显示器颜色特色分析

显示器的颜色特色分析 彩色显示器是用来传达颜色信息的重要设备,成为计算机系统不可缺少的外部设备。但是,不同品牌、不同型号显示器的显示颜色性能不同, 有些甚至差别很大。印刷图像处理对颜再现的要求很高,显示器所显示的颜色应与原稿、打样和印刷品颜色尽可能保持一致, 也就是常说的,软打样颜色显示误差会导致复制的失败。在用网络传输彩色图像信息时,也要求同一幅图像在不同显示器上现出相同的颜色效果，否则就可能传递错误的信息。以上都要求采用色彩管理技术,以保证颜色信息在不同设备上有相同或接近的颜色表现。 一、显示器的呈色原理 显示器呈现颜色是通过屏幕上的红绿蓝荧光粉发光来实现的，当三种荧光粉发光强度不同就会合成不同的颜色，颜色合成原理符合色光加色法。荧光粉发光强度与落在上面的电子数成正比，因此控制发射的电子数就可以实现颜色的控制，而发射的电子个数取决于显示器感光传感器给定的数字驱动值，数字驱动值是显示器表示颜色的数字量，也是保存在数字图像文件中的数字值。 红绿蓝荧光粉所发的光形成现实颜色的三刺激值，可以分别用ＲＧＢ表示。ＲＧＢ三刺激值构成显示器RGB颜色空间的色彩，根据颜色变换规则关系，ＲＧＢ三刺激值可以由传感器数字驱动值控制，从而也可以由传感器数字驱动值控制，三者间的转换关系和转换系数正确与否，决定了显示器色彩管理的精度和有效性。 二、实验的目的 　 随着计算机和数字图像技术的飞速发展,计算机控制的阴极射线管(cathode ray tube , CRT) 彩色显示器控制方便灵活,在颜色视觉研究领域得到了广泛的应用. 要准确控制颜色信息的复制和传递,必须对CRT 显示器的呈色特性进行定量描述。 根据显示器的成色原理，选择特定的具有代表性的色块代表整个色空间，分别计算显示器色彩传感器的数字驱动值和ＲＧＢ三刺激值的关系，以及RGB空间和ＸＹＺ空间的关系，用以拟合显示器各传感器的颜色传递曲线，通过这种分层次的求解过程，使得参数间的关系简化，从而提高算法的精度，也减低了算法难度。 三、实验设计 实验仪器及校准 1、分光光度计。 2、彩色CRT显示器：联想显示器 3、辅助测量图像处理软件Colorshop2.5。 实验的条件 　 数据的测量要在计算机开启半个小时以后进行测量，使得计算机处于正常的工作状态。 　 实验的 1.先进行显示器的校正 显示器在校准之前首先要进行屏幕清洁、显示器预热及参数的设定。通常显示器需要校正的参数包括亮度、伽马值、白平衡( 色温)。 对显示器白平衡的确定可以利用显示器白色区域的色温, 或者是白色区域的三刺激值坐标来表示。普通电脑系统的显示器色温通常为9 300 K 左右, 但印前系统中为了使操作者在屏幕上看到的图像颜色与在承印纸张上输出图像的颜色尽可能相接近, 一般要求显示器的色温为5 000~ 6 500 K[ 2] 。Mac 机通常默认值为6500K, 这也是色度学中ICC[ 3] 推荐使用的照明体D65 光源的色温值。 伽玛值的确定:伽玛值是表征系统输入值和输出值之间的一种比例关系, 该值影响高光与暗调的分布情况。在没有色彩管理时,可以对照同一文件的最终印刷品和屏幕软打样图像来调整伽玛值, 使其对比度一致。在使用色彩管理时, 系统需要设定一个典型的伽玛值, 一般把Mac 机伽玛值设定为1.8, PC 机伽玛值设定为2. 2。 2.安装colorshop软件，开启软件 连接色度仪并确保载入合适的驱动程序，创建显示器配置文件, 进行参数预设。 3.设计色块并测量 对色块以一定的等级划分，设计实验样本。 4.数据记录 用分光光度计测量并记录各个色块的RGB驱动值、XYZ值、计算XYZ值进行比较。 