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LED显示屏
日常生活中的功能材料
全彩色LED显示屏真彩色显示技术
摘要
基于色度学理论、人类视觉特性和LED电光响应特性,研究了全彩色LED显示屏真彩色显示的色彩校正方法和控制技术。
针对LED显示屏与CRT显示器三基色色品坐标的差异,根据色彩匹配原理,提出了基于色度系统的色彩校正方法,得出了二者间的转换矩阵,提升了显示屏的亮度和单色纯度;根据人眼对光强的非线性感知特性,提出了基于人眼视觉特性的色彩校正方法,对来自电视系统中的视频信号进行校正,使其适应LED显示屏的显示特性,增强了显示屏的视觉效果;研究了红、绿、蓝三基色LED的温度特性,测试了它们发光强度随温度的变化规律,提出了基于LED温度特性的色彩校正方法,减小了显示屏由于环境温度变化所引起的色彩失真;基于LED电光响应原理,提出了一个简化的电光响应模型,在此基础上研究了LED发光强度随PWM占空比的非线性变化规律,得到了基于LED电光响应的色彩校正方法,有效减小了由于LED响应延迟所造成的亮度控制偏差;研究了LED显示屏的亮度控制技术,提出了基于二进制位权重的PWM控制方法,由亮度值的各二进制位决定对应时间段内LED的亮灭状态,避免了显示屏工作过程中的瞬间电流尖峰,降低了系统EMI;针对PWM技术控制LED亮度时,随着亮度级数的增加,刷新频率迅速降低的问题,提出了基于全局使能的PWM控制方法,大大缩短了LED状态改变一次所需的最小时间,提高了显示屏的刷新频率,增加了灰度等级。
最后,进行了全彩色LED显示屏显示模块和控制系统的整体设计,实际运行表明,所提出的色彩校正方法和控制技术,使LED显示屏的色彩表现力、工作稳定性、亮度等级和刷新频率等性能均有所提升。
关键词：
LED显示屏,真彩色显示,色彩校正,脉宽调制,FPG
目录
日常生活中的功能材料1
全彩色LED显示屏真彩色显示技术1
摘要1
目录2
第一章绪论4
1.1LED显示屏研究背景与发展驱势4
1.1.1背景知识4
1.1.2发展趋势5
1.2研究现状6
1.2.1目前存在的问题7
第二章LED显示屏真彩色显示原理8
2.1色度学基本原理8
2.1.1视觉光谱灵敏度9
2.1.2视觉暂留效应9
2.1.3颜色视觉理论11
2.1.4CIE色品图12
2.1.5格拉斯曼定律14
2.2显示效果衡量标准15
第三章LED显示屏色彩校正方法15
3.1基于色度系统的色彩校正15
3.1.1彩色LED显示屏色彩调配原理15
3.1.2基于色度系统的色彩校正方法17
3.2基于人眼视觉特性的色彩校正方法19
3.3基于LED温度特性的色彩校正19
3.4基于LED电光响应的色彩校正19
第四章全彩色LED显示屏生产工艺20
4.1显示模块设计20
4.1.1整体结构20
4.1.2工作流程分析22
4.1.3显示性能分析22
4.2控制系统设计24
4.2.1硬件设计24
4.2.2软件设计26
第五章结论与展望28
第六章参考文献30
第一章绪论
人类进入信息社会后对信息的需求量越来越大,从而激发了信息显示技术的迅速发展。
图像显示技术正在向数字化、灵活化、多媒体化的方向发展,图像显示的一个主要应用分支—平板显示的作用就显得越来越重要。
平板显示技术采用数字方式控制,显示平面化,代表着当代图像显示的发展趋势。
随着平板显示技术的发展,阵列显示得到了越来越广的应用。
大部分平板显示器,如液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）、LED显示屏等,都是将显示像素排列成有规律的阵列形式进行显示的。
其中全彩色LED显示屏,以其较高的亮度、较广的色域和较强的渲染力,在室内外大型显示领域占有重要地位。
1.1LED显示屏研究背景与发展驱势
1.1.1背景知识
LED显示屏是一种应用广泛的平板显示器,它是利用发光二极管（Light-EmithngDiede,LED）点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。
