多观察者显示屏色彩测量 使用多种颜色匹配函数(CMF)评估显示屏色彩

实现不同技术显示屏之间的颜色一致性

即使两块显示屏测得的白点色品坐标相同,人眼看到的颜色仍可能存在差异。在对 OLED、QD-OLED、Mini-LED 和 MicroLED 等具有不同发射光谱的显示屏进行颜色匹配时,这一问题尤为突出。

采用多种颜色匹配函数(CMF)进行色度评估,有助于制造商发现仅使用传统 CIE 1931 测量方法难以识别的潜在色差。通过比较不同色度观察者模型的评估结果,可为显示屏校准、颜色匹配和生产质量控制提供更多参考信息。

挑战:仅匹配色品坐标还不够

传统显示屏校准通常基于 CIE 1931 标准色度观察者。然而,当显示屏具有不同的发射光谱,尤其是窄带发射光谱时,即使测得的色品坐标相同,采用其他观察者模型进行评估时仍可能出现颜色差异。

这种现象称为观察者同色异谱现象(Observer Metamerism),给不同显示技术之间的颜色匹配带来了挑战。例如,OLED 和 LCD 显示屏即使满足相同的白点规格,并排观看时仍可能出现肉眼可察觉的色差。

图 1: 三块具有不同发射光谱的显示屏,分别为参考 OLED 显示屏(左)、LCD 显示屏(中)和另一块 OLED 显示屏(右)。尽管三块显示屏均按照 CIE 1931 2° 标准观察者匹配至相同白点,但由于同色异谱失配,其视觉呈现的颜色仍可能存在差异。

表 1:图 1 所示显示屏的白光发射光谱比较。

主要挑战包括:

  • 识别传统 CIE 1931 测量方法难以发现的潜在色差
  • 评估不同发射光谱对显示屏颜色匹配的影响
  • 根据具体显示应用及目标用户群体选择合适的观察者模型
  • 比较不同色度观察者模型的评估结果
  • 在采用其他颜色匹配函数(CMF)时,确保光度测量结果的可溯源性

我们的解决方案:结合光谱测量与灵活的 CMF 色度评估


Instrument Systems 将光谱辐射测量与基于多种色度观察者模型的色彩评估相结合。制造商可使用 CIE 1931 2°、CIE 1964 10°、CIE 2015 2° 和 10° 标准观察者,以及系统支持的自定义观察者模型,对同一组实测光谱数据进行评估。这种方法有助于识别和量化不同观察者模型下的色差,分析观察者同色异谱现象,并针对不同显示技术和应用优化颜色匹配。

针对不同测量需求,Instrument Systems 提供以下两种方案:

二维显示屏色彩测量 — LumiTop、CAS 和 LumiSuite

对于需要进行空间分辨测量的显示屏测试,LumiTop 成像色度计 将高分辨率成像与 CAS 光谱辐射计。借助 LumiSuite 软件及其 MyCal 功能, 可将选定的颜色匹配函数(CMF)应用于相机色彩校准和二维色度评估,从而评估显示区域内的白点差异、颜色分布及均匀性。
该方案适用于显示屏研发、校准和生产质量控制,也支持使用不同色度观察者模型进行评估的应用需求。

一维单点测量 — TOP 200 与 CAS 光谱辐射计

对于显示屏指定位置的色彩评估,可结合 CAS 光谱辐射计 与 TOP 200 光学探头获取光谱测量数据,并使用不同观察者模型进行比较。通过 SpecWin Pro 软件或 CAS.dll,可使用标准或自定义颜色匹配函数(CMF)对实测光谱数据进行后处理,计算并比较三刺激值和色品坐标。
该方案适用于无需全屏成像测量的针对性颜色匹配和显示屏特性分析。

使用多种 CMF 进行可溯源的亮度测量

其他观察者模型可提供额外的色彩信息,但并不取代现有的光度测量标准。标准亮度测量仍采用明视觉光谱光视效率函数 V(λ),而其他颜色匹配函数(CMF)则用于对实测光谱数据进行补充色度评估。通过保持测量结果对现有光度标准的可溯源性,制造商既能可靠地比较不同测量系统及生产基地的测量结果,也能获得针对不同观察者模型的色彩评估信息,为一致的质量控制和颜色匹配决策提供依据。

希望改善不同显示技术之间的颜色匹配效果?


欢迎联系 Instrument Systems,了解适用于显示屏研发、校准和生产测试的测量解决方案。

常见问题(FAQs)

1. 为什么 OLED 和 LCD 显示屏的白点相同,看起来却有色差?

即使 OLED 和 LCD 显示屏测得的 CIE 1931 白点色品坐标相同,其发射光谱仍可能存在差异。这些光谱差异可能导致在其他观察者模型下出现同色异谱失配。使用多种颜色匹配函数(CMF)评估光谱数据,有助于识别和量化潜在色差。

2. 什么是显示屏颜色匹配中的观察者同色异谱现象?

观察者同色异谱是指两种不同的发射光谱在某一观察者模型下呈现相同的颜色,但在另一观察者模型下却出现颜色差异的现象。在比较 OLED、QD-OLED 和 MicroLED 等光谱特性不同的显示屏时,这一现象尤为重要。通过采用多种色度观察者模型进行评估,制造商可以分析不同显示屏之间可能存在的颜色匹配差异。

3. 什么是颜色匹配函数(CMF)?为什么需要使用多种 CMF?

颜色匹配函数(CMF)描述标准人眼观察者对不同波长光的颜色匹配特性。通过 CMF,可以根据实测光谱数据计算颜色值,将物理光测量结果与人眼色彩感知联系起来。由于不同观察者的色彩感知存在差异,使用多种 CMF 有助于评估显示屏颜色在不同观察者模型下可能出现的差异。

4. CIE 1931 和 CIE 2015 颜色匹配函数有什么区别?

CIE 1931 和 CIE 2015 采用不同的光谱灵敏度函数计算颜色值。CIE 1931 仍是传统色度测量中广泛使用的标准,而 CIE 2015 提供了其他观察者模型,有助于识别额外的颜色匹配差异,尤其适用于具有窄带发射光谱的显示屏。

5. 使用多种 CMF 如何改善显示屏颜色匹配?

通过使用不同观察者模型评估同一组实测光谱数据,制造商可以发现传统白点匹配方法可能忽略的色差。这些评估结果有助于比较不同显示技术、选择合适的校准目标,并为提高颜色一致性提供参考依据。

6. 使用其他 CMF 时,如何确保标准亮度测量的可溯源性?

标准亮度测量仍采用现有的明视觉光谱光视效率函数 V(λ),并使用经过可溯源校准的测量系统。其他颜色匹配函数(CMF)仅用于提供补充色度评估结果,不会取代标准化的光度量。

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