GB T 20147-2006 CIE标准色度观测者.pdf
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1、ICS 17. 180.20 K 70 GB 中华人民共和国国家标准GB/T 20147-2006/CIE 10527: 1991 CIE标准色度观测者CIE standard colorimetric observers (CIE 10527: 199 1, IDT) 2006-03-06发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2006-11-01实施发布G/T 20 147-2006/CIE 10527: 1991 目次前言.皿引言Nl 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义.4 技术说明5 CIE 1931年标准色度观测者的色匹配函数的推导6 CIE 1964年
2、补充标准色度观测者的色匹配函数的推导47 CIE标准色度观测者的色匹配函数的实际运用参考文献28表1CIE 1931年标准色度观测者的色匹配函数和光谱色品坐标6表2CIE 1964年补充标准色度观测者的色匹配函数和色品坐标四GB/T 20147-2006/CIE 10527: 1991 目UJ=I 本标准等同采用CIE10527: 1991(CIE标准色度观测者(英文版)。此外,本标准做了下列编辑性修改:a) 本国际标准一词改为本标准气b) 用小数点代替作为小数点的,;c) 删除CIE10527: 1991的前言。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国照明电器标准化技术委员会(SAC/TC
3、224)归口。本标准起草单位:国家电光源质量监督检验中心(北京)。本标准主要起草人:张颖、华树明、李春阳、周梦援。本标准首次制定。皿GjT 20147-2006jCIE 10527: 1991 引具有不同光谱成分的颜色可能看上去是一样的。色度学的一个重要作用就是确定一对这样的同色异谱色看上去是否相同。为此,同属于正常色视觉观测者的色匹配之间存在不一致,妨碍了目视比色计的使用。目视比色法也很费时间。因此,长期以来色度学实践中用色匹配函数来计算颜色的三剌激值:一对颜色的三剌激值等式表明,当一个色匹配函数被采用,其观测者在相同的条件下观察这两种颜色时,这两种颜色的色貌是匹配的。利用标准的色匹配函数可
4、对在不同时间和可能的位置上获得的三剌激值进行比较。N GB/T 20 147-2006/CIE 10527: 1991 CIE标准色度观测者1 范围本标准规定在色度学中使用的色匹配函数。规定了两种色匹配函数。a) CIE 1931标准色度观测者色匹配函数这种色匹配函数给出了具有正常色视觉的观测者在适应的明视觉下、视场约lO4。时的色匹配特性。b) CIE 1964补充标准色度观测者色匹配函数这种色匹配函数给出了具有正常色视觉的观测者在充分高的明视觉下,以及在光谱功率分布致使视网膜柱状细胞感受器未参与的情况下,在大于旷的视场中的色匹配特性。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为
5、本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 2900. 65电工术语照明CIE 15.2: 1986 色度学3 术语和定义3. 1 3.2 3.3 3.4 3.5 本标准采用下述术语和定义。这些术语和其他相关的术语均出自GB/T2900. 65。色剌激函数colour stimulus function (.1) 用作为波长函数的辐射量(例如辐射亮度或辐射功率)的光谱密集度对色剌激的描述。相对色剌激函数relati
6、ve colour stimulus (.1) 色剌激函数的相对光谱功率分布。同色异谱色剌激metametric colour stimuli 同色异谱metamers 光谱不同而有相同三剌激值的色剌激。单色剌激monochromatic stimulus 光谱剌激spectral stimulus 单色辐射的剌激。等能光谱equi-energy spectrum 在整个可见光区,作为波长函数的辐射量的光谱密集度为常数的辐射光谱。G/T 20147-2006/CIE 10527: 1991 3.6 色刺激相加混合additive mixture of colour stimuli 各种色剌激的
7、反应以不能单独知觉的方式联合作用于视网膜上。3. 7 色匹配colour matching 使一种色剌激与给定色剌激呈现相同颜色的操作。3.8 三色系统trichromatic system 3.9 3.12 3.14 Icti:on CIE 1931标准色度系统中的函数.i(川,y(),乏()或CIE1964补充标准色度系统中的函数王IO(),ylO(),z 10 () 3.15 3. 16 2 CIE 1931标准色度观测者CIE 1931 standard colorimetric observer 色匹配特性与1931年CIE采用的色匹配函数王(川,只),z()相一致的理想观测者。CI
