显示是一种传达视觉信息的重要媒介,从早期的黑白显示,到彩色显示,再到各种数字显示技术的问世,人们对显示效果的追求越来越高,显示效果最重要的一个衡量指标是显示系统的色域,它描述了显示系统还原人眼能看到的颜色的能力,色域越大,显示的色彩饱和度越高,颜色越丰富。目前已有的显示技术基本上以三基色技术为主,它是使用红绿蓝三基色光源产生彩色图像。对于三基色显示系统,衡量色域大小的常用做法是将系统所使用的三基色色坐标标注在ClE1931x-y平面色品图上,三个基色坐标连接成一个三角形,计算三角形的面积,即为显示系统的色域。但是使用色域面积去衡量显示系统色域大小是不全面的;立体色域则考虑了亮度对色域的影响,与平面色域相比,能更加真实反映色域指标的实际情况。立体色域的大小用色域体积表示。描述立体色域需要合适的立体色空间,CIELAB立体色空间是一个较为均匀且广泛使用的颜色空间。近年来三基色显示技术的发展百花齐放,如LED显示,OLED显示、量子点显示和激光显示等,它们的技术都在产业化的过程中不断发展,并且色域不断扩大。三基色显示中基色光谱宽度决定了色域大小,以LED显示和激光显示为例,LED的光谱宽度在40nm左右,色域覆盖为150%sRGB,而激光可以小于1nm,色域覆盖为226%sRGB,OLED和量子点显示介于两者之间。目前已有研究通常集中在探讨波长组合、基色谱宽、基色数目对显示系统色域的影响等方面,但是这些研究中白平衡点通常为固定值,没有考虑白点变化时的影响。白平衡作为显示系统的重要参数,它是通过改变基色强度配比来影响人们观看图像的感觉。之前很少有研究关注在不同基色强度配比下,白平衡点的改变对显示系统色域的影响。考虑到实际显示系统大都具有调节白点色温或者色温选择的功能,我们有必要去探究白平衡与显示系统色域体积的关系。本文的主要研究内容如下:1.基于显示系统立体色域的算法,理论研究了当显示系统白点坐标改变时,立体色域的变化。我们将显示系统分为以激光显示为代表的大色域显示系统和以LED显示为代表的传统小色域显示系统。显示系统白平衡点可以用色温来表示,两种显示系统下,将白点色温设置成4000K、5000K、6500K、9300K、12500K、20000K,根据算法,计算出六种色温下这两种显示系统的色域体积,得到色域体积随色温的变化关系。结果发现,不管是大色域激光显示系统,还是小色域LED显示系统,随着色温的升高,色域体积均呈现逐渐增长的趋势,且增长趋势逐渐变缓。色温从4000K增加到20000K,两种显示系统分别有19.35%、20.38%的色域增长。改变基色波长组合,可以得到相同的变化规律。2.仅用色域体积去衡量色域是不全面的,相关研究提出应该使用立体色域覆盖率去描述显示系统的色域,即采用D65光源色域作为评价标准,对显示系统色域的评估是计算显示系统的色域相对于这个目标色域的体积覆盖范围的过程。基于此,我们进一步探究了白平衡与色域覆盖率的关系,得到不管是大色域显示系统,还是小色域显示系统,当白点色温为6500K左右时,色域覆盖率存在极大值,可以分别覆盖到D65色域的74.55%、52.73%。从该结果还可以看出,大色域激光显示系统在色彩表现上的绝对优越性。3.以上研究中,白平衡点全部选在黑体轨迹上,而在实际的显示系统中,当白平衡点位置偏离黑体轨迹时,通常用相关色温描述,相关色温点偏离黑体轨迹的距离可以用相关色温偏移量△ uv表示。我们进一步研究了相关色温偏移量对色域覆盖率的影响,以大色域显示系统为例,得到不同色温下△uv与色域覆盖率的关系。结果显示,当色温为7000K,且△uv为-0.0025左右时,色域覆盖率会出现极大值,极大值为75.05%;此外,考虑到不同人对白点色温的偏好,我们找到了一个最佳色温范围,即6000K到12000K,且相关色温偏移量满足-0.015<△uv<0.005,在这个范围内,不仅可以获得较大的色域,而且可以满足个性化的要求。值得说明的是,对于小色域显示系统以及其他波长组合的情况,得到了基本一致的结论。综上所述,我们得到了更加全面完整的结果。该研究可以为显示系统白平衡点的选择提供理论参考和依据。本文的主要创新点为:1.创新性地将白平衡和立体色域联系在一起,理论探究了白平衡与显示系统色域体积的关系。2.用D65光源作为基准,结合色域覆盖率的研究,探究了白平衡与色域覆盖率的关系,找到了白平衡点位于黑体轨迹上时最佳色温选择值。3.考虑到白平衡偏离黑体轨迹的情况,研究了相关色温偏移量对色域覆盖率的影响,找到了最佳白点色温选择范围,得到的结果可以为显示系统白平衡的选择,个性化定制等提供理论依据。