1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和厦门大学研究生学术活动规范(试行)。另外，该学位论文为( )课题(组)的研究成果，获得( )课题(组)经费或实验室的资助，在( )实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：土沙t年6月舻日【。一YItllllll21111101111171111111111 llltl!llll4253Y207厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大
2、学根据中华人民共和国学位条例暂行实施办法等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：( )1经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于(日解密，解密后适用上述授权。不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学
3、位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。) ，声明人(签名)：土寥D砂I 2年易月岔日摘要摘要显示器作为一种信息传播的媒介，已经成为了人们生活中必不可少的科技产品。如何定量地描述和评价显示器的显示效果，一直是人们关心的问题。随着色度学理论和测量仪器的发展，为显示器的测量提供了理论和实验基础。本文主要从显示器的色度学特征入手，围绕其色域、色纯度等显示器特征参数展开研究，具体内容包括以下几个方面：l、简单介绍了显示器的发展历史和显示器测量的研究背景，并且对未来显示器和显示技术的发展进行了阐述，提出了显示器光学性能测量的重要性。2、从色度学基本原理出发，对显示器光学性能测量的基
4、本原理进行阐释，并对显示器光学性能特征参数对应的色度学系统计算原理、计算方法等方面作了简单介绍。3、提出了三维色空间分析色彩和色域的方法，将亮度因素引入色域测量。通过对显示器不同背光源亮度下，RGB三基色的色坐标的测量和参数计算，发现色域大小随着背光源亮度的增加呈先快速上升然后缓慢下降的趋势。同时，讨论了亮度对RGB三色饱和度的影响以及RGB三色饱和度对色域覆盖率的影响。比较了不同色空间的不同公式在三维色域计算中的结果，发现CIELUV色空间受明度的影响大，CIELAB色空间受明度的影响小。CIEDE2000和CIELab。二者计算的结果要优于CIEL”v+。4、通过对传统色纯度算法的研究，提
5、出了一种新的色纯度的计算方法。将色相角引入色纯度计算，在CIEl976LUV色空间通过多项式拟合的方法构建色纯度计算函数。同时，与传统的方法进行了比较，发现本文的新方法在在计算的简便性、结果的精确性以及和人眼的一致性等方面要优于传统方法。关键词：显示器；色度学；色域；色纯度Abstract目录中文摘要英文摘要第一章绪论。目录11引言112显示器的发展史。2121球面阴极射线管显示器2122纯平显示器。4123平板显示器：5124未来显示器和显示技术。613显示器光学测量的发展9131色度学理论的发展。9132测量设备介绍1114本文的选题依据和研究内容12141选题依据12142研究内容13第
6、二章显示器光学测量原理21色度学基础14211 CIEl931XYZ标准色度系统14212 CIEl976 LU，+均匀色空间20213 CIEl976 L。ab均匀色空间23214 CIE2000色差公式2422测试系统和条件26第三章显示器三维色域测量。 ：1731引言2732亮度对显示器显示效果影响的测量28I目录21颜色三属性关系2822色域覆盖率计算原理和测试方法2923亮度对色域覆盖率的影响3224亮度对色饱和度影响3225饱和度对色域覆盖率的影响33色域和彩度的三维分析3431三维色域分析3432不同颜色彩度变化的分析3833测量设备误差的影响分析40，J、结41章基于色相角的色
