CN113345386A - 显示装置及颜色调整方法 - Google Patents

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CN113345386A CN202010136971.4A CN202010136971A CN113345386A CN 113345386 A CN113345386 A CN 113345386A CN 202010136971 A CN202010136971 A CN 202010136971A CN 113345386 A CN113345386 A CN 113345386A
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Abstract

本发明提供一种显示装置及颜色调整方法，显示装置包括：储存单元，储存色彩空间下的参考点的原始坐标以及色彩参数，该色彩空间已预先经过色彩校正；显示单元，显示调整界面，该调整界面用以偏移该参考点，以产生该参考点的偏移坐标；以及处理单元，分别耦接于该储存单元与该显示单元，该处理单元根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该色彩参数得到颜色转换矩阵，该处理单元以该颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比。本发明的显示装置及颜色调整方法可藉由调整界面偏移参考点，显示装置即会自动计算出颜色转换矩阵，且以颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比，进而实时将目前颜色更新为经使用者调整后的颜色。

Description

显示装置及颜色调整方法
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其是涉及一种显示装置及颜色调整方法。
背景技术
随着对于分辨率的要求越来越高，高阶显示器的应用也越来越愈广泛。高阶显示器对色彩精准度的要求较高。目前，用以校正显示器色彩的色度测量器(colorimeter)大都是使用CIE1931坐标系统来测量显示器的色度。然而，CIE1931坐标系统并不适合作为人眼色觉的比对计算，导致不同显示器之间即使经过色彩校正仍然会有同色异谱的问题，使得显示器出厂后使用者需要自行微调颜色，才能获得一致的色彩输出。于先前技术中，使用者藉由调整RGB的增益(gain)及/或偏移(offset)来调整颜色。然而，此种调整方式会额外影响显示器的亮度、色域与伽玛，且操作也较不方便。
发明内容
鉴于现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种显示装置及颜色调整方法，可让使用者实时调整颜色。
为了达到上述目的，本发明提出一种显示装置，包括：储存单元，储存色彩空间下的参考点的原始坐标以及色彩参数，该色彩空间已预先经过色彩校正；显示单元，显示调整界面，该调整界面用以偏移该参考点，以产生该参考点的偏移坐标；以及处理单元，分别耦接于该储存单元与该显示单元，该处理单元根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该色彩参数得到颜色转换矩阵，该处理单元以该颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比。
作为可选的方案，该调整界面为二维调整界面或三维调整界面，且该调整界面包含多个输入栏位。
作为可选的方案，该调整界面为二维调整界面，且该调整界面为色彩调整样板。
作为可选的方案，该调整界面为三维调整界面，且该调整界面包含色彩调整样板以及亮度调整样板。
作为可选的方案，该色彩参数为WRGB的色坐标，该处理单元根据该WRGB的色坐标得到RGB三激值矩阵，该处理单元根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
作为可选的方案，该色彩参数为RGB三激值矩阵，该处理单元根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
作为可选的方案，该参考点的该原始坐标经由下列公式得到：
Figure BDA0002397668010000021
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(r g b)Original为该参考点的RGB的输出百分比，且
Figure BDA0002397668010000022
为该RGB三激值矩阵。
作为可选的方案，该颜色转换矩阵经由下列公式得到：
(X Y Z)Shift＝(X Y Z)Original*MT；
Figure BDA0002397668010000023
以及
Figure BDA0002397668010000024
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(X Y Z)Shift为该参考点的该偏移坐标，MT为坐标转换矩阵，
Figure BDA0002397668010000031
为该RGB三激值矩阵，且MC为该颜色转换矩阵。