LED显示屏的基本组成单元LED是基于半导体P-N结通以正向电流后会高效率发出可见光这一原理的注入式电致发光器件。
历史上,针对LED发光的研究是从1923年洛塞夫（Losve）的一个偶然发现开始的。
1968年,以GaAsP为材料的发光二极管在美国以商品化形式出现,从而使LED走向实用化。
随着控制技术的发展,LED逐渐向矩阵显示方向发展。
特别是大型的平板显示屏,现在己经成为LED的重要应用方向。
LED显示屏具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点,应用领域己经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面[]。
LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关,目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。
把红色和绿色的LED放在一起作为一个像素制作的显示屏叫双色屏或伪彩色屏,把红、绿、蓝三种LED放在一起作为一个像素的显示屏叫三色屏或全彩屏[]。
室内LED屏的像素尺寸一般是2-10毫米,常常是将几种不同基色的LED封装成一体,室外LED屏的像素尺寸多为10-26毫米,每个像素由彼此靠得很近的若干个单色LED组成。
用红、绿、蓝三种基色的LED组成一个像素,这就是全彩色显示屏。
通过对构成像素的每个LED的发光亮度进行调节,即可显示一幅真彩色图像。
亮度调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。
灰度等级越高,色彩就越丰富,显示的图像也越细腻。
目前的LED显示屏己经实现了结构模块化和控制数字化。
一块LED显示屏由很多块LED点阵模块组成,一般LED点阵由5巧或8xs个像素组成,所有显示模块都安装在印刷线路板上,通过高速数字电路控制。
一般,市面上所有的全彩色LED显示屏的红、绿、蓝亮度值至少能达到8位,即256级灰度,此时,整个显示屏就具有16.7百万色彩数,颜色过渡比较柔和。
LED显示屏的大小和像素数量一般都是根据现场要求进行设计,选用像素大小和间距不同的LED模块,可得到不同空间分辨率的LED显示屏。
因而,在大面积显示应用中,LED显示屏的优势非常明显。
1.1.2发展趋势
近几年,全彩色LED显示屏在国内发展异军突起,由于视角大,亮度高,色彩鲜艳,它被广泛应用于车站、码头、广场、企事业单位等公众场所[]。
全彩色LED显示屏市场行业增长每年都在40%以上[5J。
预计,二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代,LED电子显示屏也正向更高亮度、更高耐气候性、更高的发光均匀性、更高的可靠性、全色化、多媒体方向发展,系统的运行,操作与维护也向集成化、网络化、智能化方向发展[]。
1）高亮度、全彩化
蓝色及绿色超高亮度LED产品出现以来,其成本逐年降低,使全彩色LED显示屏产品成本也不断下降,推广速度加快。
同时,随着控制技术的发展和LED显示屏稳定性的提高,使全彩色LED显示屏的亮度、色彩、白平衡性能越来越高,显示屏正朝着高亮度方向发展,色彩表现力也不断提高,对各种环境的适应性能也越来越好[]。
2）标准化、规范化
材料、技术的成熟及市场价格基本均衡之后,LED显示屏的标准化和规范化将成为一个发展的趋势。
近几年业内的发展中,几番价格回落调整已经达到基本均衡,产品质量、显示效果及工作的可靠性等将成为主要的竞争因素,这就对LED显示屏的标准化和规范化有了较高的要求。
行业规范和标准体系正逐步形成[]。
3）产品结构多样化
随着信息化社会的形成,信息领域愈加广泛,LED显示屏的应用前景更为广阔[]。
