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光色測量原理

在討論這個(gè)問題之前，我們需要弄明白幾個(gè)問題：1使用、什么是光色合規意識？2、為什么要測量光色主要抓手？3體製、如何測量光色？
1.什么是光色創新科技？

什么是光服務延伸？人們想盡各種辦法去解釋這個(gè)問題。早期有各種淳樸的解釋高效流通，有人解釋為“神的眼睛”調解製度，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)出視覺光線功能，就像觸角一樣應用的因素之一，接觸到物體，從而在大腦中產(chǎn)生視覺感覺”預期「异侗O督？傊@種奇奇怪怪的解釋都是古人對光的本質(zhì)的探索結構。

近現(xiàn)代重要的作用，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：牛頓的微粒理論規模最大、惠更斯波動(dòng)理論穩中求進、麥克斯韋電磁理論和愛因斯坦的光量子理論統籌。

在我們?nèi)粘Ｉ罨蛘呶膶W(xué)中，光還意味著光明協同控製，也就是說振奮起來，光是可以看見的，是明亮的利用好，即在日常生活中我們認(rèn)為的光就是可見光深入各系統。

光既一種電磁波已經(jīng)被人們普遍接受，而頻率或波長是描述電磁波的重要參數(shù)系列。我們能夠看見的光即可見光的波長范圍在400nm-700nm之間作用。可見光的顏色被我們劃分為紅橙黃綠青藍(lán)紫七種顏色慢體驗，從紅到紫光的波長逐漸減小著力增加。

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，這與人眼的構(gòu)造以及大腦的結(jié)構(gòu)相關(guān)重要組成部分。當(dāng)光線到達(dá)眼睛的視網(wǎng)膜時(shí)流程，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。一旦光線照射到眼睛特點，眼睛的晶狀體就會(huì)把光線聚焦到那些對光敏感的細(xì)胞深刻變革、視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞上，每個(gè)細(xì)胞都會(huì)接收不同波長的能量和諧共生。視桿細(xì)胞在昏暗的光線下工作得最好質生產力，而視錐細(xì)胞則專門用于特定的顏色范圍。

L-視錐細(xì)胞占我們視錐細(xì)胞的64%技術交流，也被稱為紅色視錐細(xì)胞先進的解決方案，它們對紅色光（波長較長）敏感。

M-視錐細(xì)胞構(gòu)成眼睛視錐細(xì)胞的32%創造更多，也被稱為綠色視錐細(xì)胞宣講活動，它們對綠色光敏感。

S-視錐細(xì)胞占整個(gè)視錐細(xì)胞的2-7%工藝技術，也被稱為藍(lán)色視錐細(xì)胞效率，它們對藍(lán)色光（波長較短）敏感。

視桿細(xì)胞在弱光下工作近年來，幫助我們在夜間觀察光線講道理，這種光線所成的像沒有顏色，它們是外圍視覺技術先進。

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更多的合作機會，而光色是“周圍世界”信息的重要載體。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們掌握了信息再現(xiàn)的方法服務好，也發(fā)明了各種各樣的信息再現(xiàn)技術(shù)和相應(yīng)的器件新趨勢，例如：CRT、等離子體顯示屏共謀發展、LCD凝聚力量、OLED、Mini-LED顯示屏聽得進、Micro-LED顯示屏、3D顯示屏先進水平、AR便利性、VR……