8、E 1964补充标准色度观测者CIE 1964 supplementary standard colorimetric observer 色匹配特性与1964年CIE采用的色匹配函数王1O(),元。以),乏10()相一致的理想观测者。3.17 3.18 3. 19 色品坐标chromaticity coordinates , etc r,g,b,工,y,z,XlO Y lO ,Z lO 一组三色剌激值中每一个值与他们的总和之比。光谱色晶坐标spectral chromaticity coordinates, etc r () ,g(),b() ,X() Y(),z(),工1O() Y1 0 (
9、 ) ,Zl O ( ) 各单色剌激的色品坐标。5. 1 试验依据GB/T 20147-2006/CIE 10527: 1991 CIE 1931色匹配函数王(),豆(川,王()是依据Wright6和Guild7所进行的试验推导得出的。在试验当中,总共17名观测者在2。视场观测条件下,用红、绿、蓝光匹配400nm700nm的光谱单色剌激。5.2 换算程序如果采用700nm的红光R,546. 1 nm的绿光G和435.8nm的蓝光B的单色辐射作为参照色剌激进行色匹配,并且测量单位能使等量的R,G , B匹配等能光谱则试验结果是能够进行换算的。3 GB/T 20 147-2006/CIE 1052
10、7: 1991 对17名观测者所进行的试验的结果求出平均值,并稍作调整,以便同时增加R、町、B和色匹配函数,就能获得一个与CIE光谱光效函数V()相一致的函数;所采用的比值为1.000 0 : 4. 590 7 : 0.060 1,那么这些比值就是R,G和B具有单位参量的相对亮度。这样CIE1931年色匹配函数便由下述公式确定:x() = 0.49刊)十0.31g()十0.20b()ny()=0.17697F()十0.81240g()十0.01063b()n z() = O.OOF()十O.01g() + O. 995()n 公式中n是一经过校正的常数,由下述公式确定:n = V()/0.17
11、697F() + 0.812 40g() + o. 010 63以)n是一常数,而不是波长的函数,因为系数O.176 97 , O. 812 40和O.010 63相互之间的比值与1.0000,4.5907,0.0601的比值相同吁的值等于:(1.0000+4.5907十0.0601)/(0.17697+0.81240+0.01063)= 5.650 8 由表1给出的从360nm400 nm和700nm至830nm的x(),y() ,乏()的值均为外推值。5.3 换算参数对上述公式所给出的换算程序加以选择就能达到下述目标。首先,函数豆()与函数V()相一致。第二,对于光谱的所有波长,.i(川,
12、豆(),i-(川的值都是正的,与F(), g () ,b ()不同,由于在使光谱剌激与红、绿、蓝参照色剌激相匹配时需要稀释该种光谱剌激,F(),g(),b()在大多数波长下有一个值是负的。第三,对于650nm以上的波长,豆()的值为零。第四,在大约505nm的波长下,x(灿的值接近于零。第五,在光谱的短波长的末端,.i()和y()的值较小。第六,等能光谱由X、Y和Z的相同量规定。由于函数y()与函数V()相同,Y的三剌激值与亮度成正比。5.4 与早期参数的比较表1给出了在380nm780 nm光谱范围内每隔5nm间隔的王(),y() ,乏(灿的值,当保留4位小数时,它们与1931年出版的最初的
13、值接近一致。只有三个细微的差别:当=775nm时,x()的新值为0.0001,而不是0.0000;当=555nm时,y() = 1. 000 0,而不是1.000 2;在=740nm时,豆()=0.000 2,而不是0.0003。在大多数色度学计算中,这些变化被视为是无意义的。在依据表1的参数推导R,G , B的具有单位参量的相对发光率时,所获得的值为1. 000 0 : 4. 588 8 : O. 060 3,而不是1.000 0 : 4. 590 7 : 0.006 01 ;相对辐射率为71.893 8 : 1. 374 7 : 1. 0000,而不是72.0962 : 1. 379 1
14、: 1. 000 0。在实际应用中这些差别忽略不计。6 CIE 1964年补充标准色度观测者的色E配函数的推导6. 1 试验依据CIE 1964年色匹配函数X10(),Y10 () ,ZI0()是依据Stiles和Burch以及Speranskaya所进行的试验推导得出的,在此试验当中,总共67名观测者在100视场(忽略大约4。中心视场不计),用红、绿、蓝光匹配大约从390nm830 nm的光谱单色剌激。6.2 换算程序如果采用分别与645.2nr口,526.3nm和444nm的波长大致相当的波数为15500 cm-1的红色R1o ,19 000 cm-1的绿色G10和22500 cm-1的蓝
15、色B10的单色辐射作为参照色剌激进行匹配,则能够对试验结果进行换算。等量的R10,GlO和B10匹配等能光谱。67个观测者试验结果的加权平均值用来提供一组色匹配函数F10 (时,g10(吟,r;10 ()。这样,CIE1964年色匹配函数便由下述公式推导得出:X10 () = 0.341 080 F10() + O. 189 145g1O ()十O.387 529b1O () 4 GB/T 20 147-2006/CIE 10527: 1991 YIO () = O. 139 058 i lO (Ii) + 0.837 460glO () + 0.073 316b1o (Ii) 乏1O(吵=0