本发明还提供一种颜色调整方法，应用于以上所述的显示装置，该颜色调整方法包含：该显示装置储存色彩空间下的参考点的原始坐标以及色彩参数，其中该色彩空间已预先经过色彩校正；该显示装置显示调整界面；藉由该调整界面偏移该参考点，以产生该参考点的偏移坐标；该显示装置根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该色彩参数得到颜色转换矩阵；以及该显示装置以该颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比。
作为可选的方案，该调整界面为二维调整界面或三维调整界面，且该调整界面包含多个输入栏位。
作为可选的方案，该调整界面为二维调整界面，且该调整界面为色彩调整样板。
作为可选的方案，该调整界面为三维调整界面，且该调整界面包含色彩调整样板以及亮度调整样板。
作为可选的方案，该色彩参数为WRGB的色坐标，该显示装置根据该WRGB的色坐标得到RGB三激值矩阵，该显示装置根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
作为可选的方案，该色彩参数为RGB三激值矩阵，该显示装置根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
作为可选的方案，该参考点的该原始坐标经由下列公式得到：
Figure BDA0002397668010000032
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(r g b)Original为该参考点的RGB的输出百分比，且
Figure BDA0002397668010000041
为该RGB三激值矩阵。
作为可选的方案，该颜色转换矩阵经由下列公式得到：
(X Y Z)Shift＝(X Y Z)Original*MT；
Figure BDA0002397668010000042
以及
Figure BDA0002397668010000043
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(X Y Z)Shift为该参考点的该偏移坐标，MT为坐标转换矩阵，
Figure BDA0002397668010000044
为该RGB三激值矩阵，且MC为该颜色转换矩阵。
与现有技术相比，当使用者欲调整显示装置的目前颜色时，使用者可藉由调整界面偏移参考点。此时，显示装置即会自动计算出颜色转换矩阵，且以颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比，进而实时将目前颜色更新为经使用者调整后的颜色。由于颜色转换矩阵不需使用外部的色彩分析仪器来计算，对于一般使用者而言，相当方便。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的显示装置一实施例的功能方块图；
图2A至图2I为本发明的调整界面不同实施例的示意图；
图3为本发明的颜色调整方法一实施例的流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参阅图1至图2I，图1为本发明的显示装置1一实施例的功能方块图，图2A至图2I为本发明的调整界面16a～16i不同实施例的示意图。
如图1所示，显示装置1包含储存单元10、显示单元12以及处理单元14，其中处理单元14分别耦接于储存单元10与显示单元12。于实际应用中，储存单元10可为存储器或其它资料储存装置，显示单元12可为显示面板，且处理单元14可为具有资料处理功能的处理器或控制器。一般而言，显示装置1中还会设有运作时必要的软硬件元件，如输入/输出连接埠、应用程序、电路板、电源供应器、通讯模块等，视实际应用而定。
储存单元10储存色彩空间下的参考点的原始坐标以及色彩参数，其中色彩空间已预先经过色彩校正。于此实施例中，上述色彩空间可为线性色彩空间，亦即可执行矩阵线性转换的三轴坐标系统，例如CIE1931XYZ(CIE，International Commission onillumination，国际照明委员会)、CIE1931RGB、CIE2015XYZ、LMS色彩空间，或是其它以三特征矢量{x(λ),y(λ),z(λ)}描述光谱I(λ)的色彩空间。由于上述色彩空间已预先经过色彩校正，因此，上述色彩空间符合国际组织所定义的标准色域，例如sRGB(standard Red GreenBlue，标准的红、绿、蓝)、AdobeRGB、DCI-P3、BT.709、BT.2020、NTSC、Apple RGB、CIE1931RGB等，且白点色温符合D50、D55、D65、D75、D93、E、DCI-P3、3000K～10000K黑体辐射曲线等规范。因此，WRGB(white+red+green+blue,白色+红色+绿色+蓝色，即四色技术)色彩表现可以用RGB三激值矩阵
Figure BDA0002397668010000061
表示，其中XYZ为上述色彩空间的坐标轴分量。
于此实施例中，显示装置1可提供用以触发颜色调整功能的按钮(未绘示于图中)。当使用者欲调整显示装置1的目前颜色时，使用者可按压此按钮。此时，显示单元12即会显示调整界面，调整界面如图2A至图2I中的任意一个所示。调整界面用以偏移上述参考点，以产生参考点的偏移坐标。进一步来说，使用者可藉由调整界面偏移参考点来调整显示装置1的目前颜色。在参考点偏移后，处理单元14会根据参考点的原始坐标、参考点的偏移坐标与色彩参数得到颜色转换矩阵。接着，处理单元会以颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比，进而实时将目前颜色更新为经使用者调整后的颜色。
