【国家标准(GB)】 标准照明体和几何条件

ICS17.180.20
中华人民共和国国家标准
GB/T3978——2008
代替GB/T397—1994
标准照明体和几何条件
Standard illuminants and geometric conditions2008-06-26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花管理委员会
2009-03-01实施
GB/T 3978—2008
本标难对应于国际照明委员会出版物 CIE15:2004(色度学)和 CIE S 005:1999应用于色度学的标难照明体》与CIE15:2004和CIES005：1999的一致程度是非等效，主要差异是在表1、表2.表3中增加了照明体C的光谱功率分布和色度值。本标准代替 GB/T 3978—1994(标准照明体及照明观测条件>。本标准与GB/T3978—1994相比主要变化如下：修改标准名称为“标准照明体和几可条件”：特范围修改为，“本标准适用于额色测量、计算和评价中照明体利几何条件的应用和表示，，修改照明体,CIE标准照明体,CIE光源的定义(本标准的 3. 1~3. 3),增加几何条件、参考平面、采样孔径等定义(本标准的3.4～3.10);修改原标难中的 6 种标准照明体为 2 种:A 和 D65(本标准的 4. 1 和 4. 2) ;一增加计算 CIE标准照明体 A 的相对光谱功率分布 Sa(A)的式(1),并说明成立案件：-增加照明体 D的色品坐标和相对光谱功率分布计算方法(本标准的 4. 3. 3 和4. 3. 4);--修改“照明观测条件*为“儿何条件将原标准中4个反射还量几何录件增加为10个(6.1.1~6.1.10);4 个透射利量几何条件增如为 6 个(6.3. 1~6.3. 6).修改几何条件的表示方法和实现方式，增加应用说明(6.2和6.4);-增加漫射：8几何条件的积分球示意图（图1)和45\单方向/垂直几何条件示意图（图2：按 GB/T 1. 1-一2000对原标准进行编辑性修改本标难由全国颤色标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中国计昼科学研究院，深圳市海川实业股份有限公司。本标难主要起草人：马煜、林弋戈、陈苹.何唯平.汤惠工.本标准所代替标准的历次版本发布情说为：GB3978—1983.GB/T 3978—1994。I
1范固
标准照明体和几何条件
GB/T 3978—2008
本标准规定了色度学中的C正标准照明体、代表照明体的人工光源和颤色测量仅器的几何条件。本标准适用于颤色测盘、计算和评价中照明体和几何条件的应用和表示，2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标难的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的悠改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标难，愁而戴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新随本，凡是不往日期的引用文件，其量新版本适用于本标准。GB/T5698颜色术语
3术语和定义
GB/T5698确立的以及下列术语和定义适用于本标准，3. 1
麻明体ialnminant
在影响物体颤色知觉的波长范围内具有确定的相对光谱功率分布的辐射，3.2
CIE 标准关明体 CIE standard ilominantsCIE依据相对光谱功率分布定义的照明体A和照明体D653.3
CIE光源CIE sources
由CIE规定的人工光额，其相对光谱功率分布近似于CIE标准照明体的相对光谱功率分布，3. 4
几何条件geometric conditons
颜色阅盘仪器的照明光源和探别器与物体色样品之间的几何关系，区别于目视评价中的照明观到亲件。
参考平面 rererence plane
烈盘过程中被测样品或参考标准放置的平面。3.6
采样孔径 sampling aperture
塞考平面上的照明区域或者接收器探副到通量的区域两者之中以区域面积小的为谁。当照明区城面积大于探橱区域面积，称为“过充满一当煎明区域面积小于操区城面积，称为“未充满”。3.7
45'单方向入射 forty-five degree directional geometry入射光以与法线成45\的某方向照明反射样品，符号为：45\z，3. 8
45环带入射rorty-rivedegree Btnalargeometry光源从所有方位同时以与法线成45\角度照射反射样品，符号为：45\a1
GB/T3978—200B
o入射zerodegreedirectlonalgeometry入射光以与法线方向成0\角的方向照射反射样品,符号为：0″。3. 10
8\入射eight degree geometry人射光以与法线成8°角的方向照射反射样品，符号为：8°4CIE标准显明体
CIE依据相对光谱功率分布规定了标准照明体A和标准脏明体D65,并推荐通常的色度计算优先采用标准照明体A和D65。当不能用D65时，应据题明光源的实际情况，选择CIE规定的其他照明体 D,如 D50,D55 或 D75,
4. 1CIE 标准照明体 A
4.1.1CIE规定标准照体A滴相对光谱功率分布由式(1)确定：1. 435 ×10
：exP2848X566
Sa(a) =100(560)
1. 435 X 10
2 8481
式中：
Sa(a)—标准阻明体A的相对光谱功率分布一真空皱长,单位为纳米(m).