预计大型或超大型全彩色LED显示屏成为主流产品的局面将会发生改变,适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高,面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富,部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破,如公共交通、停车场、餐饮、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高,大批量、小型化的标准系统在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额。
1.2研究现状
目前,世界上LED显示屏生产厂家主要分布在日本、美国、德国和我国台湾等国家和地区,国内主要有电子系统部、中科院等研究单位。
国外对LED显示屏的研究起步较早,目前主要集中于LED的色彩、亮度、材料及生产工艺等方面的研究。
日本的Toshiba、Sh呷、美国的Cree、德国的Aixtron等公司在此方面都有深入的研究。
国内对显示屏真彩色显示方面的研究仍比较少,大多数研究主要集中在控制方面,可主要归结为以下三个方面:
l）基于单片机的控制技术研究[]。
其中一种是以一片单片机为主控器件来控制和协调LED显示屏整个系统,另一种是多片单片机构成的多处理器主从系统,以一片作为主CPU,其它作为从CPU,由主从处理器配合共同完成显示屏的控制。
由于单片机内部资源有限,运行速度也不是很高,因此,这种方案在全彩色显示屏控制方面使用较少。
2）基于cPLD用PGA的控制技术研究[]。
主要针对视频图像信号频率高、数据量大、实时性强的特点,考虑到LED显示屏电路的数字逻辑的复杂性,采用CPLD/FPGA设计以大大简化系统结构。
其主要思想是利用CPLD/FPGA器件实现同步控制、主从控制、读写控制和灰度调制等电路,使图像数据处理更为快速,图像更加稳定。
这种方法设计灵活,便于调试,稳定性较高,因而得到了广泛的应用。
3）基于嵌入式系统的控制技术研究[]。
它是利用嵌入式系统指令执行速度快、支持大容量的存储空间、具有宽范围的对外接口等特点,特别是可以利用其操作系统更为有效地管理系统资源的分配,通过高效的调度算法以多任务方式实现整个应用程序的设计。
系统运行速度和可靠性都比较高,相应控制成本也较高。
上述控制方案各具特色,都具有较大的应用价值和相应的应用领域,但以上研究均是尝试借助各种平台来设计显示屏系统,以进一步增强显示屏控制灵活性,扩展显示屏的功能,主要集中在对控制技术方面的研究。
1.2.1目前存在的问题
目前国内所进行的大多数研究均没有考虑色彩混合原理、LED发光特性、人类视觉特性等,因此,无论采用何种控制技术,都无法保证显示屏达到了最佳显示效果。
再加上国内各厂家生产的LED显示屏性能指标各不相同,因而,全彩色LED显示屏真彩色显示技术的研究同国际先进水平相比,尚有很大差距[]。
1.2.1.1色彩表现方面存在的问题
随着社会的不断进步,全彩色LED显示屏技术也在不断发展,人们对显示屏的图像质量要求也越来越高。
全彩色LED显示屏色彩的真实再现问题显得尤为重要。
虽然,已经有人提出了针对具体问题的一些色彩修正方法,比如针对显示屏发光像素的白平衡匹配问题[],针对电视系统视频信号传输特性的反y校正问题[]等,但这些研究没有形成统一的理论体系,也没有针对LED显示屏发光特性和人眼的视觉感受特性进行系统的理论分析,并不能从根本上解决全彩色LED显示屏的色彩失真问题。
因此,目前市场上常见的全彩色LED显示屏仍普遍存在着发光强度及色度易受温度影响、色彩不够逼真等问题。
由于目前没有专门用于LED显示屏显示的视频信号源,也没有形成专门针对LED显示屏的视频信号标准,因此,常常是将CRT显示器中的视频数据直接用于LED显示屏显示,颜色质量往往达不到预想效果。
根本原因在于,彩色LED显示屏所选用的三基色与CRT系统荧光粉的三基色在光谱特性上有着较大的差别,同一颜色在两个不同的三基色色度系统中,其三刺激值不同。