7、纯度多项式拟合计算 43引言一43色纯度的定义4421兴奋纯度4422色度纯度4623兴奋纯度和色度纯度的比较47色纯度的几种计算方法4731 BACOYIOBbeB的分析测定法4732基于1960UCS色差的色纯度计算48多项式拟合算法4941算法原理4942函数苁印的建立5143算法验证和结果比较54小结57章总结与展望58文献。6l硕士期间发表的学术论文6465IVContentsContentsAbstract in ChineseIAbstract in EnglishlIChapter 1 Introduction111 Introduction。112 The history o
8、f monitor2121 Sphere CRT monitor2122 The technology of flat display4123 Flat panel displayer5124 The futrue ofmonitor and display technology613 The development of monitor display measurement9131 The development ofcolorimetry theory9132 The introduction ofmeasurement equipment1 114 Selected subject a
9、nd research contents12141 Selected subject12142 Reaearch contents13Chapter 2 The principle of monitor optical measurement1421 Colorimetry theory14211 CIEl931XYZ standard colorimetric system14212 CIEl 976 L幸U幸Vuniform color space20213 CIEl976 L幸a幸b宰uniform color space23214 CIE2000 color difference fo
10、rmula2422 Measurement system and conditions26Chapter 3 3D color gamut measurement of monitor 2731 Introdution27VContents32The influence of brightness on monitor display28321 The relationship between three properties ofcolor28322 The measuremem and caculation principle of color gamut coverage29323 Th
11、e influence ofbrightness on color gamut coverage32324 The influence ofbrightness ofsaturation32325 The influence of saturation on color gamut coverage3333 3D analysis of color gamut and chromaticity34331 3D analysis ofcolor gamut34332 The analysis ofdifferent color chromaticity changes38333 The infl
12、uence ofmeasuremem equitment4034 Conclusion41Chapter 4 A polynomial fitting algorithm of color purity based onhue angle 4341 Introduction4342 The definition of color purity44421 Excitation purity44422 Colorimetric purity46423 The compare of excitation purity and colorirnetric purity4743 Several cacu
