【GB国家标准】 CIE标准色度观测者

GB/T 20147—2006 / CIE 10527:1991 CIE标准色度观测者 CIE standard colorimetric observers (CIE 10527:1991, IDT) 发布日期：2006-03-06 实施日期：2006-11-01 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 前言 GB/T 20147—2006 / CIE 10527:1991 本标准等同采用 CIE 10527:1991 (CIE Standard Colorimetric Observers 英文版)。此外，本标准做了下列编辑性修改： a) “本国际标准”改为“本标准”； b) 用小数点“.”代替作为小数点的“,”； c) 删除 CIE 10527:1991 的引言。 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/TC224) 归口。本标准起草单位：国家电光源质量监督检验中心（北京）。本标准起草人：张颖、华树明、李春阳、周梦嫂。本标准首次制定。 引言 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，由于同属于正常色视觉观测者的色匹配函数之间存在不一致，妨碍了视比色计的使用，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刺激值。一对颜色的三刺激值等式表明，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对在不同时间和可能的位置上获得的三刺激值进行比较。 1 范围 本标准规定了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 1-2° 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，以及由于光谱功率分布致使视网膜柱状细胞感受器参与的情况下，在大于 1° 的视场的色匹配特性。 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或为本标准的条款： 凡是注明的引用文件，其随后的所有修改（包括勘误的内容）及修订版适用于本标准。然而，鼓励根据本标准所依据的方法研究是否可用这些文件的最新版本。以下是引用的标准： GB/T 2900.65 电工术语 照明 CIE 15.2:1986 色度学 3 术语和定义 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/T 2900.65。 3.1 色刺激函数 (colour stimulus function) 用作为波长函数的辐射量（例如辐射亮度或辐射功率）的光谱密集度对色刺激的描述。 3.2 相对色刺激函数 (relative colour stimulus function) 色刺激函数的相对光谱功率分布。 3.3 同色异谱色刺激 (metameric colour stimuli) 光谱不同而有相同刺激值的色刺激。 3.4 单色刺激 (monochromatic stimulus) 单色辐射的刺激。 3.5 等能光谱 (equal-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。 3.6 色刺激相加混合 (additive mixture of colour stimuli) 各种色刺激的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) 一种色刺激与给定色刺激显现相同颜色的操作。 3.8 三色系统 (trichromatic system) 基于三种适当选择的参照色刺激的相加混合来匹配颜色并用三刺激值确定色刺激的系统。 3.9 参照色刺激 (reference colour stimuli) 作为三色系统的基础的一种色刺激。 3.10 三刺激值 (tristimulus values) 在给定的三色系统中，与所考虑的刺激的颜色相匹配所要求的三种参照色刺激的总量。 3.11 色匹配函数 (colour-matching functions) 其有相等辐射功率的单色刺激的三刺激值。 3.12 CIE 1931标准色度系统 (CIE 1931 standard colorimetric system) 使用 CIE 在 1931 年采用的三种色匹配函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda)$ 和一组参照色刺激 $[X], [Y], [Z]$ 确定一光谱功率分布的三刺激值的系统。 3.13 CIE 1964补充标准色度系统 (CIE 1964 supplementary standard colorimetric system) 使用 CIE 在 1964 年采用的三种色匹配函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda), \bar{y}(\lambda), \bar{z}(\lambda)$ 和一组参照色刺激 $[X], [Y], [Z]$ 确定一光谱功率分布的三刺激值的系统。 3.14 CIE色匹配函数 (CIE colour-matching functions) CIE 1931 标准色度系统的函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda)$ 或 CIE 1964 补充标准色度系统中的函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda), \bar{y}(\lambda), \bar{z}(\lambda)$。 3.15 CIE 1931标准色度观测者 (CIE 1931 standard colorimetric observer) 其色匹配特性与 1931 年 CIE 采用的色匹配函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda)$ 相一致的理想观测者。 3.16 CIE 1964补充标准色度观测者 (CIE 1964 supplementary standard colorimetric observer) 其色匹配特性与 1964 年 CIE 采用的色匹配函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda), \bar{y}(\lambda), \bar{z}(\lambda)$ 相一致的理想观测者。 3.17 色品坐标 (chromaticity coordinates) 一组三刺激值中每一个值与他们的总和之比。 3.18 光谱色品坐标 (spectral chromaticity coordinates) 各单色刺激的色品坐标：$\bar{x}(\lambda), \bar{y}(\lambda), \bar{z}(\lambda)$。 3.19 光谱光视效率 (spectral luminous efficiency) 在特定光度条件下，引起相等强度光感觉的波长为 $\lambda$ 的两种辐射通量之比，$\bar{y}(\lambda)$。其在最大比值等于 1。 3.20 完全漫反射体 (perfect diffusing reflector) 反射比为 1 的理想的各向同性漫射体。 4 技术说明 4.1 色匹配函数 CIE 1931 标准色度观测者的色匹配函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda)$ 由表 1 给出的值定义；CIE 1964 补充标准色度观测者的色匹配函数由表 2 所示之值定义。这些值是在 380 nm 至 780 nm 波长范围内，每隔 1 nm 给出的，如果要求这些值以比 1 nm 更精确的波长间隔给出，则应采用线性内插法推导出这些值。 4.2 光谱色品坐标 表 1 和表 2 也给了光谱色品坐标的值 $\bar{x}(\lambda), \bar{y}(\lambda), \bar{z}(\lambda)$；这些值由相应的色匹配函数推导得出，并采用比值的形式： $\bar{x}(\lambda) = \frac{\bar{r}(\lambda)}{\bar{r}(\lambda) + \bar{g}(\lambda) + \bar{b}(\lambda)}$ $\bar{y}(\lambda) = \frac{\bar{g}(\lambda)}{\bar{r}(\lambda) + \bar{g}(\lambda) + \bar{b}(\lambda)}$ $\bar{z}(\lambda) = \frac{\b(\lambda)}{\bar{r}(\lambda) + \bar{g}(\lambda) + \bar{b}(\lambda)}$ 注：所有的波长均是真空中的波长。 5 CIE 1931年标准色度观测者的色匹配函数的推导 5.1 试验依据 CIE 1931 色匹配函数 $\bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda)$ 是依据 Wright 和 Guild 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 100 nm～700 nm 的光谱单色刺激。 5.2 换算程序 如果采用 700 nm 的红光 [R], 546.1 nm 的绿光 [G] 和 435.8 nm 的蓝光 [B] 的单色辐射作为参照色刺激进行色匹配，并且测量能使等量的 [R], [G], [B] 匹配等能光谱，则试验结果是能够进行换算的。 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，以便在 [R], [G], [B] 匹配等能的情况下进行后续处理。