如何拒絕單一顯示：混色背后的科學(xué)

　　由于比傳統(tǒng)照明方案擁有更多的優(yōu)勢(shì)，高亮度（HB）LED的應(yīng)用日趨普及。高亮度LED的優(yōu)勢(shì)之一是其具有生成不同色彩的能力，它們?yōu)檠b飾照明領(lǐng)域開啟了一片新天地。

　　混色的本質(zhì)是通過以適當(dāng)比例混合基礎(chǔ)原色生成次級(jí)（secondary）色彩的過程。本文將解釋混色背后的科學(xué)，包括涉及到的數(shù)學(xué)公式以及如何有效地應(yīng)用它們。

　　混色和多點(diǎn)激勵(lì)空間背后的科學(xué)

　　原色并不是光的基本屬性，但往往涉及到眼睛對(duì)光的心理反應(yīng)。人們認(rèn)為，原色是完全相互獨(dú)立的，但可以組合以生成一個(gè)有用的色彩范圍（色域）。

　　類似于任何其他物理現(xiàn)象的數(shù)學(xué)表示，顏色模型可以以不同方式表述。每種模型各有優(yōu)缺點(diǎn)。建模的目標(biāo)是盡量減少公式的復(fù)雜性和變量數(shù)，同時(shí)最大化“實(shí)質(zhì)”和覆蓋范圍。

　　傳統(tǒng)上，無論分配給變量何種含義，其中三個(gè)足以描述所有顏色：RGB，色調(diào)—飽和度—亮度（HSB），其它基于色調(diào)—飽和度的模型，如L×a×b和xyY。它們的一個(gè)共同特點(diǎn)是變量的數(shù)量或維度。

　　在多點(diǎn)激勵(lì)空間，色彩激勵(lì)由字母R、Q、G、B和A等標(biāo)記。Q指代任意顏色的激勵(lì)；字母R、G、B和A，留作表述選定的用于配色實(shí)驗(yàn)的固定基本激勵(lì)。紅，綠，藍(lán)和琥珀色是基本激勵(lì)。

　　色彩匹配是指給定激勵(lì)Q由確定的各種基本激勵(lì)R、G、B和A以適當(dāng)數(shù)量混合得到的附加劑混合物，可用矢量方程（公式1）表示為：

　　公式1

　　在多維空間，顏色激勵(lì)Q由多點(diǎn)激勵(lì)向量Q表述；其中：標(biāo)量乘數(shù)（scalar multiplier）RQ、GQ、BQ和AQ分別以給定的基本激勵(lì)R、G、B和A的約定的各自度量單位來測(cè)量，它們被稱為Q的多點(diǎn)激勵(lì)值。

　　圖1是公式1線性多維空間的幾何表示。單位向量R、G、B和A代表基本激勵(lì)，它們界定了空間。他們有共同起點(diǎn)，指向四個(gè)不同方向。

　　圖1：多維色彩空間。

　　向量Q與R、G、B和A的原點(diǎn)相同。其四個(gè)組成部分，位于由R、G、B和A定義的軸；長(zhǎng)度分別等于Q的多點(diǎn)激勵(lì)值RQ、GQ、BQ和AQ。方向和長(zhǎng)度可由公式（1）定義的簡(jiǎn)單矢量方程獲得。R、G、B和A定義的空間，被稱為多激勵(lì)空間。在該空間，顏色激勵(lì)Q可看作一個(gè)多激勵(lì)向量（RQ、GQ、BQ和AQ）。在顏色混合算法中，固件計(jì)算這些值應(yīng)該是什么，以獲得色彩激勵(lì)Q。

　　混色

　　圖2顯示的是CIE 1932色度圖。圖中有三個(gè)LED：紅色，綠色和藍(lán)色。通過以適當(dāng)比例混合兩個(gè)原色（如紅色和藍(lán)色），就能夠產(chǎn)生它們連線上的顏色；同樣，當(dāng)混合藍(lán)色和綠色時(shí)，可以產(chǎn)生藍(lán)色和綠色連線上的所？？有顏色。

　　圖2：CIE色度圖。

　　對(duì)這三種LED色進(jìn)行混合可以產(chǎn)生位于這個(gè)三角形內(nèi)的任何顏色。該區(qū)域被稱為色域。但在CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)中，顏色分布是不均勻且不連續(xù)的。因此，在決定生成所需的次級(jí)色而計(jì)算原色的比例時(shí)，不能采用線性變換。

　　在混色應(yīng)用中，固件按照CIE色度坐標(biāo)的形式輸入數(shù)值。對(duì)每個(gè)LED通道，它將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)恼{(diào)光值。簡(jiǎn)單說，調(diào)光值就是LED必須具有的調(diào)光范圍所對(duì)應(yīng)最大光通量的比例。如果以智能方式迅速接通和關(guān)斷LED的工作電流，就可對(duì)LED的光通量輸出實(shí)施控制。

　　固件會(huì)將該坐標(biāo)與預(yù)編程的系統(tǒng)中所用LED特點(diǎn)的知識(shí)相結(jié)合。然后，它完成必要的將色度坐標(biāo)正確轉(zhuǎn)換成每個(gè)LED亮度值的轉(zhuǎn)換功能。該過程使得其光輸出混合在一起以生成輸入到系統(tǒng)中的顏色的色度坐標(biāo)。