系统地探究了典型多光谱彩色成像系统的最优光谱通道数的确定问题。在前期多目标滤色片优化选取方法的基础上，将仅限于相同通道滤色器优化的概念拓展至不同通道数最优滤色器的优化，从而达到最优通道数确定的目的。基于Munsell光谱反射率数据集构建光谱反射率成像目标，通过真实CCD成像传感器的光谱灵敏度、D65光源的光谱功率分布以及高斯滤色器模型和最大线性独立滤色器选择算法，在10个噪声水平下实现了3~31个光谱通道，即29个虚拟多光谱相机对成像目标的光谱反射率重建的仿真计算。结果表明，通道数小于8时，5通道滤色器表现最优；和A光源相比，D65光源下的5通道最优滤色器的最大带宽达到80 nm，性能有显著的提升。

稀土钼酸盐材料的光环境诱导变色性能与其自身吸收反射特性与光源功率分布相关。基于色度学原理，对比国际照明委员会规定的4种标准光源(即D65、A、F2与F11光源)的功率分布曲线，构建了不同光源间的差异函数，并分析可知此类材料一般在功率分布差异显著的光源间会呈现明显色差，当此类材料的反射率极小值位于光源差异函数的尖锐峰附近时，在相应光源间呈现较大色差，反之则色差较小。根据稀土离子的特征吸收谱线，筛选出具有光环境诱导变色效应的稀土元素，并实验验证了高温固相法所合成稀土钼酸盐变色材料。

研究了基于多通道发光二极管（LED）的光谱优化模拟方法。根据光谱的线性叠加原理，将各色LED光谱导入程序，通过编程使模型在指定色温条件下输出显色指数、光效、色容差等最佳组合，以指导多通道LED照明产品调光调色应用。实验结果表明：暖白光LED与RGB（Red，Green，Blue）光混合后，在3000~5000 K色温范围内具有最佳的光度色度参数组合；在5000~8000 K范围内，冷白光LED与RGB光的混合效果最佳。探讨了各最优光谱组合解的视觉功效及非视觉功效，对光谱的最优解进行了实验验证。

为了获取高质量的彩色动态全息, 采用计算机编码的方法, 提出了一种制彩色动态全息的新方法。根据色度学和采样原理,将任一分动作物点分解为红、绿、蓝三基色物点, 计算编码调整三基色物点的位置, 使它们对应的含体视对的3张分色全息图放置在同一平面上,经共轭光再现后, 所有体视对的再现像能在空间上完全重合, 并记录重合像与参考光干涉后的彩色全息图。结果表明, 彩色全息图经再现后, 随着人眼位置的移动, 可见不同的动作像, 从而实现彩色动态效果。此方法能有效解决彩色动态全息图再现像难重合、对实验条件要求高的问题; 且操作简单易行, 能有效避免一些不必要的噪声, 在3维显示方面具有较好的应用价值。

对新型色貌模型CAM16的颜色空间均匀性进行分析评估,发现该模型颜色空间仍旧存在视觉均匀性不够理想的问题,这将会影响跨媒体颜色再现的准确性,导致相同颜色在不同观察环境下产生色差。为此,通过BFD色差数据集对该模型进行优化,以修正视觉均匀性,进而提出更为均匀的色貌模型CAM16-J'a'b',同时采用国际通用的芒塞尔表色系统对优化后的颜色空间进行均匀性检验。结果表明,优化后的颜色空间均匀性有所提高,为跨媒体颜色再现研究提供了参考。

产于黑龙江的“北红玛瑙”与四川凉山、 云南保山的“南红玛瑙”是我国珠宝市场上常见的红色玛瑙, 然而相应的产地特征研究较少, 结合色度学、 拉曼光谱、 X射线粉晶衍射分析对三个产地的73件红色玛瑙的色度学、 矿物学、 光谱学特征进行了对比分析。 结果表明, “北红玛瑙”的主要物相组成为α-石英和斜硅石, 次要矿物组成为针铁矿、 赤铁矿; 四川凉山与云南保山“南红玛瑙”的主要物相组成为α-石英, 次要矿物为赤铁矿、 针铁矿、 方解石等, 少量样品含有斜硅石。 黑龙江“北红玛瑙”的颜色主波长范围为574～605 nm, 集中于［580, 590］区间, 对应黄色-橙黄色-橙色色调, CIE1976Lab色空间中a≤6.2, b≤6.3; 四川凉山“南红玛瑙”的主波长范围为589～624 nm, 云南保山“南红玛瑙”主波长范围为589～599 nm, 两个产地的“南红玛瑙”主波长均集中于［590, 600］区间, 对应橙色-橙红色色调, 大部分样品a＞6.2或b＞6.3, 整体而言相比“北红玛瑙”颜色色调偏红, 其彩度和亮度总体上也高于“北红玛瑙”。 拉曼光谱中, 斜硅石Si—O—Si对称伸缩-弯曲振动引起的501 cm-1峰在“北红玛瑙”中的强度高, 在两个产地的“南红玛瑙”中不存在或者强度弱。 斜硅石与α-石英特征峰强度比(I501/I463)和面积比(A501/A463)结果基本一致, 在研究及鉴定过程中可以根据实际情况灵活选择。 拉曼光谱粉末法测得的斜硅石与α-石英特征峰强度比(I501/I463)和面积比(A501/A463)结果位于大量随机点测的范围内, 在日常鉴定中可以用多次无损点测的方法来获得接近粉末法的结果。 黑龙江“北红玛瑙”的特征峰面积比(A501/A463)稳定在0.15～0.36, 而四川凉山与云南保山“南红玛瑙”稳定在0.00～0.08, 指示了两个产地“南红玛瑙”的斜硅石相对含量比“北红玛瑙”少, 推测是两地的“南红玛瑙”在初期形成后都经历了较强的脱水和重结晶作用过程, 使斜硅石转化成低温的α-石英所致。 可以综合利用色度学特征及拉曼光谱, 结合斜硅石与α-石英谱特征峰强度比(I501/I463)或面积比(A501/A463), 对产于黑龙江的“北红玛瑙”以及四川凉山、 云南保山的“南红玛瑙”进行区分, 这也对玛瑙的产地鉴定、 出土文物溯源等具有重要意义。

