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TFT-LCD廣色域技術引言引言引言引言u新技術 :LED 廣色域新技術uK93 資料Q：1、色彩、色域與 CIE關係？ 2、sRGB 以及NTSC ？3、廣色域？ 4、LED與色域？ 5、K93 如何擴大色域？ K93 Optical Specifications資料來源：資料來源： K93 SPEC. & http:/ CONTENTS1/16彩色物體彩色物體光源光源人眼、大腦人眼、大腦CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間吸收吸收透射透射反射反射u顏色的產生n光源色n彩色物體對光線的吸收反射透射等展現出來的色彩uCIE國際照明委員會 ：為量化色彩視覺，CIE制定了科學描述色彩視覺的系統CIE色彩空間CIE 中文名稱為國際照明委員會，CIE（Commission internationale de lclairage） 為其法語名稱的縮寫一個有關光學、照明、顏色等科學領域的國際權威組織，成立於1913年，其總部位於奧地利維也納，主導或參與 制訂 光學、照明、顏色等科學領域 的國際標準2/16屏幕示意圖待測色光黑擋屏顏色匹配試驗示意圖CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間Remark：採用上述波長顏色為三原色的原因為在當時條件下，能夠精確產生及控制的單色，三原色的單位量原因為三原色按單位量加色混合能匹配出等能白光A、選定三原色Item RedRed Green Blue Blue 波長 nm 700 546.1 435.8B、選定三原色的單位量，記為(R)(R)(G)(B)(B)；单位量 (nits ) 1.0000 4.5907 0.0691C、對可見光（ 380nm至740nm）每隔 5nm逐一進行匹配實驗， 待測色光實現色匹配時所需的三原色的數量待測色光實現色匹配時所需的三原色的數量為待測色光的光譜三刺激值，記為為待測色光的光譜三刺激值，記為r () ，g () ，b ()3/16uCIE色彩空間的發展n顏色匹配試驗lW. David Wright (Wright 1928) 和 John Guild (Guild 1931) 獨立進行了一系列人類視覺實驗，即顏色匹配實驗，確定了大致三原色與一般人可感知的顏色範圍nCIE 1931 RGB色彩系統l選取 317位正常視覺者重新進行顏色匹配試驗l定義 三原色及其單位量可見光的光譜三刺激值uCIE色彩空間的發展nCIE 1931 RGB色彩系統l CIE 1931 RGB 颜色匹配函数l 顏色匹配函數l 某一顏色是由三原色的比例決定，使用 r、g、b來描述比例值l 數學意義 :CIE 1931 RGB 颜色匹配函数Remark：產生負值的原因，因為當待測色光為單色光時；當 R、G、B三原色光混合后無法匹配時，將三原色之一移至待測色光，從而使至匹配，此時將被移至待測色光的原色刺激值記為負值CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間4/16uCIE色彩空間的發展nCIE 1931 RGB色彩系統l 以r& g分別為橫縱座標軸，基於光譜三刺激值，對整個可見色光做圖，得到 CIE rg 色度圖l 在CIE rg色度圖中，色度圖的輪廓表達出了可見色光的色域範圍，色度座標為三原色的比值CIE 1931 rg色度圖CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間C待測色光待測色光 C色度座標：色度座標： r=0.6 g=0.4 得出得出 b=1-r-g=0定量描述：定量描述： C為為575nm的色光，由的色光，由 0.6單位單位量的量的 r，0.4單位量的單位量的 g與與0單位量的單位量的 b組成組成5/16標準色度觀察者 XYZ 函數 CIE 1931 RGB 颜色匹配函数nCIE 1931 XYZ色彩系統l RGB色彩系統的缺點：三刺激值存在負值，不利於計算l 將RGB 颜色匹配函数通過數學方法轉換為標準色度觀察者XYZ 函數CIE 1931 xy色度圖uCIE 1931 XYZ色彩系統n利用以下數學對應關係將RGB色彩空間轉換為 XYZ色彩空間n由上面公式可得 x+y+z=1nCIE rg色彩圖通過數學方法轉換為現國際通用的CIE 1931 xy色度圖CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間6/16CIE 1931 rg色度圖CIE 1931 xy 色度圖C(x, y)(xn, yn)I(xI, yI)純度純度以上資料主要參考：以上資料主要參考： http:/en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space & http:/ & http:/ /en.wikipedia.org/wiki/Color_modelCIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間uCIE 1931 xy色度圖n色度圖表達出了可見色光的色域範圍，輪廓為可見色光的波長分佈(380nm740nm)n純度 (色飽和度 )Purityl純度的趨勢： E為純度最低的中心白點，色度圖輪廓上為純度最高的各單色色光l純度的計算：已知其色座標C(x ,y)時，連接中心白點 E (xn, yn)=(0.33,0.33)、C，并延長至色度邊界，得I (xI ,yI)點n xy色度圖定量描述色彩l例：某一色光 C(0.45,0.42)，延長 EC得I(0.51,0.49)點,I點波長為 580nm，計算Pe=59.9%l色光 C為580nm的色光，其純度為59.9%，其 XYZ色度座標為 (0.45，0.42，Z=1-x-y=0.13)純度計算公式7/16CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間uCIE Yxy色彩空間色彩空間uY軸為亮度，并依據軸為亮度，并依據HSL HSV色彩體系將亮度分割成色彩體系將亮度分割成10部份部份uE點（點（ Y=100）為人眼所能接受的最大亮度點，）為人眼所能接受的最大亮度點，Y=0為黑點為黑點CIE Yxy色彩空間色彩空間HSLHSVColorfulnessChroma, saturation, purity 需在各自的顏色體系中體現，一般可認是相同的。

