Farnsworth D-15 色相排列測試

🎨 Farnsworth D-15 Color Arrangement Test - ToolBox

A browser implementation of the classic Farnsworth Panel D-15: arrange 15 equal-lightness caps into a smooth hue sequence, then get a CIE u′v′ polar hue-trace plot, Total Error Score, confusion index and protan/deutan/tritan classification. Runs entirely locally.

📐 判定原理

① 色帽生成:取 D-15 的 15 個色度點 (x, y),在固定亮度 Y 下換算 XYZ = (Y/y·x, Y, Y/y·(1−x−y)),再經 sRGB 逆矩陣得線性 RGB;越界的點沿「向同亮度中性灰收斂」的方向做二分法壓縮到色域內,因此 15 個色帽明度一致、只有色相與飽和度差異——這正是排列測試能屏蔽明暗線索的關鍵(可勾選「灰度預覽」自行驗證)。
② 色差度量:把每個色帽轉到 CIE 1976 u′v′ 均勻色度圖,u′ = 4x/(−2x+12y+3)、v′ = 9y/(−2x+12y+3)。相鄰兩帽的色度距離 √(Δu′²+Δv′²)×100 即一步色差;把 14 步累加得總誤差分 TES。理想順序的 TES 記為基準,混淆指數 C = TES(你的排列) / TES(理想排列),完美排列 C = 1.00。
③ 軸向分析:只取「相鄰兩帽編號不連續」的錯位跳躍作為誤差向量,計算二階矩 Sxx、Syy、Sxy,主軸方向 θ = ½·arctan2(2Sxy, Sxx−Syy),主/次特徵值之比開方得選擇性指數 S。S 越大説明錯誤越集中在一條直線上(二色視特徵),S≈1 説明錯誤是隨機的。
④ 分型:三條混淆線由二色視共軛點(copunctal point)確定——紅色盲 (0.747, 0.253)、綠色盲 (1.400, −0.400)、藍色盲 (0.171, 0.000)。把它們和 D65 白點連線投到 u′v′ 得到三個參考軸向角,θ 與哪一條最接近就歸為哪一型,嚴重度由 C 的大小分級。

把中間 13 個色帽按顏色漸變最平滑的順序排列:讓每一個色帽都和左右鄰居顏色最接近。兩端帶紫色圈的是固定基準帽,不能移動。桌面端可直接拖拽色帽;移動端點一下選中、再點另一個即可換位,也可以用色帽下方的 ◀ ▶ 按鈕微調,鍵盤用户可用 Tab 聚焦後按 ← → 移動。

相鄰色差剖面(每一步的 u′v′ 色度距離 ×100)
色相軌跡圖 · CIE 1976 u′v′ 極座標
紅色盲混淆軸 protan 綠色盲混淆軸 deutan 藍色盲混淆軸 tritan 理想色相環 你的排列主軸
排好順序後點擊「完成並分析」,這裏會給出分型結論、指數明細與色帽還原表。
15 個色帽的色度參數(xy 為標準 D-15 近似色度座標,u′v′ 由 xy 換算,HEX 為等亮度色域映射後的實際顯示值):
⚠️ 使用邊界與已知侷限
  • 本頁不是醫學檢查,結論不能作為診斷依據。真正的 D-15 是實體色帽在標準 C 光源/D65 照明箱下進行的,屏幕測試無法復現。
  • 顯示結果受顯示器色域、亮度、色温、環境光、系統色彩管理與夜覽/護眼模式影響極大;測試前請關閉夜覽/色温調節,把亮度調到舒適的中高檔,並在不反光的環境下進行。
  • 色度座標為公開文獻中的近似值,且經過 sRGB 色域壓縮,飽和度低於實物色帽,因此對輕度色弱的檢出靈敏度不如實體測試。
  • 矩量軸向分析在錯位數很少(1~2 處)時統計意義弱,容易被一次手滑放大成「有軸向」;此時請重測幾輪看結論是否穩定。
  • D-15 屬於篩查型測試,只對中重度色覺異常較敏感;正常結果不代表色覺完全無異常。若結果異常或日常已有紅綠混淆困擾,請到醫療機構做專業色覺檢查。