应用技术
APPLIED TECHNOLOGY
色域模拟计算
液晶显示技术LCD因其轻薄、高性能等优点而应用广泛。液晶显示设备覆盖了大尺寸的背光电视、中小尺寸的手机、平板电脑、笔记本。在选择相应的产品时，各个公司都提出了各自的产品性能优势，例如：曲面屏、屏幕高刷新率、高色域覆盖率等。色域值可以反映屏幕色彩颜色的重现能力，是评价显示屏性能的指标之一。本文主要介绍380-780nm可见光范围的任意白光光谱色域计算方法。
一、彩色滤光片三原色计算
色度坐标的计算，首先要知道由光源发出直接进入人眼所产生颜色感觉的光谱能量，或者光源经由物体反射或透射后进入人眼所产生颜色感觉的光谱能量，称之为颜色刺激函数，用Φ(λ)表示。根据CIE的规定，在可见光谱范围内，由颜色刺激函数Φ(λ)引起的三刺激值由下式计算：
K为调整系数。
X、Y、Z为待测光源颜色的三刺激值。
x̅(λ)、y̅(λ)、z̅(λ)为CIE1931XYZ色度系统中的光谱三刺激函数。
若被测颜色为光源色，即由光源发出的光直接进入观察者的眼睛，则颜色刺激函数Φ(λ)等于光源负责的相对光谱功率分布P(λ)。若被测颜色是非自发光的物体色，则实际进入人眼的颜色刺激函数Φ(λ)等于相应光源的相对光谱功率分布与物体本身的光谱函数的乘积。对于彩色滤光片，颜色刺激函数Φ(λ)是照明体光源的相对光谱功率分布P(λ)与彩色滤光片光谱透过率t(λ)之积，即：Φ(λ)=P(λ)*t(λ)（2）
将公式（2）代入（1）中即得：
计算出三刺激值后，即可计算出光源在CIE1931XYZ色度坐标系统中的色度坐标：
按照以上方法，分别计算经滤光片后的RGB三色光，（Rx，Ry）、（Gx，Gy）、（Bx，By）。
二、色域面积计算
在CIE1931色度图中色域面积计算，设三角形的三个颜色顶点坐标分别为（Rx，Ry）、（Gx，Gy）、（Bx，By），则该三角形色域面积S的计算公式为：
S=|(Rx*Gy+Gx*By+Bx*Ry-Rx*By-Gx*Ry-Bx*Gy)/2|（5）
三、相对色域计算
目前，评价色域有很多评价标准。例如：美国国家电视标准委员会推出的NTSC惠普与微软于推出的sRGB、Adobe Systems开发的Adobe RGB、美国电影行业推出的DCI-P3、国际电信联盟提出的BT.2020(UHDTV)等等。根据色域面积计算公式，可分别计算不同评价标准下，标准色域面积如下表：
|
Gamut |
coordinate |
R |
G |
B |
W |
CCT |
色域面积 |
|
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 |
相对色域（即相对色域面积比或色域覆盖率），是在CIE1931XYZ色度坐标系统中，光源通过滤光片后进入人眼所产生颜色组成的色域面积与特定评价标准色域面积比。
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参考文献：
[1] 陈煌彬.高色域液晶显示光谱优化技术研究[D].福建:福州大学,2016:10-12
-
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