Saturation： 為HSL & HSV RGB 色彩體系中的定義，均可使用CIE進行計算可通過 CIE 1976 L*u*v 進行計算Purity：為 CIE 1931 XYZ色彩體系中的定義Chroma: 為CIE 1976 L*a*b & L*u*v 色彩體系 中的定義http:/en.wikipedia.org/wiki/Colorfulness#cite_note-6CIE 1931 xy 色度圖 193119601964197619972000CIE-RGBCIE-XYZCIE-UCSCIE-L*u*vCIE-L*a*bCIE-CAM97sCIE-DE 2000CIE-UVWCIE 1976 L*u*v色度圖CIE-CAM97s色度圖CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間uCIE色彩空間的完善色彩空間的完善CIE 1931 rg色度圖 8/16u色域：n 某種設備所能表達的所有顏色在色度圖中所構成的區域uNTSC 1953 色域n 1953 NTSC (National Television Standards Committee美國國家電視系統委員會)基於 1931 xy色度圖制定了關於彩色电视的色域标准。

usRGB色域n 1996 IEC (International Electrotechnical Commission國際電工委員會 )制定的關於數字影像的色域標準 90%sRGB=72%NTSCu廣色域n 一般的 TFT-LCD色域範圍為 NTSC 65%-72%,當某個顯示器色域超過72%NTSC時，即可稱為廣色域NTSCsRGBCIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間9/16NTSC & sRGB 色域CIE CIE 色彩空間色彩空間色彩空間色彩空間 A.:nCIE為了量化色彩視覺，制定了CIE 色彩空間，其中最為常用的是CIE 1931 xy 色度圖n對某一顏色可使用色度座標進行定量描述，並可以直觀的呈現于CIE色度圖中n某種設備所能表達的所有顏色在CIE色度圖中所構成的區域稱為色域n NTSC、sRGB色域為國際通用的標準色域，為液晶顯示器提供參考對象n某個顯示器色域超過72%NTSC時，即可稱為廣色域10/16Q：1、色彩、色域與 CIE關係？ 2、sRGB 以及 NTSC ？3、廣色域？4、LED與色域？ 5、K93 如何擴大色域？ 廣色域技術廣色域技術廣色域技術廣色域技術uTFT-LCD模組顏色的產生Color Filter彩色物體人眼、大腦LED光源BLU11/16光源 LED相對光譜能量分佈函數彩色濾光片光譜透射率函數液晶模組的相對光譜能量分佈標準觀察者XYZ函數液晶顯示器的三刺激值函數廣色域技術廣色域技術廣色域技術廣色域技術uTFT-LCD模組色域計算原理nLCD的色域由 LED、彩色濾光片、人眼的光學性質積分得到三刺激值，進而得到色座標，以及色域uTFT-LCD色域的測量12/16K93 Optical Specifications分光色度計分光色度計廣色域技術廣色域技術廣色域技術廣色域技術u廣色域的決定因素13/16光源光源 LED相對光譜相對光譜能量分佈函數能量分佈函數 ()SColor Filter 的光譜的光譜透射率函數透射率函數 ()u光源如何影響物體色域n物體在光源照明下所呈現顏色的真實性，稱為光源的顯色性，光源的顯色性影響物體的色域。

n光源的顯色性又由光源的相對光譜能量分佈 (relative spectral power distribution簡稱SPD)決定nSPDl橫座標為波長，縱座標為相對能量n為什麼會有 SPDl光源可由 不同 波長 的色光組成，如最為常見的白光 (日光與 RGB三原色白光 )，不同的色光對應能量的大小不同，使用SPD來量化光源的屬性14/16廣色域技術廣色域技術廣色域技術廣色域技術不同光源下物體的色彩表現SPD廣色域技術廣色域技術廣色域技術廣色域技術u光源的評價n色溫l色溫的定義p黑体：指能够把入射的电磁波全部被吸收的物 体，既没有反射，也没有透射，同时发射能力也为所有物体中最大p色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温色温用绝对温度表示，单位为 Kl色溫的意義：p色温与相关色温主要描述光源发出的光色，并不表示光源的实际温度，例：色温高说明蓝 绿光成分多，色温低说明黄红光成分多p用以衡量光源是否標準，越接近D65的色溫n光源的顯色性u 光源的參照標準u CIE規定北歐、西歐正午的陽光為標準光源 D65u 某一人造光源與 D65對比 , 其相對光譜能量分佈曲線與D65越接近，顯色性越好CIE Standard Illuminant D65 (SPD)15/16廣色域技術廣色域技術廣色域技術廣色域技術Q：1、色彩、色域與 CIE關係？ 2、sRGB 以及 NTSC ？3、廣色域？4、LED與色域？A: 光源的顯色性影響物體的色彩表現，SPD決定其顯色性的好壞，對液晶模組而言，LED的SPD決定 Color Filter 的色彩表現，進而影響模組的色域。

CIE規定 D65為標準光源，為實現廣色域LED的SPD越接近 D65 越好Type成本優勢技術成熟度色域專利束縛Red Green Blue LED理論值約115%NTSCNichia專利束縛Blue LED+ Yellow Phosphor約72%NTSCBlue LED+ Red & Green Phosphor約80%NTSC無專利束縛UV LED+ RGB Phosphor90%16/16廣色域技術廣色域技術廣色域技術廣色域技術u LED 技術lR、G、B三色 LED價格高，多用於高端產品l藍色 LED晶片 激發 YAG黃色螢光粉 ，價格較低，為市場主流l藍色 LED晶片 激發紅、綠 色螢光粉 ，技術較為成熟，色域高，新的趨勢Q：5、K93 如。