顏色混合背后的科學

　　多通道顏色混合

　　在三通道顏色混合中，如果三個 LED 的色點映射到 CIE 1931 表上，就會形成一個三角形。如果三個 LED 分別為紅色、綠色和藍色，那么形成的三角形就是顏色域(見圖 2)。三角形以內的區域就是這組 LED 所能實現的顏色范圍。三角形內任何 (x, y) 坐標都可以作為系統的輸入值，這樣系統就能生成大量高清顏色。

　　四通道顏色混合解決方案基于疊加原理，并以三通道顏色混合算法為基礎。對于四通道顏色混合法而言，如果四個 LED 的色點映射到顏色空間表上，顯然，四個 LED 色點之間的連線就會形成 4 個三角形，如圖 3 所示。　　

 

　　這里介紹的方法可以方便地擴展到 4 種以上的 LED 顏色。組成圖 3 中 4 個三角形的 LED 組合包括：TR1 (R,G,B)、TR2 (R,A,B)、TR3 (R,G,A) 和 TR4 (G,A,B)。

　　利用三通道顏色混合函數對每個三角形進行求解以獲得調光值。在這四個三角形中，有兩個三角形得出的全部調光值都為非負，另外兩個三角形中有一個三角形得出的所有調光值均為負，另一個三角形得出一個負調光值。所有帶負值的三角形都無效，需舍棄。只將全正值的調光數組進行累積。負調光值是指所需色點位于三個基色構成的三角形之外。舉例來說，在圖 4 中，RGB 三角形針對 P1 的返回值均為非負，而 P2 則至少有一個調光值為負。

　　針對每種目標顏色添加兩個正調光值并進行適當擴展。有一個負調光值就意味著所需顏色不在顏色域內，不能通過特定的基色生成。　　

 

　　Color Mixing Implementation Details

　　顏色混合實施詳情

　　固件通過 CIE 1931 顏色空間輸入顏色請求。CIE 1931 顏色空間中的特定點用三個值代表 (x, y, Y)。該點由 (x, y) 定義，這里的 x 和 y 分別代表色調和飽和度。色調是 CIE 1931 顏色空間內的一個矢量，飽和度是另一個矢量。(x, y, Y) 矢量的第三個值用來指定光通量(單位為流明)。固件的輸入必須在 (x, y, Y) 矢量范圍內，用于指定該點在特定額定電流和結溫下的顏色和輸出光通量。

　　圖 5 是一種顏色混合算法的方框圖，該算法通過賽普拉斯 PowerPSoC 系列控制器實現。PowerPSoC 系列控制器采用 8 位微控制器構建而成，集成了多達四個獨立的恒定電流驅動器通道，并具有滯后控制器特性。此外，它還包含可配置的數字和模擬外設，工作電壓介于 7V 至 32V 之間，能用內部 MOSFET 開關驅動高達 1A 的電流。