颜色混合背后的科学

　　多通道颜色混合

　　在三通道颜色混合中，如果三个 LED 的色点映射到 CIE 1931 表上，就会形成一个三角形。如果三个 LED 分别为红色、绿色和蓝色，那么形成的三角形就是颜色域(见图 2)。三角形以内的区域就是这组 LED 所能实现的颜色范围。三角形内任何 (x, y) 坐标都可以作为系统的输入值，这样系统就能生成大量高清颜色。

　　四通道颜色混合解决方案基于叠加原理，并以三通道颜色混合算法为基础。对于四通道颜色混合法而言，如果四个 LED 的色点映射到颜色空间表上，显然，四个 LED 色点之间的连线就会形成 4 个三角形，如图 3 所示。　　

 

　　这里介绍的方法可以方便地扩展到 4 种以上的 LED 颜色。组成图 3 中 4 个三角形的 LED 组合包括：TR1 (R,G,B)、TR2 (R,A,B)、TR3 (R,G,A) 和 TR4 (G,A,B)。

　　利用三通道颜色混合函数对每个三角形进行求解以获得调光值。在这四个三角形中，有两个三角形得出的全部调光值都为非负，另外两个三角形中有一个三角形得出的所有调光值均为负，另一个三角形得出一个负调光值。所有带负值的三角形都无效，需舍弃。只将全正值的调光数组进行累积。负调光值是指所需色点位于三个基色构成的三角形之外。举例来说，在图 4 中，RGB 三角形针对 P1 的返回值均为非负，而 P2 则至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。