了一些源于CIE 1931的色彩空間重要意義，但在色彩空間中的不同位置，距離相同的兩個點所表達(dá)的知覺差異近似相同深化涉外。這些色彩空間被稱為均勻色彩空間體系，對評估色域和色度誤差的大小特別有用。

下面是用于評價顯示屏的各種CIE色彩空間的總結(jié)開展試點。

CIE 1931（x,y）色坐標(biāo)值攜手共進。這些值是從X、Y推進一步、Z三刺激值推導(dǎo)出的二維笛卡兒坐標(biāo)系的值高質量，按照這樣計算，相對光譜相同而強度不同的光具有相同的（x, y）坐標(biāo)值選擇適用。因此管理，色度值表示光的色度特性，與強度無關(guān)業務指導。色坐標(biāo)值被指*為x改進措施、y、z長足發展，它們是三刺激值X今年、Y和Z相對于三者總和的比例。
x=X/X+Y+Z發揮作用，y=Y/X+Y+Z良好，z=Z/X+Y+Z （x+y+z=1）

相反地逐步顯現，

這里，Y可以是任何光度學(xué)量引領，如光通量自動化裝置、發(fā)光強度、亮度等應用前景。因為在色度描述中有很大提升空間，z是多余的，為了更好地繪制二維(x, y)坐標(biāo)首次，通常取消z可能性更大。

在CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)（見圖5）中，在光譜軌跡內(nèi)繪制的曲線為普朗克軌跡搖籃，曲線上的點達(dá)數(shù)千開技術。光譜軌跡以50nm的波長增量進(jìn)行標(biāo)記。這是當(dāng)一個（理想的）發(fā)射器的溫度升高到一個無限的溫度時的白色的顏色推動。這個觀察產(chǎn)生了色溫的概念相對較高，其是表示白色“等級"的一種方法。

CIE1960——均勻色彩空間信息。一個幾乎均勻的色彩空間相關，它的缺點是只有兩個維度。這個空間由X豐富內涵、Y生產效率、Z的線性組合得出正確的色彩空間，現(xiàn)在僅用于計算相關(guān)色溫（CCT）多種。

u=u'將進一步，v=2v'/3（u', v'是1976 UCS值）

CIE1976——均勻色彩空間。它是從X日漸深入、Y動力、Z的線性組合得出的特*的色彩空間。Du'v'有時被用作想要忽略強度變化時的顏色漂移量互動式宣講。在圖6中效高性，光譜軌跡內(nèi)的彎曲線表示溫度為幾千開的普朗克軌跡。光譜軌跡以50nm的波長增量進(jìn)行標(biāo)記自動化。

圖5　CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)                  圖6　CIE1976標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)

CIE 1976 LUV——目前標(biāo)準(zhǔn)化的三維均勻色彩空間提升。該空間中隱含了一個人眼的非線性模型，并且是對光（特別是D65或顯示白點）的色度適應(yīng)模型不折不扣，如圖7所示支撐能力。由如下所示的下標(biāo)為“n"的值表征，亮度定義為

CIE 1976 LAB——目前標(biāo)準(zhǔn)化的三維均勻色彩空間特征更加明顯。該空間中隱含了一個人眼的非線性模型估算，并且也是對光（特別是D65或顯示白點）的色度適應(yīng)模型，由如下所示的下標(biāo)為“n"的值表征的可能性，亮度定義為

其中不要畏懼，函數(shù)f()作用于任何變量q，定義為

  色差定義為

CIE LAB和CIE LUV色彩空間同時被采用問題，而后被CIE保留為同等的推薦標(biāo)準(zhǔn)逐漸顯現。然而，顯示技術(shù)人員優(yōu)選CIE LUV系統穩定性。這種偏好是基于以下事實：CIE LUV有一個特*的色度空間（坐標(biāo)為u^*/L^*拓展基地、v^*/L^*），其中兩束光的任意混合都會顯示在空間中這兩束光之間的線段上實力增強。這使得對諸如自發(fā)光類顯示屏中的色彩組成的描繪更加便捷體系流動性，而CIE LAB并不具有這個特點。誠然重要工具，CIE LAB空間最近已經(jīng)被一些顯示技術(shù)專家選擇積極拓展新的領域，因為相比于較小的顏色差異，其更接近均勻更優質。然而，CIE LUV仍然是一個被證明過的CIE空間引人註目，且因為它的便利性和歷史先例而具有吸引力領域。本書并不認(rèn)為CIE LUV比CIE LAB或其他色差公式更好，但在示例計算中使用CIE LUV作為足夠的色彩空間來測量好宣講。

在CIE 1960均勻色彩空間中註入新的動力，人們一致認(rèn)為色溫的概念在偏離普朗克軌跡的距離超過0.01就沒有意義了，其中距離為。然而雙重提升，工業(yè)應(yīng)用將CCT定義為從普朗克軌跡0.0175(u, v)單位以上到該軌跡0.014 (u,v)單位以下。

  除了用CIE 1960均勻色彩空間中的色坐標(biāo)(u, v)偏離普朗克軌跡曲線上的點表示這個距離事關全面，也經(jīng)常用另一個單位量化從給定光線的色坐標(biāo)到普朗克軌跡的距離表現明顯更佳，這就是最小可察覺的色差（MPCD），它定義為0.004(u,v) 距離單位技術節能。數(shù)值0.004是在彩色電視的初期引入的指導，為條件不太嚴(yán)格的情況下(u, v)中的最小可察覺的差異。這個數(shù)字經(jīng)常在照明行業(yè)被引述國際要求，現(xiàn)在也用于CIE 1976均勻色彩空間中色坐標(biāo)(u',v')與普朗克軌跡曲線上點的距離流動性。如果顏色有差異，如在一個房間內(nèi)的不同位置競爭激烈、不同屏幕上顯示顏色持續創新，那么兩個點之間的色坐標(biāo)(u', v')差異不小于0.04改善，這個差異能夠被察覺，而0.04是閾值距離協調機製，指同一屏幕上信息化、相鄰的兩個顏色區(qū)域的色坐標(biāo)在CIE 1976均勻色彩空間中的距離。

詳細(xì)內(nèi)容請參閱《信息顯示測量標(biāo)準(zhǔn)》一書高質量。
參考文獻(xiàn)
[1] 科學(xué)網(wǎng)—什么是光 - 王宏琳的博文
[2] 國際顯示計量委員會著充分發揮，李偉、李子君管理、高彬等譯設計，信息顯示測量標(biāo)準(zhǔn)[M]，附錄B改進措施，北京：電子工業(yè)出版社就此掀開，2024
人物介紹

高彬 ，在某軍工企業(yè)工作了8年今年，長期從事加固顯示方面的研究不斷豐富，參與了十多個型號的加固顯示屏的研發(fā)。同時組建，在機(jī)載加固顯示的光電測量方面也有著豐富的經(jīng)驗各有優勢。翻譯并出版了《OLED顯示概論》和《信息顯示測量》兩本書籍。