因此如果简单地把送给CRT显示器的视频信号直接输入到LED显示屏进行显示,就必然会引起严重的颜色失真。
因此,有必要针对二者三基色色彩坐标的差异,对应用于电视系统中的节目信号进行色彩校正,以减小色彩偏差。
由于人眼对发光强度的感知是非线性的[],目前摄相机在进行图像采集时,均预先对图像进行了y次方的非线性校正,因而普通电视线路中传输的信号均为校正后的图像信号,由于LED显示屏为线性响应器件,将电视系统中的信号在LED显示屏上显示时,就必须预先对图像进行相应的逆校正[],以恢复原来的线性过程。
已有的研究中,均是从CRT显示器和LED显示屏的发光特性出发,寻找二者之间的显示特性差异,得到相应校正方法[],由于这种方法没有考虑人眼本身的视觉特性,校正结果误差就比较大。
因此,有必要从人眼的视觉特性出发,提出基于人眼视觉特性的色彩校正方法,以使LED显示屏更适合人眼的视觉感受特性,准确还原图像的本身色彩。
对于LED显示屏显示白平衡的调节,目前多通过光学测试的方法对点阵模块分类和筛选[],以保证各LED光学特性相同,这样,在出厂时进行反复搭配,达到预期效果。
这种办法,虽然可使显示屏在特定环境下达到预期效果,但随着显示屏器件的老化、环境温度的改变、电源电压的波动,所显示图像质量往往会发生较大的变化。
特别是当环境温度改变时,例如在白天与晚上,冬天与夏天,红、绿、蓝三基色LED发光强度均会随着发生变化,就造成显示屏图像白平衡状态被破坏的问题[[]。
因此,有必要对LED的发光特性进行研究,提出相应的校正方法,以增强显示屏的稳定性。
第二章LED显示屏真彩色显示原理
人们喜欢颜色,用以点缀环境,美化生活。
但是彩色并不是物体本身的属性,也不只是光的属性。
严格的讲彩色是一个心理物理学的概念,就是说它是由客观量和主观量所共同确定的。
光照在物体上,人眼接收照明光光谱中被物体反射的那部分光的能量,产生彩色的感觉
2.1色度学基本原理
从彩色的角度描述一种可见光需要用三个术语:
色调、亮度和饱和度。
色调是指彩色的类别,如红,黄,绿等。
亮度与光的强弱有关。
饱和度代表颜色深浅的程度,即颜色的纯度。
在定量的确定某种彩色的上述参数时,必须考虑以下因素:
物体表面反射系数、光谱分布以及人眼的光谱灵敏度特性。
这三个因素的乘积,代表了人眼所看到的颜色。
2.1.1视觉光谱灵敏度
人眼对波长不同的光的灵敏程度是不同的,而且因人而异,图2.1是国际照明委员（Intemationaleotnmissionon[]umination,CIE）推荐的标准视度曲线—视觉光谱灵敏度曲线
图2.1视觉光谱灵敏度曲线
2.1.2视觉暂留效应
当光刺激人眼时,感觉并不是立即产生的,因为光作用于视网膜,产生兴奋再传导至大脑有关部位引起感觉,这中间需要一段传导时间。
光刺激在眼睛内所产生的兴奋也并不随着刺激的终止而立即消失,也需要维持若干时间。
在刺激停止后所留下来的感觉称为视觉后像或视觉残留。
视觉后像又分为正后像和负后像两种。
正后像是一种与真实刺激相符合的感觉;负后像则是一种相反的情况。
视觉后像不是静止不变的,它们由迅速相互交替的几个时“相”所组成,即黑暗“相”代替光明“相”,然后光明“相”又代替黑暗“相”,一直到完全消失为止。
视觉暂留时间受如下一些因素影响:
l）光源的强弱
由弱的发光物体所得到的后像1-2秒内就会自动消失,而由强的光刺激所引发的后像则可保持数分钟。
2）刺激时间
刺激光的作用时间越长,后像的延续时间也越长。
3）光的颜色
不同色光的刺激,后像的延续时间不同,黄色光的后像消失得最快。
此外,后像的持续时间还与人眼的疲劳程度和作用于人眼视网膜的部位有关。
疲劳眼睛中后像延续时间长,作用于视网膜外周产生的后像要比作用于中央部位所产生的后像消失得快由上可知,视网膜的反应并不能随闪光开始而立即开始,也不能随闪光停止而立即停止。
在断续照明下,这种视觉时滞对我们感知物体是一种优点而不是缺点。
对于由一个亮的和一个暗的时相组成的断续光,当频率低时,观察者看到一系列的闪光,当频率增加时,变为粗闪、细闪,当闪光频率增加到一定程度时,人眼就不再感到是闪光,而感到一种稳定的或连续的光。