既然是重現(xiàn)信息，那么就要考慮所顯示的信息如何與人眼觀察現(xiàn)實(shí)世界所感受得信息一致重要平臺。這就現(xiàn)需要科學(xué)家通過大量的試驗(yàn)新技術，確定出影響人眼感受信息的指標(biāo)。在這些眾多的指標(biāo)中順滑地配合，關(guān)鍵的指標(biāo)是亮度深入、色度。
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(qiáng)度分布前沿技術，測量原理涉及輻射度學(xué)基礎、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)多種方式。它的定義編入國際制（SI）單位對外開放。在SI單位中，總的電磁功率定義的單位為瓦特（W）深入交流研討，輻射照度（通量密度）定義為從一個(gè)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）資料。輻射強(qiáng)度定義為單位立體角內(nèi)的功率（W/sr）。這里關註度，立體角以輻射源或探測器上的一個(gè)點(diǎn)為參考橫向協同，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)敢於挑戰、單位投影面積上的功率［W/（sr﹒m²）］不斷創新。頻譜變量作為密度意味著如果要實(shí)現(xiàn)從波長l到頻率n 的變換，相應(yīng)的密度要乘以|dl/dn|探索，以便保留完整的積分堅持先行。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”滿意度。光是可見的情況較常見，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、測量可見光的科學(xué)體製。在光度測量中構建，使用的可見光功率（光通量）的主要單位是流明（lm）。1W 555 nm的輻射通量相當(dāng)于683 lm的光通量服務延伸。光通量（流明）定義為由CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)加權(quán)的輻射通量共創輝煌，且可以由式（B-1）計(jì)算。
Φ=k360830S(λ)V(λ)d       （1）                                     

式中進一步，為絕對光譜輻射通量（W/nm）大部分；V(λ)為明視覺光譜光視效率函數(shù)，它基于CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者人眼視覺模型提高，該模型具有測量視場角為2°的光譜響應(yīng)V(λ)機構；k= 683 lm/W，為在V(λ)峰值位置從光功率到光通量的轉(zhuǎn)換系數(shù)交流；dλ為波長增量（nm）基礎。

如式所示，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還不大。這是亮度計(jì)和照度計(jì)的基本原理高產。也可以使用分光輻射亮度計(jì)測量光譜輻射通量，并對光譜輻射通量和V(λ)進(jìn)行積分發揮作用，得到光測量值良好。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）勇探新路，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）單產提升。
3.2光度學(xué)

光度學(xué)中使用的最重要的3個(gè)術(shù)語分別為亮度、照度和發(fā)光強(qiáng)度試驗。雖然選擇流明作為光度學(xué)測量的基本單位合乎邏輯勞動精神，但由于傳統(tǒng)原因，仍選用坎德拉（cd）作為發(fā)光強(qiáng)度的單位製度保障☆A下達？驳吕x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(qiáng)度，這個(gè)定義現(xiàn)在不再采用統籌推進。從1979年起方案，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(qiáng)度，該方向上的輻射強(qiáng)度為（1/683）W/sr了解情況。根據(jù)流明定義的坎德拉為
1cd=1lm/sr

1lm是發(fā)光強(qiáng)度為1cd的各向同性光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量深入。大多數(shù)制造的光源都是以輸出總流明數(shù)規(guī)定的。立體角的單位是球面度（sr）重要的，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開展研究。因?yàn)榍虻谋砻娣e為4pr²姿勢，所以，球的立體角是4p sr首要任務。

亮度是最常測量的光學(xué)量綠色化，當(dāng)人們需要定量地表征人眼觀察的一個(gè)物體有多么明亮?xí)r，就需要測量物體的發(fā)光強(qiáng)度發展。亮度定義為光源表面在給定方向上保持穩定、單位立體角內(nèi)、單位有效面積內(nèi)發(fā)射的光通量日漸深入，也就是單位有效面積的發(fā)光強(qiáng)度動力。在SI單位制中，亮度的單位是坎/平方米（cd/m²）（該單位曾經(jīng)被稱為“nit”互動式宣講，但現(xiàn)在它被認(rèn)為不合適生產效率，nit是一個(gè)棄用的單位）。在英制單位中適應性，亮度單位是英尺朗伯（footLambert，fL）通過活化。
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)語落地生根，單位是lm/m²。當(dāng)有必要知道有多少光入射到一個(gè)表面時(shí)健康發展，如照亮投影屏幕時(shí)有效保障，就需要測量照度。照度的SI單位是勒克斯（lux, lx）長效機製，英制單位是英尺燭光（footcandle, fc）講實踐。
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(qiáng)度（或“燭光量”，這是已廢棄術(shù)語）是點(diǎn)光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射（或反射）的光通量奮戰不懈，它是描述光源在特定方向的強(qiáng)度的量市場開拓。由于運(yùn)用了點(diǎn)光源假設(shè)，因此大大縮短，只有當(dāng)光源尺寸相對于測量距離可忽略時(shí)要落實好，該發(fā)光強(qiáng)度才可被測量與使用。LED通常被假設(shè)為點(diǎn)光源更默契了，且可以使用發(fā)光強(qiáng)度描述先進技術。發(fā)光強(qiáng)度的單位是lm/sr，即cd不合理波動。表1列出了重要的輻射度學(xué)的物理量和單位宣講手段，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)的值積極拓展新的領域，見表2配套設備。更優質，式中，k=683lm/W對外開放；S(l)是光譜功率分布實力增強。
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，三刺激值定義如下：

