ANSI Standard 的演進•目前最新版本ANSI 1997•演進的過程1990、1992、1996 、1997四版•演進過程中的轉變–均勻度從9點量測演進成13點量測–色度座標表示從(x , y) → (u` , v`)–加色差表示法[(u 0, v 0)為標準量測值]–加色彩深度表示8bit drivers , 16.8M colors2020)v `v ()u `u (`v `u -+-=∆•綠色量測點，為9點量測法•再加邊緣紅色4點，為13點量測法•ANSI 1997 的均勻度對四個角更嚴格規範•分別量測16點的照度值%100⨯=黑場照度平均值白場照度平均值對比度•以中心點量測色座標，標示如下：White : u`=v`= Red : u`=v`= Green : u`=v`= Blue : u`=v`=中心點量測色彩光學(Chromatic Optics)•色彩光學：結合色彩量測與非成像光學的科學•色彩工學(Colorimetry)：–CIE 標準色度學–分光光譜學(Spectrophotometry)–濃度學(Densitometry)–彩色複製學(Color reproduction)–色彩印刷學(Color printing)–色彩管理系統(CMS system)•非成像光學：液晶投影機的光學系統–燈源光譜函數–分合光系統Non-image Optics•Photometry and radiometry•Luminous distribution curve•Light source and lamp type•Light collective components (reflector)•Optical components (integrator, Prism, color filter)•Etendue•Matching projection lens to illumination path •System F/# number•Light valve and system gray scale•Color render光通量(Flux)•定義：光源在單位時間內所發出之能量。
亦稱為光束(F)•單位：流明( lm : Lumen)•公式：Y(l)CSd)( )(V Sd)()(VC 780 380780 380= F Y=Y= F⎰⎰llllllS = 視感度曲線之最大值光強度(Intensity)•定義：光源在某一方向單位立體角內，所發出之光通量。
•單位：燭光( cd : Candela)•公式：ΩF =d d I Ω= 單位立體角Fd Ωd I照度(Illumination)•定義：被照體單位面積上所受之光通量。
•單位：勒克斯( lux = lm/m2 )輻透(Phot = lm/cm2)•公式：平方反比定律光的餘弦定律dA dEF=θθθcosEAcosEn=F=2rIE=輝度(Luminance)•定義：光源在某一方向上，單位投影面積所發出的光強度。
•單位：尼都( nit : nt= cd/m2 )•公式：Lambert 定律θθθdScosdIdS'dILS'IL===θθcosIIn=光源的發光行為•理想的發光行為：–光源是cos θ發光體(Lambert source)–距離為cos θ的平方項–接收面與光軸夾cos θ•理論上，理想的投影系統設計符合cos 四次方效應θReceivedD 1D 2θθ⨯=412cos D D Sensor光感測器的接收行為•理想的光接收性，感測器是cosθ接收行為θ•理論上，接受器的外型會是平形，對斜向入射光有餘弦函數的關係D接收面為cosθ接收DθD=cos⨯光感測器對角度的行為•Chroma 7600 感測器接近理想值•一般的色度計偏差值較大投影機色彩表現能力•影響色彩之因子：–燈源(Lamp spectrum)–雙色鏡(dichroic mirror , coating)–偏極片(polarized SSS , SPS state)–光的入射角–LCD 週邊溫度•改變光學或散熱元件：–影響亮度均勻度–影響色彩表現度•如何評估色彩影響？？？CIE 色度學•CIE 1931：–理想的色彩表現區域–(x , y)代表物體色彩–非均勻色彩空間–任意兩點間的距離無法表示色差CIE 色度學•CIE 1976：–色彩轉換後表現區域–(u` , v`)代表物體色彩–均勻色彩空間–任意兩點間的距離直接表示色差色域空間(Color Gamut Mapping)•色域空間代表色彩能力的表現範圍•曲線內代表A、B兩物體可表現的色彩範圍–A：紅色表現佳–B：藍色表現佳AB•分光光譜學：從光源的光譜能量值出發的學科•光譜函數圖形：波長與強度函數90W SPD through 10 mm apertureN A = 0.520004000600080001000012000380430480530580630680730780W avelength (nm)R e l a t i v e I n t e n s•所有光學元件和被照射物體皆以穿透(T)或反射率(R)曲線表示•所有的色感覺皆以CIE光譜三刺激值(x,y,z)，來標準化表示色彩•以一個偏光片而言，對一個光源的光束可分為S-plane and P-plane，不同入射角有不同反射率•同一個入射角，不同波長的偏極態，也有不同的反射率•同理，不同廠牌的偏光片，反射率均不同色彩規格•色彩規格是液晶投影機尚未研究的領域•評估投影成像系統色彩的表現行為•相近光顯示器所定義的規格：–灰階動態範圍(dynamic range)–色彩飽和度(color saturation)–色彩平衡度(color balance)–色彩一致性(color consistency)–色差(color difference)•未來會有色彩管理系統(CMS)的規範灰階校正•ANSI 灰階校正後，開始量測數據•灰階可鑑別的依據是靠肉眼決定0%5%10%15%85%90%95%100%灰階鑑別率量測•訊號產生器打出16階灰階尺，感測器量訊號•訊號藉由運算，可得該區的平均值與標準差12……………..16Sensor numberM1s1M16s16 M2s2灰階鑑別率標準規格•運算出16個感應器的平均值與標準差•定出標準差的範圍和平均值的間隔，判別鑑別率•可知灰階鑑別區( M4 to M15 可鑑別)……...……...M 15s 8M 8M 16s 15s 16s 4s 3s 2s 1M 4色彩平衡度•RGB在灰階轉換時的函數曲線•RBG三曲線無法重合時，會造成顯示的顏色有偏離的現象R G B Red color shiftBlue color shift色彩一致性•在螢幕上不同位置，對同一色彩所表現差異性•色彩的平均值和每點間的差異性，可知光學投影系統的一致性A2A1A3A4A5色差•標準的三原色值，與投影後量測值的差異性•色差值可知光學投影系統，對各色彩的靈敏度Color differencefunctionStandard profileScreen自動化量測方法(軟體功能)•在光學實驗室或暗房內，架設量測儀器•要擁有量亮度與色彩的感測器•由訊號產生器將量測圖案投影到量測螢幕•感測器可自動量亮度和色彩的資料•更換不同的圖案，量測ANSI所規定的規格•資料可自動儲存與分類，便於分析問題自動化量測方法(白板幕量測) ProjectorWhite Board自動化量測方法(生產上)•目前生產線對成品的品管方法：–肉眼覺得可以就可以–用照度計每點量測，手動量測法–耗費人力時間，產能也低，整理數據也耗時–無法了解整批產品的特性•將色彩量測的概念導入生產線：–自動取影像，同時取9或13點數值–設定量測標準，自動判定是否合格–提高產品品質，改善生產的流程–自動儲存量測資料，易於分析產品特性結論•未來開發的趨勢：–高成像品質–大量生產的能力•廠商急需建立的技術：–色彩學的了解與量測方法–全面自動化生產的技術。