光谱与颜色分析
本章覆盖结果区中的 6 个页面:
Reflection SpectrumTransmission SpectrumAbsorption SpectrumReflection ColorTransmission ColorAbsorption Color
这 6 页把基础 R / T / A 结果进一步映射到“真实入射光谱”和“可见颜色”层面,主要用于两类分析:
- 当前光源下,反射/透射/吸收能量在各波长上的分布。
- 该分布映射到颜色空间后的可见颜色。
本章重点
本章覆盖三项内容:
...Spectrum与...Color页面各自提供的结果信息。- 入射光谱、颜色计算与页面出现条件。
- 单次计算、单参数
Sweep与多参数Sweep下的显示切换。
示例配置:D65 可见颜色案例
本章的单次计算截图使用“默认 ITO 导电膜 + D65 光源”的可复现案例,用一套稳定配置同时生成光谱页、色度图和颜色卡片。
这组示例的设置是:
Structure仍然保持默认:Air-in -> ITO (40 nm) -> Substrate (1 um, Incoherent) -> Air-out。- 在
Optics中开启Incident Spectrum,光源保持默认的Illuminant D65。 - 勾选
Visible Color。 - 点击
Set spectrum 360–780 nm, step 1,让颜色计算满足360 -> 780 nm、步长1 nm的硬条件。 - 点击顶部
Run,生成单次颜色结果。


页面出现条件
这 6 个页面是否出现在左侧结果区,只取决于本次计算是否生成了对应数据。
当前实现的显示条件是:
| 页面类型 | 出现条件 | 常见不会出现的原因 |
|---|---|---|
...Spectrum | 当前结果是非标量波长结果,且生成了对应的光谱数组 | 波长模式是 Single / Average;未启用入射光谱 |
...Color | 当前结果里生成了对应的 *_spectrum_color 色值对象 | 未启用可见颜色计算;波长范围不满足颜色计算约束 |
因此:
- 如果你的波长模式是
Single或Average,即使做了计算,也不会出现Reflection Spectrum / Transmission Spectrum / Absorption Spectrum。 - 如果没有打开可见颜色计算,颜色页会直接保持灰色或不生成结果。
颜色计算的硬性前置条件仍然是:
Incident Spectrum必须启用。Enable Color Calculation必须启用。- 波长范围必须是
360 nm -> 780 nm。 - 步长必须
<= 1 nm。
只要其中一项不满足,颜色结果就不会生成。
光谱页
Reflection Spectrum、Transmission Spectrum、Absorption Spectrum 不是基础 R / T / A 的简单重命名。
它们展示的是在当前入射光谱设定下的光谱分布结果。以 Reflection Spectrum 为例,当前图表会同时给出:
Incident Spectrum:当前光源本身的相对光谱分布Spectral Intensity (a.u.):对应的反射光谱强度
所以这页回答的问题是:
- 在某个光源下,反射能量主要集中在哪些波段?
- 如果把入射光源从
Illuminant D65换成自定义文件,反射颜色会往哪一侧偏移?

判读重点:
- 灰色
Incident Spectrum:确认当前光源主要把能量投在哪些波段。 - 彩色目标光谱曲线:确认被反射/透射/吸收后的能量分布。
- 颜色页:判断结果偏暖、偏冷、偏灰或偏饱和的原因。
这类页面最适合做“光源敏感性”判断:同一个膜系,在不同光源下可能具有相同的原始 R 曲线趋势,却呈现不同的视觉颜色结果。
颜色页
Reflection Color、Transmission Color、Absorption Color 三页共用同一套页面逻辑,但显示内容会随运行模式变化。
当前实现是:
| 当前状态 | 默认图表视图 | 切到表格视图后 | 是否会强制表格 |
|---|---|---|---|
| 单次计算 | CIE 1931 色度图 | 颜色卡片 | 否 |
| Sweep,且只有 1 个扫描参数 | CIE 1931 色度图 | Sweep 颜色数据表格 | 否 |
Sweep,且扫描参数 >= 2 | 直接进入 Sweep 颜色数据表格 | 仍是表格 | 是 |
颜色页的显示逻辑如下:
- 颜色页默认展示色度图。
- 在单次计算下,切到表格视图看到的是颜色卡片。
- 在 Sweep 下,切到表格视图看到的是参数组合对应的颜色表格。
- 一旦 Sweep 维度到 2 个或更多,顶部图表/表格切换按钮会直接消失,因为页面会强制停留在表格。
如果你发现颜色页上方没有视图切换按钮,先检查 Sweep 参数数量,而不是先怀疑渲染出错。
色度图
颜色页默认进入 CIE 1931 Chromaticity Diagram。
可以用于判断:
- 当前结果在色度空间里偏向哪一个色域区域?
- 多组参数扫描后,颜色点是往某个方向连续移动,还是只在局部跳变?