以下先针对图2A至图2I中的调整界面16a～16i进行说明。
如图2A至图2D所示，本发明的调整界面16a～16d可为二维调整界面或三维调整界面，且每一个调整界面16a～16d可包含多个输入栏位。
图2A中的调整界面16a是针对CIE1931XYZ而设计。调整界面16a可包含让使用者输入参考点的偏移矢量dx、dy与L％的栏位。在使用者输入参考点的偏移矢量后，处理单元14即可根据参考点的原始坐标与偏移矢量产生参考点的偏移坐标。需说明的是，L表示亮度，且为非必要选项。当调整界面16a仅包含dx与dy的栏位时，调整界面16a为二维调整界面。当调整界面16a包含dx、dy与L％的栏位时，调整界面16a为三维调整界面。
图2B中的调整界面16b亦是针对CIE1931XYZ而设计。调整界面16b可包含让使用者输入参考点的偏移坐标x、y与L的栏位。因此，使用者可直接于调整界面16b输入参考点的偏移坐标。需说明的是，L表示亮度，且为非必要选项。当调整界面16b仅包含x与y的栏位时，调整界面16b为二维调整界面。当调整界面16b包含x、y与L的栏位时，调整界面16b为三维调整界面。
图2C中的调整界面16c是针对CIE1976LAB而设计。调整界面16c可包含让使用者输入参考点的偏移矢量da*、db*与L％的栏位。在使用者输入参考点的偏移矢量后，处理单元14即可根据参考点的原始坐标与偏移矢量产生参考点的偏移坐标。需说明的是，L表示亮度，且为非必要选项。当调整界面16c仅包含da*与db*的栏位时，调整界面16c为二维调整界面。当调整界面16c包含da*、db*与L％的栏位时，调整界面16c为三维调整界面。
图2D中的调整界面16d是针对LMS色彩空间而设计。调整界面16d可包含让使用者输入参考点的偏移矢量L％、M％与S％的栏位。在使用者输入参考点的偏移矢量后，处理单元14即可根据参考点的原始坐标与偏移矢量产生参考点的偏移坐标。需说明的是，M用以调整亮度，且为非必要选项。当调整界面16d仅包含L％与S％的栏位时，调整界面16d为二维调整界面。当调整界面16d包含L％、M％与S％的栏位时，调整界面16d为三维调整界面。
如图2E至图2I所示，本发明的调整界面16e～16i可为三维调整界面，且每一个调整界面16e～16i可包含色彩调整样板以及亮度调整样板。如图2E所示，调整界面16e的色彩调整样板可包含两个色彩调整轴。如图2F所示，调整界面16f的色彩调整样板为色彩图样。如图2G所示，调整界面16g的色彩调整样板包含多个不连续的色块。如图2H所示，调整界面16h的色彩调整样板为色彩调整轴。如图2I所示，调整界面16i的色彩调整样板为色温调整轴。使用者可操作色彩调整样板与亮度调整样板调整参考点的颜色与亮度，以输入参考点的偏移矢量。在使用者输入参考点的偏移矢量后，处理单元14即可根据参考点的原始坐标与偏移矢量产生参考点的偏移坐标。
需说明的是，每一个调整界面16e～16i亦可仅为色彩调整样板，而不包含亮度调整样板。此时，每一个调整界面16e～16i为二维调整界面。当调整界面为二维调整界面时，使用者可操作色彩调整样板调整参考点的颜色，以输入参考点的偏移矢量。在使用者输入参考点的偏移矢量后，处理单元14即可根据参考点的原始坐标与偏移矢量产生参考点的偏移坐标。
于一实施例中，上述色彩参数可为WRGB的色坐标，其中W为白色，R为红色，G为绿色，且B为蓝色。此时，处理单元14可根据WRGB的色坐标得到RGB三激值矩阵。接着，处理单元14即可根据参考点的原始坐标、参考点的偏移坐标与RGB三激值矩阵得到颜色转换矩阵。
根据一实施例，WRGB的色坐标(x,y,z)的数据可如下表1所示。于此实施例中，储存单元10可储存如下表1所示的WRGB的色坐标(x,y)，且色坐标z可由1-x-y计算得到。如上所述，表1中的WRGB的色坐标(x,y,z)已预先经过色彩校正。
表1
Figure BDA0002397668010000081
表1中的RGB的色坐标(x,y,z)可以表示为RGB色域矩阵
Figure BDA0002397668010000082
接着，RGB色域矩阵
Figure BDA0002397668010000091
可转换为RGB色域反矩阵
Figure BDA0002397668010000092
根据表1的数据，
Figure BDA0002397668010000093
即为
Figure BDA0002397668010000094
此外，可以W的色坐标y将W的色坐标(x y z)W正规化为
Figure BDA0002397668010000095
其中
Figure BDA0002397668010000096
接着，可经由下列公式一得到W的色坐标的组成系数(rW gW bW)，其中(rW gW bW)由正规化的W的色坐标
Figure BDA0002397668010000097
与RGB色域反矩阵
Figure BDA0002397668010000098
得到。
公式一：
Figure BDA0002397668010000099
根据公式一，W的色坐标的组成系数(rW gW bW)即为(0.644361 1.1919481.203205)。
接着，可经由下列公式二得到RGB三激值矩阵
Figure BDA00023976680100000910
公式二：
Figure BDA00023976680100000911
根据公式二，RGB三激值矩阵
Figure BDA00023976680100000912
的数据可如下表2所示。
表2
X Y Z