四、实验数据 样品数字驱动值及对应的测量三刺激值与计算的三刺激值 样品号 d(r) d(g) d(b) 测量值 计算值 X Y Z X Y Z 1 255 255 255 94.55 99.87 108.56 95.36 100.32 108.34 2 0 0 0 1.5 1.06 0.94 1.3 1.1 0.95 3 64 0 0 3.81 2.36 1.11 3.6 2.2 1.21 4 128 0 0 11.12 6.09 1,5 11.13 6.10 1.3 5 192 0 0 24.1 12.73 2,19 24.12 12.34 2.14 6 255 0 0 43.34 22.58 3.26 43.23 22.43 3.11 7 0 64 0 3.14 4.78 1.58 3.12 4.53 1.25 8 0 128 0 4.84 2.57 20.8 4.35 2.47 20.8 9 0 192 0 20.25 38.9 8.0 20.45 38.8 8.23 10 0 255 0 36.47 71.32 14.25 36.53 71.23 14.11 11 0 0 64 1.92 1.28 5.2 1.83 1.22 5.32 12 0 0 128 18.92 21.91 4.2 18.35 21.24 21.27 13 0 0 192 10.3 4.8 49.89 10.23 4.74 49.26 14 0 0 255 18.55 8.54 93.12 18.55 8.24 93.14 15 64 64 0 5,52 5.97 1.65 5.25 5.83 1.65 16 128 128 0 18.96 21.91 4.34 18.87 21.85 4.35 17 192 192 0 42.6 50.5 9.13 42.85 50.57 9.24 18 0 64 64 3.75 4.96 5.34 3.56 4.8 5.87 19 0 128 128 12.78 18.36 23.33 12.47 18.45 23.56 20 0 192 192 29.38 43.0 56.54 29.42 43.13 56.23 21 64 0 64 4.37 2.52 5.25 4.32 2.5 5.23 22 128 0 128 14.38 7.41 20.88 14.23 7.4 20.5 23 192 0 192 32.56 16.25 50.43 32.5 16.25 50.24 24 128 128 128 22.28 23.12 23.34 22.4 23.12 23.45 25 192 64 0 25.45 16.27 2.78 25.42 16.5 2.45 26 192 0 64 24.46 12.83 6.26 24.67 12.34 6.34 27 0 192 64 20.69 39.04 11.34 20.69 39.1 11.25 28 64 192 0 22.26 39.56 7.89 22.25 39.45 7.65 五、数据分析 通过实验数据可以看出，实验计算结果与测量值, 二者基本相符,误差在仪器测量的范围之内, 说明上面的推导和分析是正确的。因此, 在实施显示器色彩管理时, 可利用这种颜色叠加关系来进行颜色查找表的计算。 六、总结 显示器呈现颜色是通过屏幕上的红、绿、蓝荧光粉发光来实现的,当3种荧光粉发光的强度不同时就会混合成不同的颜色。荧光粉发光的强度与落在上面的电子个数成正比, 因此控制发射的电子个数就可以实现颜色的控制, 而发射的电子个数取决于计算机给定的数字驱动值。数字驱动值是计算机表示颜色的数字量, 也是保存在数字图像文件中的数字值, 用 dr、dg、db 分别表示红、绿、蓝通道的数字驱动值。尽管数字驱动值是表示颜色的量, 但它们既非颜色的感觉, 也不与组成颜色的三原色数量成线性关系。 由显示器颜色线性叠加的关系可以计算显示器的颜色查找表, 进而得到简便的显示器色彩管理。该方法不需求解复杂的方程, 只要测量很少的颜色样品,并分别对白场和􀀁值进行调整, 就可满足匹配印刷条件的要求。用这种方法建立彩色显示器颜色查找表时, 只需要测量各单色通道的颜色, 建立各自的一维颜色查找表, 再利用颜色叠加关系计算三维查找表。通过实例验证了这种方法, 计算结果的准确度能满足使用要求。 显 示 器 色 彩 特 性 研 究 机电工程系 印刷工程1003班 裴婷婷