当前色度图的使用方法是:
- 主图中心的数据点:表示当前颜色的
xy坐标。 - 右侧控制区:控制色域参考线、背景和辅助信息。
- 底部信息区:显示当前图上到底有多少个颜色点。
右侧控制区当前支持这些开关:
sRGBNTSCDCI-P3BT.2020Show Color BackgroundPlanckian LocusWavelength Labels
当页面里有多个点(例如单参数 Sweep)时,还会额外出现:
Connect Data Points
这个开关很重要,因为它能把“离散点”变成一条路径,让你直接看出参数变化时颜色在色度图里的移动方向。
实际解读时不要只看“点在不在某个三角形里”,还要结合:
- 点距离白点有多远。
- 多个点是否沿某条连续路径移动。
- 这种移动是否和你的参数变化方向一致。
颜色卡片
在单次计算下,把颜色页切到表格视图后,显示的是颜色卡片,而不是普通二维表格。

这张卡片把颜色结果拆成两组信息:
| 分组 | 字段 | 用途 |
|---|---|---|
| 三刺激值 / 色度 | XYZ、xy、xyY | 用于色度分析、外部色彩计算、论文/报告记录 |
| sRGB 空间 | Linear sRGB、sRGB、sRGB (8-bit)、Hex | 用于界面颜色、网页颜色、快速视觉复现 |
使用建议:
- 物理分析使用
XYZ / xy / xyY。 - 前端展示、PPT 或颜色复现使用
sRGB (8-bit)和Hex。 - 如果要把数值带去别的软件,直接用每行右侧的复制按钮。
- 如果要归档整个结果集,用右上角
Export CSV。
这张卡片只适合“当前一组颜色结果”。如果你在做 Sweep,真正有比较价值的通常是下面那张 Sweep 颜色表。
扫描颜色表
当颜色结果进入 Sweep 模式,页面会切换成 SpectrumColorSweepDataTable。
如果 Sweep 参数有 2 个或更多,这张表会被强制显示,页面不再提供色度图切换。
本章下面这张 Sweep 颜色表,使用的是同一结构和同一颜色光学设置,只额外打开了默认的双参数扫描:
- 打开
Sweep页面。 - 保留
optics/incidentAngle,并把范围收敛到0 -> 60,步长30,减少组合数。 - 保留
optics/pRatio,使用默认的0 -> 1,步长0.5。 - 点击顶部
Run Sweep,得到3 × 3 = 9组颜色结果。


这张表可按以下方式使用:
- 左侧参数列:确认每一行对应的参数组合。
Color色块列:先做快速分组。- 按需求打开或关闭具体数值列。
表格当前包含三类列:
| 列类型 | 说明 |
|---|---|
| Sweep 参数列 | 每个扫描参数各占一列,显示当前组合的具体取值 |
Color 色块列 | 只用于快速视觉分辨,不替代数值字段 |
| 色值列 | XYZ、xy、xyY、Linear sRGB、sRGB、sRGB (8-bit)、Hex |
表头的复选框用于按需隐藏/显示色值列。推荐做法是:
- 先只保留
xy或Hex,快速筛行。 - 确定候选方案后,再打开
XYZ / xyY / sRGB做精细比较。 - 最终使用
Export CSV导出完整记录。
这张表尤其适合回答:
- 哪一组参数最接近目标颜色?
- 在满足光学性能的前提下,颜色偏移最小的是哪一组?
- 同一条色相变化是由入射角主导,还是由
pRatio主导?
入射光谱对颜色结果的影响
关键区分如下。
Reflectance / Transmittance / Absorptance 页面看的主要是结构本身的响应;而 ...Spectrum 与 ...Color 页面看的,是“结构响应”和“入射光谱”叠加后的结果。
因此:
- 换一个光源源类型(例如
Illuminant D65改成文件导入) - 改入射光谱文件的峰值分布
- 甚至只调整可见区内某一段能量权重
都会直接改变:
- 光谱页中目标谱线的形状
- 颜色卡片里的
XYZ / xy / sRGB / Hex - 色度图里的点位
但它不会直接改写结构本身的原始 R / T / A 物理响应。
所以正确的分析顺序通常是:
- 先在基础结果页确认膜系本身是否合理。
- 再到光谱/颜色页确认在“指定光源”下视觉表现是否符合预期。
常见错误与检查
缺少 ...Spectrum 页面
优先检查:
- 波长模式是否是
Sweep,而不是Single / Average。 - 是否启用了
Incident Spectrum。 - 本次运行是否真的生成了对应的光谱数组。
缺少 ...Color 页面
优先检查:
Enable Color Calculation是否启用。- 波长范围是否严格是
360 -> 780 nm。 - 步长是否
<= 1 nm。 - 是否在修改参数后重新执行了
Run或Run Sweep。
缺少颜色页切换按钮
这通常说明当前是 Sweep,且扫描参数数量已经 >= 2,页面被强制改成表格模式,不是前端出错。
色度图仅显示单点
这通常表示当前只有单次计算结果,或者虽然是 Sweep,但当前只看到了单个有效颜色点。
颜色结果与直观预期不一致
先不要直接质疑材料文件。按下面顺序排查:
- 当前入射光谱源是否正确。
- 可见颜色计算是否在正确的
360-780 nm区间执行。 - 你现在看的是反射颜色、透射颜色,还是吸收颜色。
下一步
如果你已经能读懂“光谱分布怎么映射到颜色”,下一步应继续看:椭偏结果。
下一章说明 Psi / Delta 的结果解释,重点是偏振态变化与薄膜参数之间的关系。