注 1:标准照明恢 A 的光谢功率分布在位长 56 nm 处归一化列 1a0 .-(1)
注2：式(1)是基于真空案件下的音朗克公式,长为真空获长,为了C正标准阻明体A的够与其他色度和光度率据相协调,呼用标难空气(15 ,101 325 Pa,二氧化限体积占 0. 03%的干烯空气)下的被长数值替换，4. 1. 2 表 1 第二列给出 标准照明体 A 在 300 nm--7B0 nml 之间,间陷 5 nm 的相对光诺功率分布。为满足较高度的实际计并带要，可以根据式(1)计算标准照明体A的相对光谱功率分布数值。4. 1. 3表 2 第二列维出了标准照明体 A(380 nm~780 xm,5 nm 间随)在 CIE 1931 准色度观察者下的三刺激值和色品坐标表3第二列给出了标准照明体A(380nm~780rm,5hm间期>在CIE1964标准色度观案者下的三刺画假和色品坐标。4. 2CIE 标准照明体 D
4. 2. 1CIE标准照明体 D6的相对光谱功率分布 Sss(A)由表 1第三列络出的数值确定,4.2.2CIE标准照明体DF5的相对光谱功率分布是在虽光的实测数据的基础上进行外推得出的。代表相关色温大药为6500K(也作盘光照明体的名义相关色温的昼光。4. 2. 3 表 1 第三列给出了标准照明体 D65 在 300 zrm~78 nLm 之间,雄间隔 5 nm 的相对光谱功率分布，该组数值可以满足大多数的实际计算需要。其他中间值可由范公布的数值，采用性内插法计算得出，
4. 2. 4表 2 第三列给出了标准腹明体 D65(380 nm~780 nm,5 rm 间隔)在 CIE 1931 标准色度观案者下的三刺激值和色品坐标;表 3 第三列给出了标准无明体 D65 (380 nm--780 nm,5 nm 间筛)在CIE1964标难色度观病者下的三刺激值和色品坐标。4. 3其他阻明体 D
4. 3. 1当不能使用 D65 时,推荐使用昼光照明体 D50,D55或者 D75 中的一种。它行的光谱功率分布分别见表 1 的第四列,第五列、第六列,它们在 CIE 1931 标准色度观察者和 CIE 1964标准色度观察者下的三刺激值和色品坐标分别见表2 和表3的第四列,第五列_第六列，4.3.2当这些套光照明体都不能使用时,可以用式(2)～式(7)计算出在某名义相关色温(T.)下的且光照明体。由这些公式给出的照明体,其相关色温近似等于名义值，2
4. 3. 3照明体D 的色品坐标
4.3.3.1光照明体(D)的CIE1931(工，y)色品坐标须满足以下关系： =— 3. 000 + 2. 8701— 0. 275式中：
工数值在 0.250~~0. 380 之间。4. 3. 3. 2民光D 的相关色温 T,与其坐标 工之间有如下关系1当相关色温在4 00K7000K之间
+2.9678×
=—4. 607 0 X
b）当相关色温在7000K~25000 K之间，GB/T 397B—2008
+0.244063
+ 0. 099 11 X
10+0.297040
10+1.9018×
+0.24748×
= 2. 006 4 ×
4. 3. 4 照明体 D 的相对光谐功率分布昼光照明体(D)的相对光谱功率分布S()按照式(S)计算：Sa- S.(a)+Ms(+Msa)
式中：
S,(1).S1 (A),S2(1)是波长> 的函数,其数据见表 4.M,和 M,因子的量值与色品坐标,Y有如下关系：M, =
-- 1. 351 5 - 1. 770 3z + 5. 911 4yn0.0241+0.2562n—0.7341yo
0. 030 0 —31. 442 4z, +30. 071 7ym0.0241+0.2562,—0.7341p
...（4)
-（5)
--{ 7)
