颜色混合背后的科学

少有一个调光值为负。

针对每种目标颜色添加两个正调光值并进行适当扩展。有一个负调光值就意味着所需颜色不在颜色域内，不能通过特定的基色生成。　　

 

Color Mixing Implementation Details

颜色混合实施详情

固件通过 CIE 1931 颜色空间输入颜色请求。CIE 1931 颜色空间中的特定点用三个值代表 (x, y, Y)。该点由 (x, y) 定义，这里的 x 和 y 分别代表色调和饱和度。色调是 CIE 1931 颜色空间内的一个矢量，饱和度是另一个矢量。(x, y, Y) 矢量的第三个值用来指定光通量(单位为流明)。固件的输入必须在 (x, y, Y) 矢量范围内，用于指定该点在特定额定电流和结温下的颜色和输出光通量。

图 5 是一种颜色混合算法的方框图，该算法通过赛普拉斯 PowerPSoC 系列控制器实现。PowerPSoC 系列控制器采用 8 位微控制器构建而成，集成了多达四个独立的恒定电流驱动器通道，并具有滞后控制器特性。此外，它还包含可配置的数字和模拟外设，工作电压介于 7V 至 32V 之间，能用内部 MOSFET 开关驱动高达 1A 的电流。　　

四通道颜色混合的实施应建立在三通道颜色混合的基础之上。算法第一步是创建矩阵，然后算出逆矩阵并与 Ymix 相乘。Ymix 是总混合光输出产生的流明量。有关步骤如图 6 所示。　　

 

所得的 Y 值是每个 LED 的光通量，LED 是生成目标颜色和通量的必备组件。进行这些数学运算有两个好处。首先，如果任何最终的 Y 值为负，则说明请求的颜色坐标无效。换句话说，目标颜色在颜色域之外。另外，可以检查所得到的 Y 值是否大于三个 LED 中任何一个 LED 的最大光通量。如果是，说明 Ymix 的输入值过大。在此情况下，固件会减小这些输入值，以便得到位于 (x, y) 坐标下的最大通量。

图 7 中的流程图介绍了四通道颜色混合算法的有关步骤。如果四个 LED 的色点映射到流程图中，那么会形成四个三角形，包括：(R,G,B)、(R,A,B)、(R,G,A) 和 (G,A,B)。这些三角形在流程图中分别称作 TRI1、TRI2、TRI3 和 TRI4。利用三通道算法求解每个三角形的调光值。求解每个三角形用以计算 TRx。如果这一过程得到的三个调光值中任何一个为负，则此解无效。如果此解有效，则三个调光值被保存。当获得两组有效的调光值后，就不用继续处理其它三角形了。如图 7 所示，运算流程会直接跳到“添加两组调光值”步骤。将六个保存的调光值相加从而得到四个值，系统中的四个 LED 各对应一个值。将这四个值缩放为适当的调光分辨率。调光值求解过程结束。

最后，这四个调光值被输入到外部或内部驱动器中。这些驱动器通过调制流经每个通道的电流来控制 LED 的亮度。如果四个解中有三个无效，就说明所需的颜色不在颜色域内。这种情况下用户可以采取故障调节措施，包括继续保留原有颜色、关闭 LED 等。三通道和四通道颜色混合算法可扩展至更多 LED，能满足各种不同的照明应用需求。