基于双目视差的光栅式自由立体显示器技术已逐步成熟,为了定量研究颜色对自由立体显示器视觉舒适度的影响,需要对显示器进行颜色特性化。实验研究了一台彩色有源矩阵薄膜液晶光栅式自由立体显示器的通道独立性、色品恒定性和颜色特性化精度。结果显示:该显示器在三维(3D)模式下的通道独立性较差,而在二维(2D)模式下的通道独立性非常好;无论3D还是2D模式,该显示器的色品恒定性均非常好;该显示器3D和2D模式下增益-偏置-伽玛(GOG)模型的特性化精度分别为3.64和0.99Δ E*ab(CIELAB 色差),查找表(LUT)模型的精度分别为2.36和0.65Δ E*ab。显示器在3D模式下受到串扰的影响,因此其颜色特性化精度低于2D模式,其中LUT 方法的特性化精度可基本达到颜色视觉实验的要求,但要实现立体显示下的颜色精确预测或控制,还需要寻找其他更高精度的特性化方法。

为了定量分析不同防蓝光眼镜的使用对屏幕显示画面彩色三要素的影响, 分别采集6 500K和5 000K色温下的OLED屏幕与LED背光的LCD的光谱分布, 以及当前销量较大的5种不同材质防蓝光眼镜透射率数据, 通过OriginPro拟合、色度软件分析、Matlab计算, 定量比较5种防蓝光眼镜对不同色温下两种屏幕1931 CIE XYZ色坐标、主波长、饱和度及光通量的影响, 结合人眼分辨率对计算结果进行分析。结果表明, 5种眼镜对屏幕色坐标Z值降低效果相差最大值高达1 881倍, 相同色温同一眼镜对LED背光的LCD屏的防蓝光效果略强于OLED屏; 5种防蓝光眼镜对色温为5 000 K的LED背光的LCD屏幕主波长影响不大; 能过滤掉色温6 500 K的OLED屏幕99.626 %蓝光的眼镜, 可使其饱和度增加22.7倍。能过滤掉色温6 500 K的LED背光LCD屏幕99.59%蓝光的眼镜, 可使其色温下降为原来的0322倍, 均严重影响屏幕的显示效果。该研究方法与结论可为相关产品的使用和研发提供借鉴。

为了定量分析屏幕贴膜前后彩色三要素的变化，分别测量不同色温（2 700~6 500 K）下液晶显示器（LCD）与有机发光二极管（OLED）屏幕的光谱分布。根据聚对苯二甲酸乙二醇脂树脂（PET）及脉冲电子束沉积（PED）贴膜透射率数据，拟合屏幕光谱分布及贴膜透射率函数表达式。计算并定量比较两种贴膜对不同色温下两种屏幕1931 CIE XYZ色坐标、主波长、饱和度及光通量的影响，结合人眼分辨率对计算比较结果进行分析。两种贴膜可分别使LCD色坐标Z值降低0.001 4、0.000 6，使OLED Z值下降0.000 2左右，降幅不随色温变化；色温5 000 K时，两种贴膜均使LCD主波长降低1 nm，OLED主波长增加1 nm；当色温设置低于5 000 K时，两种贴膜分别可使LCD饱和度增加约0.37%、0.17%；两贴膜可使不同色温LCD及OLED光通量分别下降11.9%、1.46%。PET贴膜对光通量的影响，人眼能够明显辨别。以上结论可为屏幕贴膜的选择与使用提供依据，分析研究方法可为相关产品的研发提供借鉴。