复频谱理论认为，能量是标量，三个准单色光相加后呈现的白平衡，并不是在能量层级上实现的平衡，而是由三个准单色光隐含的色矢量r相加实现的平衡。三基色色矢量在复频谱图上的相位是固定的，正如图6-1所示。实际上是绿色矢量rg与蓝色矢量rb共同合成一个色矢量rp，这个rp与红色矢量rr大小相等，但方向相反，从而实现了三基色的色矢量白平衡。......
2023-11-18
D65光源白平衡理论解析
【摘要】：D65光源分别在蓝色、青色、绿色、红色区域的白平衡数据如表12-1至表12-4所示。可是计算结果显示D65光源的饱和度并不等于零，而是等于2.5‰。图12-1D65光源的矢端函数曲线全频域色矢量平衡的基本条件是色矢量在全频域的均匀分布，因此应该在频域内均匀取值，如果在波长域内均匀取值，色矢量肯定是不平衡的。此时，D65光源四个分色矢量如图12-2所示，其数值分别为：X+=11.79706，X-=-12.8237，Y+=11.6135，Y-=-12.2604。图12-2D65光源四个分色矢量
所谓光源白平衡，即全频域色矢量之和等于零，它的颜色特征数值中色彩强度C=0，饱和度S=0，此时其白度W=100%。下面通过计算D65光源的饱和度来评价它的白度。D65光源分别在蓝色、青色、绿色、红色区域的白平衡数据如表12-1至表12-4所示。
表12-1 D65光源在蓝色区域（270°～360°）白平衡数据表
续表
小结：蓝区共40项Yb=-220.861，均值yb=-5.52153；Xb=252.034，均值xb=6.30085。
表12-2 D65光源在青色区域（180°～270°）白平衡数据表
续表
小结：青区共40项Yc=-269.6146，均值yc=-6.74037；Xc=-264.037，均值xc=-6.6009。
表12-3 D65光源在绿色区域（90°～180°）白平衡数据表
续表
续表
续表
小结：绿区共50项Yg=319.781，均值yg=6.3956；Xg=-311.14，均值xg=-6.2228。
表12-4 D65光源在红色区域（0°～90°）白平衡数据表
续表(www.chuimin.cn)
小结：红区共41项Yr=213.932，均值yr=5.21786；Xr=225.3446，均值xr=5.49621。
将上述四个颜色区域白平衡数据小结的内容（色矢量整合数值）统计做表，如表12-5所示。
表12-5 D65光源复频谱四个色区色矢量整合值
利用表12-5的数值，将四个色区的色矢量加和以后取平均，即为复频谱X、Y坐标轴上四个分色矢量，它们的数值如下：
在这四个分色矢量数值的基础上，进一步计算D65光源的颜色特征数值：色彩强度C、色相H、饱和度S，计算如下：
设定光源的亮度为100%，则白度
从计算结果可以看出，D65光源的饱和度值很低，白度值非常高。
理想的白光全频域复频谱色矢量之和等于零，没有一点儿彩色，其饱和度也应该为零。可是计算结果显示D65光源的饱和度并不等于零，而是等于2.5‰。人类的颜色视觉对于饱和度的敏锐度是比较低的。它的色相为212.21°，在青区，几乎是晴朗天空的天蓝色，而白度值为99.75%，可以认为D65光源是比较接近天空日光白平衡的光色，D65光源的矢端函数曲线如图12-1所示。
图12-1 D65光源的矢端函数曲线
全频域色矢量平衡的基本条件是色矢量在全频域的均匀分布，因此应该在频域内均匀取值，如果在波长域内均匀取值，色矢量肯定是不平衡的。由于已知光源的光谱相对功率是在波长域上均匀分布的，所以作者在波长域上采取从蓝到红逐渐扩大取样间隔的方式，从蓝区间隔1nm，逐渐扩大到红区间隔4nm，尽可能做到在频域间隔2MMHz左右，即使这样，均匀性仍显不足。好在通过在每个色区取色矢量的平均值，这样就可以将不均匀性的影响降低到可以忽略不计的程度。
此时，D65光源四个分色矢量如图12-2所示，其数值分别为：
X+=11.79706，X-=-12.8237，Y+=11.6135，Y-=-12.2604。
图12-2 D65光源四个分色矢量
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