往1：争节和地理环境的变化会影响盛光在常外光借区境的光珊功率分布，在没有确定这些变化的信赢之前，仍建议使用本标准中推荐的照明体。注 2:本标准中推荐方法计算得到的虽光调明体 D 的光谱功率分布,是基于被长从 330 nm 到 70-D nm 的实验观码疑据,并在长300 nm～330 nm和 700 nm--830mm范围内进行外推得到的.外推题据对色度学的应用是准确的，但不推荐用于其他用述。5CIE光頭
5. 1CIE 光题 A
5. 1. 1相关色温为 2 856 Kc,=1.43日 B×10-mK)的充气将丝灯模报标难照明体A的人工光源。5. 1.2当光源 A应用于紫外区时,应使用具有熔融石英玻壳或窗口的灯。5.1.3当需要光源的光谱功率分布更准确时，应对所使用的实际光源进行光诺辐射度校准。5. 2代变标准照朋体 D65 的人工光源5. 2. 1不推荐用于实现 CIE 标准照明体 D65 或其他照明体 D 的人工光额。5.2.2通过计算改变盟明体的特殊同色异谱指数.可对应用干色度的骨光模拟器的品质进行捕述和评价，当要光源的光谱功率分布更准确时，应对所使用的实际光源进行光谱辆射度校准，6颜色再量位需的几何兼件
6. 1反射测量的几何条件
6.1.1翌射：8\，包含镜面成分（特号为：：8\）采样孔径被以其平面为界的半球内表面从各个方向均勾地照明，测重区域过充满。探菌器耐果样孔径区域的响应均匀，反射光束轴线和样品中心法线成8角，在接收光束轴5°内的所有方向上，采样孔径反射的辐射是均勾的，
GB/T 3978-2008
6. 1.2漫射:8°,排陈镜面成分(特号为:de~8\)满足d！8的承件，但将单面的单面反射镜放于采样孔径处时，没有光反射到探函器方向，而且在这个方向的1\以内也没有镜面反射。图1是实现没射：8几何条件示惠图，分别使用反射平面与光陷讲，可以实现包含或排除镜面成分测堡.
最率面
主精品
图1要射,的几何亲纤示离图
6. 1. 3 g° ~ 谨射,每含体面成分(符号为,白* 1 dT)满足di18\的案件,但光路相反，采样孔径被与法线成 B\角的光朋明，以参考平面为界的半球收集采样孔径反射的各个鱼度的题量。6. 1. 4B\ ：爱射+排规反射成分(特号为:8° de)摘足d : B\的然低,但光路相反。6. 1. 5湿射/避射(特号为 d ~ d)照明满足 di: 8\的条件,且以参考平面为界的半收集采样孔径反射的各个角度通量。6.1.6备选的激射几何象件样号为4：0″一个备选没射几何条件是由射方向沿着样品法毁，这是严格的不包含镜反射的几何条件。6. 1. 745\环带/垂直(符号为45’年·1)从顶点位于采样孔径中心，中心轴位于来梯孔径送线上,半角分别为40\和50\的两个正圆链之间各个方向射来的光均勾地照明采样孔径；探测器从顶点位于采样丑径中心，中心轴沿样品法线方向、半角为5\的正圆锥内均勾接收反射辅射，这种无何条件可以将样品质地和方向选摔性反射影响降至母低。如果这种照明几何条件是由多个光源以接近于形排列来近似得到，或者由多根出光口排列成圆形且被单个光源周明的光纤束近似得到，形成的几何条件叫作四周/至直几何条件（符号为：45℃0\)，6. 1.8垂直/45环带(荐号为:0：45g)角度和空间条件满足45α1 0\的条件,但光路相反。因此采样孔径被垂直照明,反射辐射被中心与送线成45°角的环带接收，
6. 1.945单方向/垂直(特号为:45°r 10\)角皮和空间条件满足45a：0的条件，但辐射只从一个方位角发出，排除镜反射，突出样品质地和方向性的影响。符号去表示入射光束从某在意方位照射塞考平面。图2是45单方向/垂直几何条件示意图。4
入封光束
飞采释孔垫
出光束
图245°单方向/垂直几何条件示意图6.1.10垂直/45\单方向(符号为：0″：45\r)样品
GB/T 3978-2008
角度和空间条件满足45°工~0°的条件,但光路相反。因此样品表面被垂直照明,从与法线成45\角的其个方位接收反射辐射，
6. 2应用反射码量几何条件的注意事项6.2.1当应用单光束积分球时，需要对由于样品的吸收而引起的积分球效率降低进行修正，否则仪器将给出非绒性的测量结果。经修正的反射比见式(B)：p.= Rta)
式中：
1-p(a)- (1-2f.)