R 0.4124 0.2126 0.0193
G 0.3576 0.7152 0.1192
B 0.1805 0.0722 0.9505
于另一实施例中，上述色彩参数亦可为RGB三激值矩阵。换言之，本发明可根据上述方式预先计算RGB三激值矩阵，再将RGB三激值矩阵储存于储存单元10。
于此实施例中，上述参考点可为色彩空间中的任意点(例如，白点或其它色点)。参考点的原始坐标可经由下列公式三得到。
公式三：
Figure BDA0002397668010000101
于公式三中，(X Y Z)Original为参考点的原始坐标，(r g b)Original为参考点的RGB的输出百分比，且
Figure BDA0002397668010000102
为RGB三激值矩阵。
假设参考点的RGB的输出百分比(r g b)Original为(0.8 0.9 1)。根据公式三，参考点的原始坐标(X Y Z)Original即为(0.8322 0.8860 1.0733)。
接着，颜色转换矩阵可经由下列公式四至公式六得到。
公式四：(X Y Z)Shift＝(X Y Z)Original*MT。
公式五：
Figure BDA0002397668010000103
公式六：
Figure BDA0002397668010000111
于公式四至公式六中，(X Y Z)Original为参考点的原始坐标，(X Y Z)Shift为参考点的偏移坐标，MT为坐标转换矩阵，
Figure BDA0002397668010000112
为RGB三激值矩阵，且MC为颜色转换矩阵。
假设参考点的色坐标(0.3127 0.329)W经由上述二维调整界面偏移为(0.3 0.32)W，其中亮度无调整。此时，参考点的偏移坐标(X Y Z)Shift可经由下列公式七得到。
公式七：
Figure BDA0002397668010000113
需说明的是，由于Y代表亮度，且亮度无调整，因此，参考点的偏移坐标中的Y值等于参考点的原始坐标中的Y值。根据公式七，参考点的偏移坐标(X Y Z)Shift即为(0.8305830.8860 1.052072)。
根据公式四与公式五，坐标转换矩阵MT即为
Figure BDA0002397668010000114
接着，根据公式六，颜色转换矩阵MC即为
Figure BDA0002397668010000115
接着，处理单元14即可根据下列公式八以颜色转换矩阵MC调整RGB的输出百分比，进而实时将目前颜色更新为经使用者调整后的颜色。
公式八：(r g b)Adjusted＝(r g b)Original*MC。
于公式八中，(r g b)Adjusted为以颜色转换矩阵MC调整后的RGB的输出百分比。当(rg b)Original为(0.8 0.9 1)时，(r g b)Adjusted即为(0.8053 0.9007 0.9775)。
于另一实施例中，假设参考点的色坐标(0.3127 0.329)W经由上述三维调整界面偏移为(0.3 0.32)W，且参考点的亮度经由上述三维调整界面调整为95％。由于Y代表亮度，且亮度调整为95％，因此，参考点的偏移坐标中的Y值等于参考点的原始坐标中的Y值乘以95％。根据公式七，参考点的偏移坐标(X Y Z)Shift即为(0.789054 0.8417 0.999468)。
根据公式四与公式五，坐标转换矩阵MT即为
Figure BDA0002397668010000121
接着，根据公式六，颜色转换矩阵MC即为
Figure BDA0002397668010000122
接着，处理单元14即可根据下列公式八以颜色转换矩阵MC调整RGB的输出百分比，进而实时将目前颜色更新为经使用者调整后的颜色。
公式八：(r g b)Adjusted＝(r g b)Original*MC。
于公式八中，(r g b)Adjusted为以颜色转换矩阵MC调整后的RGB的输出百分比。当(rg b)Original为(0.8 0.9 1)时，(r g b)Adjusted即为(0.7650 0.8557 0.9286)。
请参阅图3，图3为本发明的颜色调整方法一实施例的流程图。图3中的颜色调整方法适用于图1中的显示装置1。首先，执行步骤S10，显示装置1储存色彩空间下的参考点的原始坐标以及色彩参数，其中色彩空间已预先经过色彩校正。接着，执行步骤S12，显示装置1显示调整界面。接着，执行步骤S14，藉由调整界面偏移参考点，以产生参考点的偏移坐标。接着，执行步骤S16，显示装置1根据参考点的原始坐标、参考点的偏移坐标与色彩参数得到颜色转换矩阵。接着，执行步骤S18，显示装置1以颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比。
需说明的是，本发明的颜色调整方法的详细实施例如上所述，在此不再赘述。此外，本发明的颜色调整方法的控制逻辑中的各个部分或功能皆可通过软硬件的组合来实现。
综上所述，当使用者欲调整显示装置的目前颜色时，使用者可藉由调整界面偏移参考点。此时，显示装置即会自动计算出颜色转换矩阵，且以颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比，进而实时将目前颜色更新为经使用者调整后的颜色。由于颜色转换矩阵不需使用外部的色彩分析仪器来计算，对于一般使用者而言，相当方便。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (16)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