式中探索創新，S(l)是光譜功率分布帶來全新智能，單位為nm^-1；k是任意常數(shù)新產品，如k=1去完善。

對于基于白色點(diǎn)的歸一化三刺激值（歸一化到100，也能使用任何其他的歸一化常數(shù)）長遠所需，在反射和透射情況下求索，其定義如下：

式中，b(l)是相對反射或透射的光譜功率分布規模；S(l)是光譜功率分布穩定發展，可以是任意單位；X聯動、Y增持能力、Z是沒有單位的，Y的最大值是100行業內卷；追求卓越。

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參與能力，C(l)是顯示的其他顏色的光譜功率分布合理需求，S(l)和C(l)可以是任意相同的單位；X充分發揮、Y高質量、Z是沒有單位的，Y的最大值是100選擇適用；

機構。

根據(jù)CIE 1931，任何兩個(gè)有相同X交流、Y基礎、Z值的光定義為匹配（是相同的顏色）。另外還不大，函數(shù)等于1924年為光度測量定義的函數(shù)V(l)高產。

多年來，CIE標(biāo)準(zhǔn)化了一些源于CIE 1931的色彩空間發揮作用，但在色彩空間中的不同位置數據，距離相同的兩個(gè)點(diǎn)所表達(dá)的知覺差異近似相同創新的技術。這些色彩空間被稱為均勻色彩空間，對評估色域和色度誤差的大小特別有用顯著。

下面是用于評價(jià)顯示屏的各種CIE色彩空間的總結(jié)快速增長。

CIE 1931（x,y）色坐標(biāo)值。這些值是從X占、Y高質量、Z三刺激值推導(dǎo)出的二維笛卡兒坐標(biāo)系的值，按照這樣計(jì)算激發創作，相對光譜相同而強(qiáng)度不同的光具有相同的（x, y）坐標(biāo)值前景。因此，色度值表示光的色度特性增幅最大，與強(qiáng)度無關(guān)共享應用。色坐標(biāo)值被指*為x、y標準、z示範推廣，它們是三刺激值X、Y和Z相對于三者總和的比例即將展開。
x=X/X+Y+Z積極參與，y=Y/X+Y+Z，z=Z/X+Y+Z （x+y+z=1）

相反地培養，

這里，Y可以是任何光度學(xué)量更加完善，如光通量形式、發(fā)光強(qiáng)度、亮度等支撐作用。因?yàn)樵谏让枋鲋腥諠u深入，z是多余的，為了更好地繪制二維(x, y)坐標(biāo)同時，通常取消z互動式宣講。

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模式，曲線上的點(diǎn)達(dá)數(shù)千開自動化。光譜軌跡以50nm的波長增量進(jìn)行標(biāo)記。這是當(dāng)一個(gè)（理想的）發(fā)射器的溫度升高到一個(gè)無限的溫度時(shí)的白色的顏色發揮重要帶動作用。這個(gè)觀察產(chǎn)生了色溫的概念意向，其是表示白色“等級”的一種方法。

CIE1960——均勻色彩空間文化價值。一個(gè)幾乎均勻的色彩空間形式，它的缺點(diǎn)是只有兩個(gè)維度置之不顧。這個(gè)空間由X、Y數字化、Z的線性組合得出正確的色彩空間方便，現(xiàn)在僅用于計(jì)算相關(guān)色溫（CCT）。

u=u'各領域，v=2v'/3（u', v'是1976 UCS值）

CIE1976——均勻色彩空間應用領域。它是從X、Y新模式、Z的線性組合得出的特*的色彩空間實現。Du'v'有時(shí)被用作想要忽略強(qiáng)度變化時(shí)的顏色漂移量。在圖6中組織了，光譜軌跡內(nèi)的彎曲線表示溫度為幾千開的普朗克軌跡服務體系。光譜軌跡以50nm的波長增量進(jìn)行標(biāo)記。

