本文档是发表在《Journal of the Society for Information Display》期刊2026年的一篇原创性研究论文，题为“Adaptive display white point under various ambient conditions. Part 2: Dual illumination”。以下是对该研究的学术报告。

研究作者与机构 本研究由香港理工大学颜色影像与元宇宙研究中心的Jiamin Guo和Minchen Wei、香港理工大学-大亚湾科技与创新研究院的Minchen Wei以及北京小米移动软件有限公司的Zhiwei Jiao和Licheng Ge共同完成。通讯作者为Minchen Wei和Licheng Ge。论文于2026年1月12日收稿，同年3月31日被接受发表。

学术背景 本研究的科学领域属于颜色科学、视觉感知与显示技术交叉领域，具体聚焦于色适应（Chromatic Adaptation）机制及其在自适应显示技术中的应用。自适应显示技术旨在通过动态调整显示参数（如亮度、白点）来响应用户所处的环境光照，以优化观看体验。先前的研究（包括本研究团队的第一部分工作）大多集中在单一均匀环境光照条件下色适应与显示白点调整的关系。然而，在实际使用场景中，用户经常在靠近窗户或门口等位置使用移动设备，导致前景（用户面向的方向）和背景（用户背对的方向）存在不同的照明条件，即双重照明（Dual Illumination）场景。现有自适应显示算法在此类场景下的表现往往不尽如人意，但针对双重照明条件下色适应的系统性研究此前尚属空白。因此，本研究旨在探究前景与背景光照的相关色温（CCT）和照度如何影响色适应过程，并验证一个核心假设：在双重照明条件下，背景光照对色适应的影响比前景光照更为显著。研究成果将为开发更精准的自适应显示算法提供关键理论依据和数据支持。

详细研究流程 本研究通过三个精心设计的心理物理学实验来探究双重照明的影响。实验在一个特制的观察箱中进行，箱内使用两个光谱可调的LED设备分别独立控制前景和背景的光照条件。实验刺激物为一款智能手机的显示屏，屏幕上呈现经过颜色变换的即时通讯界面图像，其白点在CIE 1976 u‘v’色度图中均匀分布。被试的任务是在每种设定的光照适应条件下，通过按键调整图像颜色，直到其看起来呈现“中性白”。研究记录了被试最终选择的图像白点色度值作为分析数据。

• 实验对象与样本量：共有10名色觉正常的观察者（6男4女，年龄23-31岁）完成了全部三个实验。
• 实验一：前景与背景CCT的影响
  • 目的：在前景与背景照度相同的情况下，探究前景和背景CCT各自对色适应的影响，并验证背景CCT作用更显著的假设。
  • 设计：前景和背景照度均固定为5000 lux（高照度以确保适应稳定）。前景和背景的CCT独立设置为五个水平：2500K, 3200K, 4000K, 6500K, 8000K。共计25种CCT组合条件。显示屏亮度根据手机自动调光策略设定（对应5000 lux环境光，目标白点亮度为435.57 cd/m²），确保环境光亮度高于显示亮度（环绕比大于1），使显示器处于“表面模式”。
  • 流程：观察者在每种光照条件下适应100秒后，执行白点匹配任务。部分条件进行了重复测量以评估被试内变异。
• 实验二：背景照度的影响
  • 目的：探究背景照度的提升是否可以减弱高CCT前景光的影响。
  • 设计：固定前景照度为700 lux，背景照度设置为700 lux或5000 lux两个水平。前景CCT设为6500K或8000K（高CCT），背景CCT设为2500K或4000K（低CCT）。共8种条件。此设计创造了前景与背景照度相等（700/700）和背景照度远高于前景（700/5000）两种对比情况。
  • 流程：与实验一类似，观察者完成适应和匹配任务。显示屏亮度根据前景和背景中较高的照度水平自动设定。
• 实验三：前景照度的影响
  • 目的：探究提高前景照度对色适应的影响是否微弱。
  • 设计：固定背景照度为2000 lux，前景照度设为2000 lux或5000 lux。背景CCT设为3200K或4000K，前景CCT从2500K到8000K变化。共16种条件。
  • 流程：与上述实验流程一致。
• 数据分析方法：主要分析观察者调整所得白点的CIE 1976 u‘v’色度坐标。通过计算平均色度、绘制误差椭圆、分析色度偏移向量来可视化不同条件下的匹配结果。使用平均色差（MCDM）来量化被试内和被试间变异。通过对比不同变量（前景/背景CCT、前景/背景照度）组合下的匹配色度，推断各因素对色适应程度的影响强度。