人们刚好感觉不到闪烁时的闪光频率称为闪光融合频率或临界闪烁频率（CriticalFliekerFrequeneyCFF）。
当周期光信号的频率高于CFF时,眼睛对这种周期变化光的感觉就像恒定的光一样,其视觉亮度I表示为:
式中L（t）为周期变化光的实际亮度，T为周期，I为眼睛感觉到的周期性变化尤亮度的半均值。
CFF是人眼对光刺激时间分辨能力的指标，一般达到30-55次/秒即不再有闪烁感觉。
光的强度对CFF是有影响的，与logl成正比，可用下式表示:
式中n为临界闪烁频率，单位是周/秒，I是光的强度，a,b是两个参数[47]。
由上式可以看出，CFF随光强的增加而变高，在光强很弱时CFF可以低到SHz，在光强较强时，提高到30~55Hz，只要CFF大于60Hz，人眼就一般不会有闪烁的感觉。
2.1.3颜色视觉理论
人眼看到不同颜色的光是由于光的波长不同。
对于人眼彩色视觉最经典的解释是汤迈斯杨1802年提出的三刺激理论，即:
人眼中具有三种不同锥状光敏细胞，他们分别对红色、绿色、和紫色光谱的能量的刺激产生反映。
但直到1960年，诺贝尔奖获得者瓦得的试验才证实三种光敏细胞的存在[[48]，对汤迈斯杨理论唯一的修改是:
用蓝色的光敏细胞代替了紫色的光敏细胞。
红、绿、蓝三种光谱灵敏度不同的锥状细胞的存在，是彩色视觉的三基色理论的心理物理学基础。
三种细胞的共同作用，就是人对颜色的总体感觉。
根据对人眼的研究知，用红、绿、蓝三基色可以合成不同的颜色。
三种颜色不同比例的混合就能调配出从白到黑的各种颜色的光。
图2-2显示了LED显示屏红、绿、蓝三种颜色的LED的配色原理。
图2-2红、绿、蓝三基色配色示意图
可以用一组联立方程来表达人眼的视觉。
令.Sr（λ）.Sg（λ）以）和Sb（λ）}代表红色、绿色和蓝色三种锥状细胞的灵敏度曲线，P（（λ）代表照明光源的功率谱分布，r（λ）为物体的反射系数，
那么三种光灵敏细胞所受的视觉刺激为:
式中er,今，e6三者的相互比例决定了人眼所看到的景物的颜色，三者之和是该景物所引起的亮度感觉。
前面4式清楚的表明了光源的频谱分布P以）对于彩色视觉的影响，由此可见，光源的光谱分布、人眼的视觉特性是决定颜色感知的主要因素。
2.1.4CIE色品图
颜色方程是表示颜色匹配的代数式。
若以（C）代表被匹配颜色的单位，（R）,（G）,（B）表示红、绿、蓝三原色的单位，C,R,G,B分别表示被匹配颜色、红、绿、蓝的数量，那么颜色匹配方程可写为:
其中R,G,B称为三刺激值，为数字量，可以是负的。
色度学中，（R）,（G）,（B）不是用物理量为单位，而是选用色度学单位。
其确定方法是:
选一特定白光（哟作为标准，当用红、绿、蓝三原色与此白光达到匹配时，所需三原色的光通量比值（LR:
Lg:
LB）定为三刺激值的相对亮度单位，即色度学单位。
匹配Fc流明的C光，需要的R,G,B的量分别为:
FR,Fg,Fb，写出颜色方程为:
式中各是以1流明为单位。
用色学单位来表示则方程为:
其中
当C=1时，上式可写为:
取
，r,g,b叫做色品坐标，由于r+g+b=1
所以:
r，g，b实质上只有两个是独立变量。
CIE1931-RGB系统是建立在W.DavidWright}49]和JohnGuild}5o}的两项颜色匹配实验基础上的。
采用了他们两人的实验结果的平均值来定出匹配等能光谱色的RGB三刺激值，用
、
、
表示。
相应的光谱色品坐标一记为:
r、g,b。
CIE1931-RGB系统的色品图如图2-3。
可以看出色品坐标有很大一部分出现负值，使用起来不方便，不易理解，所以1931年CIE推荐了一个新的国际通用的色度系统CIE
1931-XYZ系统，如图2-4。
它是由RGB系统推导而来，三原色是这样假设的:
1）规定（X）、（Z）代表色度，没有亮度，亮度只与刺激值Y成比例。
XZ线称为无亮度线，它是由r-g色品图上的方程满足。
亮度线的条件而得。
2）在此系统中光谱三刺激值全为正值，这就要求在选择三原色时，必须使三原色所形成的颜色三角形能包括整个光谱轨迹。