16、.000 000 i lO () + 0.039 553glO () + 2.026 200b10 () 在表2中,CIE1964年色匹配函数王10() ,豆10() ,乏10()是以波长为基础规定的,并依据上述以频率为基础的函数通过内插法获得。360nm390 nm范围内的值均为外推值。6.3 换算特性对第6.2条给出的换算公式进行选择就能得到一坐标系统完全与CIE1931年(X、Y、Z)系统相似的色度系统(X10,Y10 ,ZI0)。但是在1964年系统中,各参数不必适合CIEV()光谱光视效率函数,并且三剌激值Y10也不与亮度成正比。6.4 与早期参数的比较表2给出的值与CIE15 (1
17、971)所给出的值相同。7 CIE标准色度观测者的色E配函数的实际运用7. 1 获取三剌激值表1和表2可直接或通过内插法成为所有单色剌激的三剌激值或色品坐标。对于由不同波长构成的辐射,采用下述公式通过在360nm830 nm光谱范围内进行积分计算得出三剌激值X,Y,Z和X10YlO, ZlO: X = Kfc:()x()d XlO = K10fc:()XlO川Y= Kf)y()d YlO = KlOfc:()元。()dZ= Kf)乏()dZIO= K忡(训。川公式中队()是所评价剌激的色剌激函数。X() Y() ,乏(),X10()Y10(),ZlO()均是适用的CIE色匹配函数;K和K10是
18、系数。通常,三剌激值在相对的条件下进行评价,然后按照一致的常规选择K和K川但是,对于需要共同评价的色剌激,必须采用相同的K(或K10)值,以便在同一基础上对所涉及的所有三剌激值进行评定。对于反射物体色,K和KlO的选择应能使完全漫反射体的Y和Y10值等于100;对于透射物体色,K和K10的选择应能使完全透射体的Y和Y10值等于100。在初级光源的情况下,如果要求Y等于光度量的绝对值,则K应等于最大光谱发光效率Km(该值为683lm/W) ,这样,也()应是相应于所要求的光度量的辐射度量的光谱密集度。7.2 积分运算的依据第7.1中的公式所示积分步骤指的是色匹配的相加法,即,如果两个色剌激C1J
19、和CzJ分别具有色剌激值X1,Y1,ZI和儿yz,Z2那么,C1J和C2J的相加1昆合应具有三剌激值X1+凡Y1十Yz,ZI+ZZ。试验已经表明虽然有时这种类型的相加不会出现,但是在实际色度试验中的大多数重要的情况下,相加的法则是充分有效的。7.3 视网膜柱状细胞感受器的作用CIE 1964年补充标准色度系统的三剌激值只与那种亮度足够高,并且光谱功率的分布未引起视网膜的柱状细胞感受器参与的观测条件有关。7.4 受限参数的用法对于色度学的大多数实际应用来说,覆盖比360nm830 nm更受窄的波长范围以及采用比表1和表2给定的较少小数位的值,采用波长间隔大于1nm的色匹配函数值就足够了。能使这种
20、作法更简化的数据和方法以及色度学应用中的其他各种推荐方法均在CIE15.2中给出。7.5 反射比标准完全漫反射体是对反射样品进行色度试验的CIE参照标准。5 GB/T 20147-2006/CIE 10527: 1991 表1CIE 1931年标准色度观测者的色匹配函数和光谱色晶坐标波长CIE色匹配函数色品坐标nm :i() 0. 000 129 900 0 0.000 145 84 7 0 0.000 163 802 1 0.000 184 003 7 0.000 206 690 2 () 0.000 003 917 000 0. 000 004 393 581 0.000 004 929
21、604 0.000 005 532 136 0.000 006 208 245 z() 0. 000 606 100 0 0. 000 680 879 2 0. 000 765 145 6 0. 000 860 012 4 0. 000 966 592 8 zI YI Z( ) 0.17556 I 0.00529 I 0.81915 0.17548 I 0. 00529 I 0.81923 0.17540 I 0. 00528 I 0. 81932 O. 175 32 I o. 005 27 I 0.819 41 0. 17524 I 0.00526 I 0.81950 360 361 36
22、1 363 364 365 366 36 7 368 369 0. 000 232 100 0 0.000 260 728 0 0.000 293 075 0 0.000 329 388 0 0.000 369 914 0 nkURUFUqu911i1inn4JU内JunJvnd哼t句月勺r勺-1i1i1i1i . AUnunvnnu 375 37 6 377 378 379 oa咎iaLhu句,-1itAFh A哇内d1i052 061ipb 。/句气ununUAUAU AUAUAU nUAUAU nUUU. nUUnu-A?-FO nd。,1iA哇A斗A哇。,何巧14141i | . nv
23、nUAU 380 381 382 383 384 0. 000 039 000 00 0. 000 042 826 40 nJQUPO 023 FhvnEnL 2ond nuUFU。内d句/?-quqJ nununu nununu nununU Fhdnhuqnkunud 。600。气叫un吨毛q飞GB/T 201 47-2006/CIE 10527: 1991 表1(续)波长A CIE色匹配函数色品坐标n口1405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 42 1 422 423 424 425 426 427
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