13、lation methods of color purity47431 BACOnOBbeBS method47432 The color purity caculation based on 1 960UCS4844 Polynomial fitting algorithm49441 Principle ofalgorithm49442 The establishment of f(q)5 1443 Validation and the compare of results5445 Conclusion57Chapter 5 Conclusion and prospect58Referenc
14、es61VIContentsList of publications64Acknowledgements65V第一章绪论11引言第一章绪论人类感知自然，相互交流，80信息来自视觉，在现代信息社会中，视频图像的传递是信息流的主体，而显示器是信息链的终端人机界面。20世纪初以来，伴随着科技的发展，显示器和显示技术也有巨大的发展。到目前为止显示器的概念还没有统一的说法，但对其认识却大都相同，顾名思义它应该是将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的一种显示工具。从广义上讲，街头随处可见的大屏幕，电视机的荧光屏、手机、快译通等的显示屏都是显示器的范畴；从狭义上讲，一般指与电脑主机相连
15、的显示设备。它的应用非常广泛，大到卫星监测、小至VCD，可以说在现代社会里，它的身影无处不在，其结构一般为圆型底座加机身，随着彩显技术的不断发展，现在出现了一些其他形状的显示器，但应用不多。从有显示器开始，从最初的球面阴极射线管显示器，到后来的纯平显示器，到现在的液晶显示；从单色到彩色，从模糊到清晰，从小到大，显示器的发展已经到了前所未有的速度。各个厂商不断的改进和完善显示器的生产技术，以求其产品能够适应消费者日趋变化的消费心理和消费行为。以电视机为例【l】，20世纪30年代诞生的黑白电视，解决了有无视频图像的问题，是第一代显示技术；50年代初开播的彩色电视是第二代显示技术，解决了图像无颜色问
16、题；20世纪末，数字电视开始普及，通过电视信号的数字化，解决了视频图像、传输、存储和再现的清晰度问题，于是出现了高清电视，也就是说数字电视解决了图像的清晰度问题，这是第三代显示技术；21世纪要解决的是图像颜色的保真度问题，实现显示技术的第四代大色域显示；将来还要解决图像的立体感问题，实现显示技术的第五代三维显示。人们如何评价一台显示器显示图像的品质，如何去定量表达品质的好坏，这就需要对显示器的光学性能进行测量和计算。显示技术的发展，就是要使得显示器能够在显示颜色的范围和颜色的保真性等方面，对客观物体颜色信息进行完美、精确记录和再现。颜色的范围就是指显示器能显示的颜色色域的大小，颜色的保真性则指
17、显示器能准确地反映原始色彩的色纯度，这两个参数都是衡量显示器显示品质非常重要的参数。随着色度学的发展，为人们评价显示器提供了良好的理显示器色域测量和色纯度计算论基础，对显示器的研究也集中到显示器的色度学特征上【2，31，人们可以在色度图上对色度学参数进行定量地描述。从CIEl931RGB系统到CIEl93lXYZ系统，再到CIEl960UCS系统，再到CIEl976LAB和CEll976LUV系统，颜色评价的方法得到了逐步的改进和统一，数学模型也越来越精确。人们一直都想得到一种和人眼视觉一致的检测方法和系统【4，5】，但是现在许多测试显示器的方法还在沿用早期的数学模型和色度学系统，测试时考虑的
18、因素不够完整，影响了测试结果，与人眼的实际感受也不是很相符。例如，第一，计算色域时没有考虑亮度因素对色域的影响；第二，在二维平面进行色域分析和计算，结果不直观反映RGB三基色在色空间上的分布趋势，遗漏了许多信息；第三，在计算色纯度时还在使用传统的算法，利用CIEl931XYZ系统进行计算，计算使用的数学模型复杂，结果也不是很精确；第四，一些新的计算色纯度的方法，虽然利用了新的数学方法和模型，但是过程仍然复杂，且有的只停留在理论阶段，并不能应用于实际计算中等。对显示器的测试和评价也应该随着色度学理论的改进而改进，针对以上不足，我们要合理地运用新系统和新模型，改良测试和计算方法，这样才能全面、客观