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搶抓機遇。該空間中隱含了一個(gè)人眼的非線性模型分析，并且是對光（特別是D65或顯示白點(diǎn)）的色度適應(yīng)模型，如圖7所示全面闡釋。由如下所示的下標(biāo)為“n”的值表征非常激烈，亮度定義為

CIE 1976 LAB——目前標(biāo)準(zhǔn)化的三維均勻色彩空間引人註目。該空間中隱含了一個(gè)人眼的非線性模型領域，并且也是對光（特別是D65或顯示白點(diǎn)）的色度適應(yīng)模型，由如下所示的下標(biāo)為“n”的值表征好宣講，亮度定義為

其中註入新的動力，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(shí)被采用，而后被CIE保留為同等的推薦標(biāo)準(zhǔn)雙重提升。然而，顯示技術(shù)人員優(yōu)選CIE LUV事關全面。這種偏好是基于以下事實(shí)：CIE LUV有一個(gè)特*的色度空間（坐標(biāo)為u^*/L^*表現明顯更佳、v^*/L^*），其中兩束光的任意混合都會(huì)顯示在空間中這兩束光之間的線段上等形式。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技術的開發，而CIE LAB并不具有這個(gè)特點(diǎn)。誠然飛躍，CIE LAB空間最近已經(jīng)被一些顯示技術(shù)專家選擇服務品質，因?yàn)橄啾扔谳^小的顏色差異，其更接近均勻組成部分。然而影響，CIE LUV仍然是一個(gè)被證明過的CIE空間新的動力，且因?yàn)樗谋憷院蜌v史先例而具有吸引力。本書并不認(rèn)為CIE LUV比CIE LAB或其他色差公式更好發展契機，但在示例計(jì)算中使用CIE LUV作為足夠的色彩空間來測量廣泛關註。

在CIE 1960均勻色彩空間中，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就沒有意義了發力，其中距離為優勢領先。然而，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)單位以下共創美好。

  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(diǎn)表示這個(gè)距離推動並實現，也經(jīng)常用另一個(gè)單位量化從給定光線的色坐標(biāo)到普朗克軌跡的距離，這就是最小可察覺的色差（MPCD）覆蓋範圍，它定義為0.004(u,v) 距離單位優化程度。數(shù)值0.004是在彩色電視的初期引入的，為條件不太嚴(yán)格的情況下(u, v)中的最小可察覺的差異奮勇向前。這個(gè)數(shù)字經(jīng)常在照明行業(yè)被引述不斷豐富，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(diǎn)的距離。如果顏色有差異組建，如在一個(gè)房間內(nèi)的不同位置各有優勢、不同屏幕上顯示顏色，那么兩個(gè)點(diǎn)之間的色坐標(biāo)(u', v')差異不小于0.04重要的意義，這個(gè)差異能夠被察覺持續，而0.04是閾值距離，指同一屏幕上再獲、相鄰的兩個(gè)顏色區(qū)域的色坐標(biāo)在CIE 1976均勻色彩空間中的距離產品和服務。

詳細(xì)內(nèi)容請參閱《信息顯示測量標(biāo)準(zhǔn)》一書。
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(jì)量委員會(huì)著激發創作，李偉、李子君實事求是、高彬等譯進行探討，信息顯示測量標(biāo)準(zhǔn)[M]，附錄B服務水平，北京：電子工業(yè)出版社最新，2024
人物介紹

高彬 ，在某軍工企業(yè)工作了8年處理方法，長期從事加固顯示方面的研究重要作用，參與了十多個(gè)型號的加固顯示屏的研發(fā)。同時(shí)習慣，在機(jī)載加固顯示的光電測量方面也有著豐富的經(jīng)驗(yàn)充足。翻譯并出版了《OLED顯示概論》和《信息顯示測量》兩本書籍進展情況。