储存单元，储存色彩空间下的参考点的原始坐标以及色彩参数，该色彩空间已预先经过色彩校正；
显示单元，显示调整界面，该调整界面用以偏移该参考点，以产生该参考点的偏移坐标；以及
处理单元，分别耦接于该储存单元与该显示单元，该处理单元根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该色彩参数得到颜色转换矩阵，该处理单元以该颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该调整界面为二维调整界面或三维调整界面，且该调整界面包含多个输入栏位。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该调整界面为二维调整界面，且该调整界面为色彩调整样板。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该调整界面为三维调整界面，且该调整界面包含色彩调整样板以及亮度调整样板。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该色彩参数为WRGB的色坐标，该处理单元根据该WRGB的色坐标得到RGB三激值矩阵，该处理单元根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该色彩参数为RGB三激值矩阵，该处理单元根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
7.如权利要求5或6所述的显示装置，其特征在于，该参考点的该原始坐标经由下列公式得到：
Figure FDA0002397667000000021
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(r g b)Original为该参考点的RGB的输出百分比，且
Figure FDA0002397667000000022
为该RGB三激值矩阵。
8.如权利要求5或6所述的显示装置，其特征在于，该颜色转换矩阵经由下列公式得到：
(X Y Z)Shift＝(X Y Z)Original*MT；
Figure FDA0002397667000000023
以及
Figure FDA0002397667000000024
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(X Y Z)Shift为该参考点的该偏移坐标，MT为坐标转换矩阵，
Figure FDA0002397667000000025
为该RGB三激值矩阵，且MC为该颜色转换矩阵。
9.一种颜色调整方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8任意一项所述的显示装置，该颜色调整方法包含：
该显示装置储存色彩空间下的参考点的原始坐标以及色彩参数，其中该色彩空间已预先经过色彩校正；
该显示装置显示调整界面；
藉由该调整界面偏移该参考点，以产生该参考点的偏移坐标；
该显示装置根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该色彩参数得到颜色转换矩阵；以及
该显示装置以该颜色转换矩阵调整RGB的输出百分比。
10.如权利要求9所述的颜色调整方法，其特征在于，该调整界面为二维调整界面或三维调整界面，且该调整界面包含多个输入栏位。
11.如权利要求9所述的颜色调整方法，其特征在于，该调整界面为二维调整界面，且该调整界面为色彩调整样板。
12.如权利要求9所述的颜色调整方法，其特征在于，该调整界面为三维调整界面，且该调整界面包含色彩调整样板以及亮度调整样板。
13.如权利要求9所述的颜色调整方法，其特征在于，该色彩参数为WRGB的色坐标，该显示装置根据该WRGB的色坐标得到RGB三激值矩阵，该显示装置根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
14.如权利要求9所述的颜色调整方法，其特征在于，该色彩参数为RGB三激值矩阵，该显示装置根据该参考点的该原始坐标、该参考点的该偏移坐标与该RGB三激值矩阵得到该颜色转换矩阵。
15.如权利要求13或14所述的颜色调整方法，其特征在于，该参考点的该原始坐标经由下列公式得到：
Figure FDA0002397667000000031
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(r g b)Original为该参考点的RGB的输出百分比，且
Figure FDA0002397667000000032
为该RGB三激值矩阵。
16.如权利要求13或14所述的颜色调整方法，其特征在于，该颜色转换矩阵经由下列公式得到：
(X Y Z)Shift＝(X Y Z)Original*MT；
Figure FDA0002397667000000041
以及
Figure FDA0002397667000000042
其中，(X Y Z)Original为该参考点的该原始坐标，(X Y Z)Shift为该参考点的该偏移坐标，MT为坐标转换矩阵，
Figure FDA0002397667000000043
为该RGB三激值矩阵，且MC为该颜色转换矩阵。
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