19、和精确地来评价显示器的显示品质。12显示器的发展史从早期的黑白世界到现在的彩色世界，显示器走过了漫长而艰辛的历程，随着显示器技术的不断发展，显示器的分类也越来越明细。121球面阴极射线管显示器阴极射线管(Cathode Ray Tube)显示器，简称CRT显示器，它是彩色显示器的先驱。现在我们已经很难看到最早的采用绿显、单显显像管的显示器，就连初期的14”彩色显示器也很少见到。最早的阴极射线管显示器，采用的是孔状荫罩，其显像管断面基本上都是球面的，因此被称做球面显像管，也把这种显示器称为球面CRT显示器。2第一章绪论图11球面CRT电脑显示器图12球面CRT电视如图11和12所示，它们都是球面
20、CRT显示器。这种显示器的屏幕在水平和垂直方向上都是弯曲的，这种弯曲的屏幕造成了屏幕四个角的图像失真及反光现象，也使实际的显示面积较小，这些都给人们的使用带来了很多不便。在球面CRT显示器上，对屏幕图像的调整只能采用电位器模拟调节，因此对显示效果只能进行简单的调整(包括亮度、对比度以及屏幕大小及方向)，而缺乏直观的控制度量，在进行模式转换时容易造成图像显示不正常出现故障的几率也比较大。正因为球面CRT显示器的这些不足，使其逐渐为后起之秀一纯平CRT显示器和液晶显示器等所取代，失去了往日的辉煌。3显示器色域测量和色纯度计算122纯平显示器1994年，为了消除球面CRT显示器因弯曲的屏幕造成的图像
21、失真及反光现象，新一代的“平面直角”显像管诞生了。纯平显示器也是CRT显示器，但它的屏幕不再像球面CRT显示器那样是一个弯曲的面，从而消除了之前球面CRT显示器给使用者带来的烦恼。但它的屏幕并不是真正意义上的平面，只是其球面曲率半径大于2000毫米，四角为直角。屏幕反光和图像失真程度都减轻不少，再加上屏幕涂层技术的应用，使画面质量有了很大的提高。因此，各个显示器厂商都迅速推出了使用“平面直角”显像管的显示器，并逐渐取代了采用球面显像管的显示器。我们早期使用过的14英寸和大多数15、17英寸及以上的CRT显示器都采用了这种“平面直角“显像管。图13纯平CRT电脑显示器在此之后，日本索尼公司开发出
22、了柱面显像管，采用了条栅荫罩技术，即特丽珑(Trinitron)技术；三菱公司也紧随其后，开发出钻石珑(Diamonduon)技术，这使得屏幕在垂直方向实现完全的笔直，只在水平方向仍略有弧度，另外加上栅状荫罩的设计，使显示质量大幅度上升。CRT显示器历经发展，从球面发展到纯平，显示质量越来越好，尺寸也越来越大。但显像管要求电子枪发出的电子束从一侧偏向另一侧的角度不能大于904第一章绪论度，这使得显示器的厚度要与屏幕的对角线一样长，对于具有更大可视面积的显示器来说，就意味着更厚的机身和更大的体积，而且随着人们对显示器的辐射、节电、环保等方面的要求越来越高，CRT显示器慢慢地被液晶显示器、LED显
23、示器等平板显示器挤出了市场。123平板显示器平板显示器是指显示屏对角线的长度与整机厚度之比大于4：1的显示器件，比传统的电视机或显示器(通常指CRT显示器)更加轻薄。平板显示器包括：DLP(数字光处理)、等离子显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜晶体液晶显示器(TFTLCDs)、发光二极管显示器(LED)、有机发光二极管显示器(OLEDs)、电致发光显示器(ELDs)、表面传导电子发射显示器(SEDs)、场发射显示器(FEDs)和纳米发射显示器(NEDs)等。目前只有前五种技术实现了商业化，OLED有机发光二极管显示器更多地是用于小尺寸设备上(主要为手机)。图14液晶显示器5显示器色域测量和色