主要研究结果 实验数据清晰揭示了在双重照明条件下各因素对色适应的复杂影响模式。

1. 实验一结果：当前景与背景照度相同时，匹配白点的色度主要随背景CCT的变化而系统性地移动。具体而言，匹配白点大致沿着黑体轨迹移动，背景CCT越高，匹配白点色度也倾向于更高CCT的方向。相比之下，前景CCT变化所引发的匹配色度偏移幅度较小。这表明背景CCT对色适应的影响确实比前景CCT更显著。一个有趣的发现是，当前景CCT高于6500K时，无论背景CCT如何（在2500K至8000K范围内），观察者都表现出更高程度的色适应（匹配白点更接近完全适应点所在的6500K-8000K色度区域）。

2. 实验二结果：当背景照度从700 lux大幅提升至5000 lux（前景照度保持700 lux）时，高CCT前景光的影响被有效抑制。在背景照度较高（5000 lux）的情况下，改变背景CCT（从4000K到2500K）能引起匹配白点色度向低CCT方向的明显偏移；而在前景与背景照度相等（均为700 lux）的情况下，改变背景CCT则几乎不引起匹配白点变化。这直接支持了研究假设，即提高背景照度可以削弱前景光（尤其是高CCT前景光）的影响，并突显了背景照度在色适应中的关键作用。此外，背景照度提升的效果在背景CCT较低（2500K）时更为明显。

3. 实验三结果：提高前景照度（从2000 lux到5000 lux）对匹配白点的影响有限。这种影响仅在背景CCT为3200K时能被观察到，而当背景CCT为4000K时，提高前景照度几乎不产生任何影响。这进一步证实了前景光照参数的影响力相对较弱，且其效果依赖于背景光照的特性（如CCT水平）。

结论与意义 本研究通过系统的实验证实，在双重照明条件下，背景光照（包括其CCT和照度）是主导色适应过程的关键因素。前景光照的影响相对次要，仅当背景照度较低且背景CCT低于4000K时，前景CCT才会产生一定影响。此外，研究还发现一个特殊现象：当前景CCT高于6500K时，会普遍引发更高程度的色适应。这些结论修正了仅考虑单一环境光的传统色适应模型在复杂光照场景下的局限性。

该研究的科学价值在于首次系统性地量化并揭示了前景与背景非均匀光照在色适应中的相互作用机制，丰富了颜色外观预测模型的理论基础。其应用价值尤为突出：当前多数智能手机配备前后两个环境光传感器，本研究结果为利用这两个传感器的读数（分别估算前景和背景光照）来开发更智能、更精准的自适应显示白点调整算法提供了直接、可靠的实验依据。这有望显著提升用户在靠近窗户等常见但复杂光照环境下的视觉体验。

研究亮点 1. 研究对象的特殊性：聚焦于真实世界中普遍存在但此前被学术界忽视的“双重照明”场景，填补了该领域的研究空白。 2. 实验设计的系统性：通过三个逻辑连贯、变量控制严格的实验，逐步剖析了前景与背景的CCT、照度四个变量的独立与交互影响，论证严谨。 3. 明确的实践指导性：研究结论直接对应于移动设备硬件配置（双环境光传感器），为下一代自适应显示技术的算法优化提供了清晰、可操作的设计原则。 4. 新颖的发现：揭示了“高CCT前景光促进色适应”这一反直觉的现象，为后续机制研究提出了新课题。

其他有价值内容 论文在“局限性”部分坦诚指出，由于自变量多、范围广，无法进行全因子实验设计，且观察箱内的相互反射限制了所能实现的前景-背景照度对比度。作者建议未来研究可探索更极端的光照对比场景（如隧道入口）。此外，研究方法部分详细描述了在双重照明条件下同时校准前景和背景光照的挑战及解决方案，对后续类似实验具有参考价值。数据可用性声明指出，支持本研究结果的数据可根据合理请求从通讯作者处获取。