Как бы вы сделали RGB-светодиод такой же яркой, как белый светодиод широкого спектра?

Скажем, у вас есть белый светодиод широкого спектра (все видимые длины волн) и вы хотите сделать светодиод RGB (только длины волн красного, зеленого и синего цветов), который мог бы излучать белый свет такой же яркости, как и свет широкого спектра.

Вам нужно, чтобы длина волны в светодиоде RGB была более интенсивной, чем длина волны в светодиоде с широкими характеристиками, чтобы компенсировать недостающие длины волн (фиолетовый, желтый и т. д.)?

Меньше длин волн означает менее яркий свет? Так что, поскольку у вас меньше длин волн, вам нужно увеличить их интенсивность?

На самом деле это довольно сложный вопрос, так как в него входит человеческое восприятие цвета, в том числе и то, что глаз неодинаково чувствителен во всем диапазоне. Обратите внимание, что даже «белый» светодиод не обязательно имеет «все» цвета.

Ответы (1)

В этом вопросе много интересных аспектов. Я объясню спектр широкого белого светодиода, а затем я объясню спектр белого светодиода RGB. Но перед этим важно понять, как глаз воспринимает цвет. Это не так просто, как три разные длины волны, видимые тремя колбочками.

Цветовое зрение:

Сетчатка глаза состоит из трех разных колбочек: красной, зеленой и синей.

спектр глаза

Это изображение 1 показывает чувствительность разных колбочек к разным длинам волн света. Различные цвета видны из-за разных уровней стимуляции трех разных колбочек. Белый цвет виден, когда все три колбочки одинаково стимулируются. Это не требует присутствия всех длин волн видимого света. Вместо этого простая комбинация желтого и синего света будет стимулировать все три колбочки в равной степени. На самом деле это метод, используемый для создания белого светодиода широкого спектра.

Белый светодиод широкого спектра:

белый светодиодный спектр

это общий спектр 2 белого светодиода. Это сочетание желтого и синего света. Эта комбинация отображается как белый цвет. Хотя белые светодиоды могут быть изготовлены с комбинацией многих длин волн, это наиболее часто используемый тип.

Белый светодиод RGB:

В белом светодиоде RGB используется комбинация трех длин волн для одинаковой стимуляции колбочек.

Спектр белого светодиода RGB

это спектр 3 белого светодиода RGB.

Теперь, что касается вашего вопроса, светимость всего спектра может быть получена путем интегрирования спектральной светимости по всему диапазону длин волн. Для равной яркости светимость должна быть равной. Таким образом, для двух описанных светодиодов для одинаковой светимости спектральная светимость длин волн в светодиоде RGB должна быть больше, поскольку он охватывает меньше длин волн.

Примечание:

1. Чтобы иметь одинаковую светимость, спектральная интенсивность излучения красной и синей длин волн должна быть больше, чем длина волны зеленого из-за разницы в чувствительности глаз к разным цветам.

2. Как указал @Ruslan

Наличие оттенка в белом крайне субъективно. Это зависит от хроматической адаптации, а та, в свою очередь, зависит от индивидуальной изменчивости, в частности, от возраста (что приводит к пожелтению хрусталика глаза), количества и распределения макулярной пигментации. На самом деле можно даже не согласиться с самим собой в этом вопросе в зависимости от того, смотрит ли он на предмет ямкой или более эксцентричной частью сетчатки.

Однако, поскольку невозможно учесть все возможные вариации, для ответа на этот вопрос использовалась функция светимости, которая представляет собой среднее значение таких вариаций.

Источники:

  1. Чувствительность колбочек к разным длинам волн

  2. Белый светодиод широкого спектра действия

  3. Белый светодиод RGB

На самом деле это утверждение неверно: «Для равной яркости сила излучения должна быть одинаковой». . Равная интенсивность излучения означает, что будет равна только яркость , а не яркость (яркость). В последнем случае необходимо учитывать светоотдачу при интегрировании спектральной плотности мощности.
Даже функция светимости не дает объективного представления о том, насколько ярко мы видим различные длины волн. На самом деле у людей глаза с совершенно разной чувствительностью к разным цветам, отчасти из-за различий в относительном количестве фоторецепторов разных типов. Восприятие цвета и яркости — сложные, субъективные явления, имеющие отношение как к психологии, так и к физике.
@Руслан спасибо за ваш вклад. Я отредактировал свой ответ, чтобы более точно отразить восприятие яркости.
@Puk Хотя это правда, я думаю, что почти каждый может согласиться с тем, белый светодиод или нет. Вместо того, чтобы объяснять такое сложное явление, я чувствую, что более простое объяснение может адекватно ответить на этот вопрос.
@trinitrotoluene Я согласен с тем, что большинство людей согласятся, что белый светодиод является «белым», но не обязательно в зависимости от того, например, одинаково ли ярки синий и красный светодиоды.
@Puk, по крайней мере, функция яркости является результатом сопоставления цветов (усредненного по нескольким наблюдателям). Есть, конечно, и другие эффекты, не связанные с согласованием цветов: например, эффект Гельмгольца-Кольрауша , и вариация между разными наблюдателями (которая весьма значительна), и контрастно-зависимое восприятие яркости , но все это здесь не имеет значения.
@Ruslan Я не думаю, что разница между разными наблюдателями не имеет значения. Если у вас есть обычный белый светодиод и один из красных, зеленых и синих светодиодов; люди не согласятся, одинаково ли они ярки. Световой поток действительно дает представление об их яркости, но воспринимаемая яркость будет отличаться от человека к человеку, часто значительно.
@Puk Если это правда, люди, и так важно, как вы утверждаете, люди должны существенно не согласиться с тем, имеет ли белый светодиод синий или красный оттенок. Проводились ли какие-либо исследования, подтверждающие это? Это очень значительный эффект или только незначительный?
@trinitrotoluene есть проблема: наличие оттенка в белом крайне субъективно. Это зависит от хроматической адаптации, а та, в свою очередь, зависит (помимо предшествующего воздействия света) от индивидуальной изменчивости, в частности, от возраста (что приводит к пожелтению хрусталика глаза), количества и распределения макулярной пигментации. На самом деле можно даже не согласиться с самим собой в этом вопросе в зависимости от того, смотрит ли он на предмет ямкой или более эксцентричной частью сетчатки.
@Ruslan Хорошо, даже если это так, лучшее, что мы можем сделать, чтобы ответить на этот вопрос, - это рассмотреть средние значения, которыми является функция яркости. Я включу примечание, что оттенок субъективен в моем ответе. Спасибо.
Да, именно поэтому я ранее сказал, что индивидуальные вариации не имеют значения: это совершенно другая банка червей, чем то, о чем спрашивал ОП.
Как бы вы сделали RGB-светодиод такой же яркой, как белый светодиод широкого спектра?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v