显示屏光的三原色原理！光学百科

显示屏光的三原色原理！光学百科

可见光有无限多种颜色，那么制作显示器时要如何显示这么多种颜色呢？

幸好科学家们发现，可见光虽然有无限多种颜色，但是只要以红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色“不同亮度”即可组合成连续光谱中几乎所有可见光的颜色，因此我们称红(R)、绿(G)、蓝(B)三色为“光的三原色”

下面几个例子说明如何组合不同亮度的RGB三种颜色来形成几乎所有可见光的颜色。假设有一个方格用来显示某一种颜色，这样的方格称为“画素(pixel)”，我们将这个方格垂直切割成三个小方格，分别代表RGB三种颜色，这样的小方格称为“次画素(sub-pixel)”，如图5-4所示。当红色亮度100%(全亮)、绿色亮度100%(全亮)、蓝色亮度100%(全亮)则我们的视觉会感受到三种颜色混合成白色，如图5-4(a)所示，大家可以自行目视图5-4(a)，结果会发现不论怎么看都是三种颜色呀！怎么会混合成白色呢？要让我们的视觉感受到RGB三种颜色混合成一种颜色有两种方法：

让观察者距离较远来观看

一种方法是画素的大小不变，但是观察者后退到十公尺以外再看，由于大部分的人都有近视(这一点很重要)，此时眼睛根本无法分辨RGB三个“次画素”，只能隐约看成一个“画素”，而RGB三种颜色自然也会被隐约混合成一种颜色了。比如君太大型电视墙称为“发光二极体显示器”，它显示的RGB三个次画素都很大，但是观察者在距离数十公尺以外观看，无法分辨RGB三个次画素，所以RGB三种颜色自然也会被隐约混合成一种颜色。

将画素缩小到数百微米

另外一种方法是将画素缩小到数百微米(大约与头髮的直径大小相同)，此时RGB三个次画素也非常微小，这么小的次画素不论观察者靠多近观看，眼睛都不容易分辨RGB三个“次画素”，只能隐约看成一个“画素”，而RGB三种颜色自然也会被隐约混合成一种颜色了。大家所使用的笔记型电脑显示器称为“液晶显示器(LCD)”，它显示的RGB三个次画素都很小，虽然观察者在距离数十公分以内观看，仍然无法分辨RGB三个次画素，所以RGB三种颜色自然也会被隐约混合成一种颜色。

我们可以将RGB三个次画素可能混合成的颜色举例如下，请参考本书最前面的彩色页1，更容易了解RGB三种颜色是如何混合起来的：

1.红色亮度100%(全亮)、绿色亮度100%(全亮)、蓝色亮度100%(全亮)大约混合成白色

2.红色亮度100%(全亮)、绿色亮度100%(全亮)、蓝色亮度0%(全暗)大约混合成黄色

3.红色亮度100%(全亮)、绿色亮度50%(亮一半)、蓝色亮度0%(全暗)大约混合成橙色

4.红色亮度0%(全暗)、绿色亮度100%(全亮)、蓝色亮度100%(全亮)大约混合成靛色

5.红色亮度100%(全亮)、绿色亮度0%(全暗)、蓝色亮度100%(全亮)大约混合成紫色

6.红色亮度0%(全暗)、绿色亮度0%(全暗)、蓝色亮度0%(全暗)则会混合成黑色

如果我们可以分别控制RGB三个次画素的亮度为100%(全亮)、75%、50%、25%、0%(全暗)等五种，

则这个画素总共可以显示5种不同亮度的红色(R)、5种不同亮度的绿色(G)、5种不同亮度的蓝色(B)，故总共可以显示555=125种颜色。