24、纯度计算图15手机液晶屏平板显示器有许多优点：薄型而轻巧，整机可做成便携式；电压低、无X射线辐射、没有闪烁抖动、不产生静电，因而不会有碍健康；功耗低，可用电池供电；大部分平板显示器的寿命比阴极射线管的长。平板显示器的军事、民用领域都有极其广泛的用途，是近年来发展较快的高新技术，被认为是“20世纪最后几项高技术之一。124未来显示器和显示技术随着数字显示技术的成熟，平板显示达到了它的完美境界一高清显示。未来的显示器和显示技术上可能往以下几个方向发展。第一，大色域方向。随着窄光谱光源技术(特别是DPL，LD和LED技术)和光学调制器(反射式液晶调制器CLOS，微机械调制器DMD等)技术的发展，以激
25、光投影显示为代表的大色域显示技术已完成了它的研究阶段，开始了产业化发展进程flJ。图16画出了不同显示技术的色域范围。6第一章绪论y图16不同显示技术的色域范围第二，3D显示技术方向。目前的3D显示器都是需要通过佩戴特制的眼镜以实现3D效果，不论是分色式、分光式还是快门式皆是如此。不过佩戴眼镜让人很不舒服，而且其显示效果也有些不尽人意。在这样的情况下，裸眼3D显示技术就具有良好的应用前景，仅在目前，国内外已经有不少厂商实现了裸I垠：3D显示产品的商业化应用，而这些产品也涉及到多种领域，呈现出百花齐放的局面。目前实现裸眼3D显示的主要技术包括视差壁障、柱状透镜以及改进版的MLD技术等。这些技术虽
26、然能不借助眼镜就可让用户观看到3D画面，但效果一般且使用时存在较多限制。比如屏幕分辨率不能做得太高，屏幕大小的限制，对用户相对屏幕的位置要求很高等等，总之还存在各种各样的缺点。不过近期裸眼3D再次被厂商提上日程，一些值得关注的新品也陆续推出，比如任天堂最新的3DS就实现了裸眼3D，而一些手机厂商如夏普、HTC等也加入了裸眼3D功能。可以说未来裸眼3D是绝对的主流，相关产品值得期待。第三、4KX2K超高分辨率方向。随着显示器价格的不断走低，能支持1920X 1080全高清分辨率的液晶显示器最低只要800元，但当支持这分辨率的显示器成为市场主流之后，我们又发现在屏幕尺寸、分辨率以及观看效果之间，1
27、080P7显示器色域测量和色纯度计算已经处在了一个较尴尬的地位。既然苹果的IPAD在10英寸的屏幕上面都可能实现分辨率翻倍，下一代可能达至tJ20481536分辨率，那么按照目前的发展速度来看，未来显示器拥有4KX 2K甚至更高分辨率也都有可能。仅从画面像素的意义来说，具备“4K2K”分辨率的显示设备要比传统1080P的设备多显示差不多4倍的内容。第四，屏幕透明化方向。在很多科幻电影中，都有着未来显示屏的身影，比如阿凡达中人类飞船上的透明三维触控显示屏就是人们丰富想象力的体现，现在主流的液晶显示器都是采用背光灯管透过液晶面板，而未来的显示器在显示器原理上将会发生很大的变化，I：L如OLED显示
28、技术就与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。尽管现在OLED技术还不够成熟，尤其是透明屏幕的显示效果也不尽人意，不过不能排除未来会采用更加优秀的技术与材质，显示器透明化也是未来可能发展的方向。除了以上几个方面，显示器在硬件方面还会不断发展。1、显示器越来越薄是趋势。CRT时代笨重的身影还是历历在目，而在液晶显示器出现之初，其体积虽然要比CI汀小很多，但以现在的眼光去看，当初的液晶显示器无疑是大块头。得益于LED背光技术的发展，越来越多超薄显示器开
29、始出现，世界最薄的记录也在被不断刷新，可以说未来显示器很可能比报纸更薄。2、显示器的功耗会越来越低。在IT界节能减排、绿色环保的主流大方向下，各大厂商都推出了主打节能环保的液晶显示器，全球气候突变影响到我们生活的时候，绿色环保的商品势必成为市场主流。对于普通消费者来说，节能环保最大的体现还是每月省下电费比较实在，这也是大多数消费者决定购买意向的首要原因。3、显示器的边框会越来越窄。随着更多的游戏支持超宽屏分辨率，多屏拼接也将会是未来的主要发展方向，不过恼人的边框会大大影响视觉感受，超窄边框甚至是无边框也是未来的主要方向之一。第一章绪论13显示器光学测量的发展131色度学理论的发展人眼是最古老的