3）光谱轨迹从540nm附近至700nm，在RGB色品图上基本是一直线，新的XYZ三角形的XY边应与其重合，因为在这段线上只涉（X）和（Y）的变化。
所以XY线方程为:
4）YZ边取与光谱轨迹波长503nm点相切的直线，其方程为:
求出三条直线的交点，就能得到因、（均、（均新的三原色在RGB系统色品图中的坐标，经过坐标变换可得到x-色品图的光谱轨迹。
图2-3CIE1931RGB空l’q色品图图2-4CIE1931XYZ空间色品图
2.1.5格拉斯曼定律
1954年格拉斯曼总结出颜色混合的定性性质，称为格拉斯曼定律，是现代色度学的基础，具体如下:
1）人的眼睛只能分辨颜色的三种变化:
即亮度、色调、饱和度。
2）由两个成分组成的混合色，如果其中一个成分连续地变化，混合色的外貌也连续变化。
3）颜色外貌相同的光，不管他们的光谱组成是否相同，在颜色混合中具有相同的效果
由此定律可导出颜色的代换定律:
两个相同的颜色分别与两个相同的颜色相混合后，颜色还是相同，用公式可表示为:
如果A=B,C=D，则A+B=C+D
两个相同的颜色相应的减去相同的颜色，剩下的颜色仍相同。
用公式表示为:
如果A=B,C=D，则A-C=B-D
对于两个颜色相同的单位颜色，两种颜色数量同时扩大或缩小相同倍数，颜色仍然相同:
如果C=D，则nC=nD
4）混合色的亮度等于组成混合色的各种颜色光的亮度之和，称之为亮度相加定律。
格拉斯曼定律仅适用于各种颜色光的相加混合过程。
2.2显示效果衡量标准
近几年，随着电子行业标准《LED显示屏通用规范》和《LED显示屏测试方法》颁布实施，各应用领域的行业标准也已经开始制定，全彩色LED显示屏，由于其造价高、影响大，用户会以较电视机等家用显示电器更为严格的要求来评价其视觉效果。
因此，必须要站在使用者的角度上，从色度学、人眼视觉特性和色彩描述理论等方面给出衡量和评价全彩色LED显示屏的显示效果的主要指标。
第三章LED显示屏色彩校正方法
3.1基于色度系统的色彩校正
LED点阵的每一像素都是由红、绿、蓝三色LED组成。
各LED的发光强度随对应图像的R,G,B信号的变化而变化，就能显示出相应的彩色图像。
由于彩色LED显示屏的三基色和CRT显示器荧光粉的三基色在光谱特性上有着较大的差别，在色品图中它们坐标并不重合，因此，需要针对三基色色度系统的差异对用于CRT显示器中的图像进行校正，以适应LED显示屏的显示。
3.1.1彩色LED显示屏色彩调配原理
全彩LED电子显示屏的显示原理与CRT显示器一样，是利用空间混色法来重现色彩的。
三种基色光分布在同一表面上邻近的三个点，只要这些点相距足够近，由于人眼的分辨力有一定限度，就能产生三种基色光相混合的彩色感觉。
三基色各自的发光强度的比值决定了所显示的具体颜色，它们在色品图中的坐标，决定了可表现的色彩范围。
红、绿、蓝三基色LED的色品坐标直接影响图像色彩再现的视觉效果。
CIE规定红、绿、蓝三原色的波长分别应为700.Onm,546.1nm,435.8nm，当这三原色光的相对比度比例为1.0000:
4.5907:
0.0601时就能匹配出等能白光。
3.1.1.1颜色匹配的计算
彩色LED显示屏的配色一致性是保证其显示效果极其重要的因素。
由于全彩色LED显示屏是由数以万计的像素组成的，必须保证各个像素的配色正确，才能保证最终的色彩还原。
在配色计算中使用CIE1931-XYZ色品图，当选定了用于制作显示屏的红绿蓝三原色LED，并获得它们的色品坐标，就可以利用色度图计算出需要实现任意颜色所需三原色的配比。
依据色度学原理和格拉斯曼定理，当几种色光混合时，产生的混合光的强度等于组成其各种颜色光的强度之和。
如果已知组成像素的红绿蓝三原色LED的色坐标分别为（（xr，Yr，zr），（xg，Ys，zs），（xb，Yb，zb），要求混合光的色坐标为（（xc，Yc，Zc），光强为Lc。
设满足该配色的三原色光强度分别为Cr，Cg，Cb，则有
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