[-p,(a)- (1- 2f.)-f.- Lp,(a)-R(u)]一样品经修正的反射比：
一样品相对于完全漫反射体未经修正的光谱反射比：R(
P,（>)—球鉴在漫射/漫射条件下的光谱反射比：于,—积分球上第i个开孔面积与球总内表面的面积之比！f.——样品孔面积与球总内表面的面积之比P,(α)———要考标难的反射比。式(8)是基于理想租分球的特性，除样品外其他开口的有效反射比均为0,(
6. 2. 2 几何条件符合 6. 1, 1,6. 1. 2,6. 1. 6,6. 1. 7、6. 1. 8,6. 1. 9,6. 1. 10 的情况下,测盘的结果是反射因数,当测查张角足够小时,反射因数的盘值与翻亮度因数的值相同;符合 6. 1. 3 且积分球为理想积分球时,副血结果是反射比,
注：在4510条件下剂盘药果是暂亮度因效A.在0！45z条件下量结果是暂充度因数3g.51在di·8条件下烈血结果是辐充度因败β..,与辐充魔因败 &. 接近:在8\ di象件的相量结果是反射比β.5
GB/T3978—2008
6.2.3耐盘其些类型的样品（诸如逆反射材料），需妥不同的几何条件或宽容度。如果应用特殊的照明和刻量条件，诺要进行特别说明。6. 2. 4使用积分球时,为遮挡样品和球壁入射孔或测盘孔之间的直射光,籍要使用表面涂白的挡屏。积分球开口的总面积不应超过孕内反射面积的10%。6.2.5渠射样品能够将辅射散射到与其表面接近平行的方向上，在漫反射比测量中应包含这部分辐射。
6.2.6当积分球用于荧光样品的测时，照明系统的相对光谐功率分布将被样品的反射功率和发射功率替换。因此 45°10°45°z10°,0″45° 和0~45z条件更适合这种情况的应用.6. 3适射测量的几何紊件
6. 3. 1 垂直/垂直(特号为:0 ; 0)入射与阅量光束都是完全相同的正维状，正因锥的轴位于采样孔径中心的法线上,半角是5\,采样孔径的面辐射和角辐射以及探测器的面响应和角鹿响应都是均勾的，6. 3. 2受射/垂直，包含规则成分(特号为;di~0\)采样孔径效以第一参考平面为界的半球从各个方向均勾地眼明，翻盘光束同0°：0几何条件的规定，
6. 3.3强射/垂直,排险规则成分(符号为:de ： 0\)几何条件满足4：0\，但当开放采样孔径（例如不放量样品）.测量采样孔径中心时，没有直射到探划器的光,并且在 1以内也没有直射光。6. 3. 4垂直/没射,包含现则成分(符号为:0°：d)几何条件与d：0°相反。
6.3.5垂直/没射，排除规则成分（符号为：0°：de）几何条件与 de： O相反。
6.3.6设射/爱射（特号为：d·d）果样孔径被以第一参考平面为界的半球从各个角度均匀地朋明，遂射通盘被以第二参考平面为界的半球从各个角度均匀地接收，注，在进射谢盘的几何备件的规定中,相对于人射光的参考平面，叫做第一参考平面,相对于要过样品的光的多考平面，叫做頭二餐考平面。两个考平面之间是样品的序度。本标准规定参考平面的定义中促设样品的厚度可以氢略。
6.4应用透射测量几何案件的注意事项6. 4. 1以上适射测量几何条件中,排除规则成分条件下测量的量是透射因数,其余均为适射比，6.4.2测盘某些类型的样品要不同的几何条件或宽容度。如果应用了特殊的照明和测量条件，带要进行特别说明.
6.4.3当使用积分球时，为遮挡样品和球壁人射孔或测盘孔之间的直射光，需要使用表面涂白的挡屏。积分球开口的总面积不应超过球内反射面积的10%，6.4.4例盘垂直/垂直条件的仪器的结构，照明和接收光束应完全相同。6.4.5射样品能够将辐射敢射到与其表面接近平行的方向上，在漫透射比剩暨中包含了这部分辐射.