30、颜色测量工具，光经过物体反射或透射后刺激人眼，人眼产生了此物体的光亮度和颜色的感觉信息，并将此信息传至大脑中枢，在大脑中将感觉信息进行处理，于是形成了色知觉。人们就能够辨认物体的明亮程度、颜色类别和颜色的纯洁度，这也是我们常说的颜色的亮度、色调和饱和度。人眼对微小的颜色差别有很敏锐的辨别能力，人们长期利用目视比较的方法来区别产品的颜色质量。但是目视方法测量结果带有主观性，受到视觉适应性、人眼光谱响应的差异、测量时人的身体状况(疲劳程度)等因素的影响。在颜色分析和标定中，目视比较法和目视测量仪器都有不少缺科们。眼见为实，人们最相信的还是自己的眼睛，我们使用显示器时更多关心的是显示器带给我们的视觉
31、感受。如何定量地描述视觉感受，如何将人眼的视觉特性用数学模型描述出来，这成为了显示器光学性能测量的关键。色度学的创立和发展，特别是CIE标准色度系统的建立，为客观地测量和描述物体的颜色奠定了理论基础，同时CIE标准色度系统理论的发展，也为测量理论和技术的发展提供了理论基础。色度学是研究人类颜色视觉规律、颜色测量的理论和技术的科学，是20世纪发展起来的一门以物理光学、视觉生理、视觉心理、光电子学、电子计算技术为基础的综合性学科；它在照明、摄影、电影、电视、印刷、染料、涂料、纺织、造纸、交通、化工、伪装、工农业生产和文化事业等行业及部门有广泛的应用。1854年格拉斯曼总结出颜色混合的定性性质格拉斯
32、曼定律，为现代色度学的建立奠定了基础。1924年，国际照明委员会(简称CIE)制定了“明视觉光谱光效应函数“。1931年，CIE综合了不同实验者的实验结果，得到了一组R、G、B颜色匹配函数，称作CIEl931RGB颜色匹配函数。1931年9月，国际照明委员会(简称CIE)在英国的剑桥市召开了具有历史意义的大会。根据莱特(WDWright)在1928一1929年和吉尔德(JGuild)在1931年研究三原色的角度观察效果，加以平均提出了CIE标准色度观察者标准，9显示器色域测量和色纯度计算规定了三种标准光源(A，B，C)，并对测量反射面的照明观测条件进行了标准化，定义了CIE XYZ基色系统和C
33、IE xyY颜色空间，绘制了CIE色度图，建立起CIEl931标准色度学系统，奠定了现代色度学的基础。1951年，CIZ带1定了“暗视觉光谱光效率函数。1960年，CIE根据麦克亚当的工作制定了均匀色品标尺图，称为CIEl960UCS均匀色品图。1964年，CIE根据100视野的实验数据，规定了一组“CIEl964卒b充标准色度观察者光谱三刺激值，简称为“CIEl964补充标准色度系统。1976年国际照明委员会又召开了一次具有历史意义的会议，试图解决CIEl931标准色度学系统中所存在几个问题：1、使用明度和色度不容易解释物理刺激和颜色感知响应之间的关系；2、由于CIEXYZ色空间的不均匀性，
34、不能用于色差评价；3、XYZ系统和在它的色度图上表示的两种颜色之间的距离与颜色观察者感知的变化不一致，这个问题叫做感知均匀性问题，也就是颜色之间数字上的差别与视觉感知不一致。为了解决颜色空间的感知一致性和色空间均匀性问题，专家们对CIEXYZ系统进行了非线性变换，制定了CIEl976颜色空间的规范。事实上，1976年CIE规定了两种颜色空间，一种是用于自照明的颜色空间，叫做CIELUV，另一种是用于非自照明的颜色空间，叫做CIEl976 Lab+，或者叫CIELAB。这两个颜色空间对颜色的感知更均匀，并且给了人们评估两种颜色近似程度的一种方法，允许使用数字量蛾示两种颜色之差，即色差。色差的计算
35、公式也是在此色空间的基础上发展起来的。1976年后，MRLuo积累了砌gg、RITDupont、KiIll等数据集【刀，在获得这些数据集的过程中使用了大量的观察者和样品对，并且观察者浮动变化较小的条件下，在CIELAB的基础上，发展出TCMC(I：c)、BFD(I：c)、CIE94等色差公式，向用色工业提供物体色判断的标准。2001年CIE推荐了CIE2000色差公式，简称CIEDE2000，对CIELAB进行了明度权重函数、彩度权重函数、色相权重函数、彩度差和色相差交互项等较正，调整TCIELAB的a+因子，结果表H凋CIEDE2000对CIE94和CMC(I：c)都有了很大改进，lO第一章
36、绪论是目前最好的色差公式。随着图像的广泛应用以及人们对色彩精度要求越来越高，需要解决不同媒介、不同大小物体、不同观察条件的色差公式，收集这些新的实验数据是非常有价值的，对于人们改进色差公式都有着积极的意义。132测量设备介绍各类测量仪器的发展，为显示器光学性能测量提供了实践的基础。色度计、分光测色仪器、密度计等，这三者主要用于采集物体颜色的-N激值，亮度计用于采集物体亮度信息，这都是在显示器光学性能测量中经常使用的仪器。图17亮度计图18色度计ll显示器色域测量和色纯度计算现在随着数码技术的发展，CCD等光学器件也广泛运用于显示器的光学性能测试【89】，这类仪器拍摄图像后，通过软件对采集图像的
37、处理，可以得到图像的亮度、色度、主波长等参数信息，大大提高了测量的效率。常见的有InstrumentSystems公司的Lumieam 1300、Lumicam 4000等。图19 Lumicam 1 300亮度色度测试仪14本文的选题依据和研究内容141选题依据随着信息技术的高速发展，作为人们获取信息的主要渠道，显示器的作用无可取代。显示器和显示技术经过一个世纪的发展，经历了从黑白到彩色，从平面到立体的过程。显示器测量的技术和手段也随着科学技术的发展而发展。由于显示器的测试包括的范围很广，主要包括对显示屏机械、光学、电学等性能进行测试。机械性能包括外壳防护、模块拼装等；电学性能包括占空比、信
38、噪比等。机械和电学性能参数作为一个参考，主要是针对显示器生产商，而作为普通消费者，我们更注重显示器给我们的视觉感受，也就是显示器的光学性能。如何评价显示器的光学性能，如何定量地描述显示器色彩给人眼的感觉，众多科学家进行了大量的实验，并建立了一套完整的色度学理论体系，并将其应用于显示器的评价。12第一章绪论因此，本文抓住显示器光学性能测量这一重点，选取了色纯度、色域覆盖率、亮度、色饱和度、彩度等反映显示器光学性能的参数，对它们的计算方法，相互之间的关系，不同的色空间和色差公式应用的差异等进行了研究和分析，取得了一些成果。142研究内容本文的研究内容主要集中在以下几个方面：(1)、对显示器光学性能
39、测量的基本原理进行阐释，从显示器光学信息采集、CIE标准色度学系统原理、参数的计算原理和方法等方面作出了详细的说明，使研究更加具有方向性，也为研究提供了理论基础。(2)、提出了三维色空间分析色域的方法，通过对显示器不同背光源亮度下，测量RGB=基色(红绿蓝)的色坐标，计算和分析了亮度对显示器色域、三基色色饱和度和彩度的影响，同时还对三基色色饱和度对色域大小的影响进行了分析。(3)、比较了不同CIE标准色度系统和公式在描述和计算三维色域时的结果，并就测量仪器和被测显示器造成的测量数据误差进行了分析，以便于我们进行三维色彩研究时选用更加准确色空间模型和计算公式。(4)、在之前传统色纯度计算方法的基
40、础上，提出了一种新的色纯度的计算方法。将色相角引入色纯度计算，将不同颜色样品点色坐标与其主波长用色相角这一个变量联系起来，通过多项式拟合的方法构建色纯度计算函数。同时，选取CIEl976LUV色空间计算，并和传统的方法在测量的复杂性、结果的精确性和是否和人眼一致等方面进行了比较。显示器色域测量和色纯度计算21色度学基础第二章显示器光学测量原理色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学，它是显示器光学性能测量的理论基础。显示器光学性能测量，就是使用测量仪器得到显示器的三刺激值，亮度值等光学信息，然后通过CIE系统进行计算，得到一系列反映显示器显示品质的指标的数值。在实际测量与计算中，经常使用CIEl931XYZ标准色度系统、CIEl976L“v均匀色空间和CIEl976 L*ab均匀色空间。211 CIEl931XYZ标准色度系统CIEl931 XYZ采用三个假想的三原色X、Y、Z，由CIEl931RGB系统推导，得到匹配等能光谱得到颜色匹配函数i(力)、灭兄)、三(五)，如图21所示。羽糖诿ll400 500 600 700$Lm图21 CIEl93 1颜色匹配函数有了颜色匹配函数，可以计算任何进入人眼产生颜色感觉的光能量，即颜色刺激函数缈阮，的CIE