6.4.6人射光束垂直于样品表面时，样品和人射光束光学元件之间的多次反射会引起测盘误差，应略微倾斜一下样品来减弱测量误差。6
GB/T 3978—2008
CE标准照明体 A,D65与其他照用体 D 以及明体 C的相对光谱功率分布表1
（长范围：300m~780m，波长间用：5nm）按长/nm
标难脂明体
0.930 483
1.128 210
1. 925 080
2. 269 800
2.659 810
3.098 610
3. 589 680
4.136 480
4.742 380
5.410 700
6.144 620
6. 947 200
7. 821 350
8. 759 800
9.795 100
10.899 600
12. 085 300
13.354 300
14.708 000
16.148 000
17.675 300
19. 290 700
20. 995 000
22. 788 300
24.670 900
26. 642 500
28. 702 700
30.850800
33.085 800
35.40-6 800
标准既明体
0. 034 10-0
11.765200
20. 236 000
28. 644 700
37.053 500
38. 501 100
39.948 800
42.430 200
44.911700
45.775 000
46,638 300
49. 363 700
52. 089 100
51.032 300
49.975 500
52.311 B00
54.648200
68.701500
82.754 900
87.120 400
91.485 000
92. 458 900
93.431 800
90.057 000
86.682 300
95. 773 600
104. 865 000
110.936000
117.008 000
117.410 000
腿明体
25, 724
24. 48日
照明体
照明体
照函体
GB/T 39782008
破长/um
标准照明体
37.812 100
40.300200
42. B69 300
45.517 400
48. 24z 3
51.041 800
53, 913 200
56. 853 900
59. 861 100
62. 932 000
66. 063 500
69. 252 500
72.495 900
75. 790 300
79. 132 600
82.519 300
85.947000
89. 412 400
92. 912 000
96. 442 300
100. 000 000
103.562 000
107. 184 0-D0
110. 809 000
114.436 000
118.080 000
121.731000
125.386000
129.043 000
132. 697 000
135. 346 000
139. 988 000
143.618 000
标准所明体
117.812 000
116.336 000
114. 861 000
115.392 000
115.923 000
112.367000
108.811 000
109.082 000
109.354 000
108.578 000
107.802 000
106.296 000
104.790000
106,239 000
107. 689 000
106.047000
104.405 000
104.225000
104. 046 000bzxz.net
102.023 000
100.000 000
98.167 100
96.334 200
96.061 100
95. 788 000
92.236 800
88. 685 600
89.345 900
90.006 200
89.802 600
89.599 100
88.648900
87.698 700
表1(续）
限明体
96,871
101,427
98, 868
照明体
103,156
限明体
129, 38
127,061
87, 112
97, 80
港长m
标难照明体
147.235 000
150.B36000
154. 418 000
157. 979 000
161.516 000
165. 028 000
168.510000
171.953.000
175. 383 ,00
17876900
185.429 000
188701000
31,831 000
193. 118 000
98, P61 000
201.59 000
204.409 000
210965 00
218. 920 bao
221. 667 000
224. 361 000
227. 000 000
229.585 000
232.115 000
234. 589 000
237.008 000
239.370 000
241.675 000
标准明体
85. 493 600
83. 288 600
83. 493 900
83. 699 200
81. 863 600
80.026 800
80.126 700
80. 214 600
81. 246 200
82.277 800
80. 281 000
F8. 284 200
F4.002 700
69. 721 300
11. 609 100
F2. 979 00o
T4. 349 000
67.976 500
51.604000
65.744 800
69.885 600
净2.485300
75.08-20.0
68,339 800
63.592 790
55.005 400
46. 418 200
56.611 800
66.805 400
65,094 100
63.382 800
麦1（缕）
照明体
25, 687
93 257
照明体
7EL 437
GB/T 39782008
照明体
73,499
照明体
87, 86
87, 22
注,照明样 C:代表相关色温大药为 6 774 K 的平均是光：照明体 C不风于 CIE推荐的量光明体,但在一些标准和应用中仍用赋明体C,在此始出其相对光谱谐功率分布。9
GB/T 3978—2008
CIE照明体在 CIE 1931 标准色度观察者下的三刺激值和色品坐标囊2
色度值
标难明体
0. 447 58
0. 407 45
0. 524 29
标准服明体
0. 312 72
0. 329 03
0. 197 83
照明体
0. 345 67
0. 209 16
照明体
0. 347 44
0. 480 75
服明体
0. 299 03
0. 314 88
0. 458 53
注：表中色度值为CIE点明体在鼓长范图为380nm~780nm，链长间隔为5m下的计算值表 3 CIE 照明体在 CIE 1964 标准色度观赛者下的三刺整值和色品坐标色度信
标准照明体
0. 451 17
0. 405 24
0. 258 96
0. 524 25
标准照明体
0. 313 81
0. 330 98
0. 197 86
照明体
0. 359 52
0. 210 15
0, 488 86
圈明体
0. 934 12
0. 348 77
0. 205 07
0. 481 65
照明体
0. 299 68
0. 317 40
0. 193 05
0. 46D 04
注: 表中色度值为 CIE 照明体在波长范为 380 nm--7BU nm,被长间随为 5 nm 下的计算值,商明体
0. 310 06
0, 316 16
0. 460 89
周明体
0. 310 39
0. 200 00
0. 462 55
应用于不同相关色盗的 CIE量光照明体的相对光谱功率计算时的虽光成分S()8,(1）S（a)做长范固:300nm830m,波长间:5m）被长/nm
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。