GB/Z 26208-2010 光度辅助测量系统

ICS17.180.20

K70

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—/—

GBZ262082010CIE1412001

光度辅助测量系统

Testinofsulementarsstemsofhotometr

gppyypy

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(—,)

CIE1412001IDT

2011-01-14发布2011-06-15实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—/—

GBZ262082010CIE1412001

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅳ

1总则………………………1

2评估物体和光源视亮度的测光系统……………………2

视场的系统…………………………

2.12°2

视场的系统…………………………

2.210°8

3测试数据和测试程序……………………19

3.1数据源…………………19

3.2测试被提议系统的程序………………20

4测试程序的结果…………………………21

系统上视场匹配数据的结果……………………

4.12°2°21

系统上视场匹配数据的结果…………………

4.210°10°25

5基于CIE91研究组数据的其他测试…………………48

5.1CIE91研究组数据…………………48

5.2使用研究组数据的测光系统测试……………………50

6讨论………………………55

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6.1系统等效亮度的标定…………………55

6.2对通用参照刺激转换的评价…………57

7总结和结论………………59

()

附录1资料性附录计算示例中使用的色样的光度和色度数据……61

()/

附录2资料性附录WareCowan转换因数的BL等值线…………62

-

()

附录资料性附录系统的适应系数……………

3SaawaTakeichi63

g-

()。2

附录资料性附录系统的系数注意最初基于的值被

4KokoschkaBodmannF10mmLse

q

-

更正为天然瞳孔亮度……………64

()

附录资料性附录视网膜照度与亮度的转化表……………………

566

()

附录资料性附录系统的等效亮度………………

6AshizawaIkeda67

-

()

附录资料性附录表面色亮度的计算方法…………

769

()

附录资料性附录用于测试视亮度匹配数据的数据源……………

870

():()

附录资料性附录墨尔本研究组数据更正后的………………

9CIE91EDL-5078

()

附录资料性附录所有研究团体在异色视亮度匹配试验中所使用的实验指令………………

1080

()()

附录资料性附录中间视觉测光法少数派报告………

11TC1.2184

参考文献……………………87

Ⅰ

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GBZ262082010CIE1412001

前言

—《》()。

本指导性技术文件等同采用CIE1412001光度辅助测量系统英文版

本指导性技术文件等同翻译—。

CIE1412001

,:

为便于使用本指导性技术文件做了下列编辑性修改

)“”“”;

a本技术报告一词改为本指导性技术文件

)“”“,”;

用小数点代替作为小数点的

b.

)删除—的前言;

cCIE1412001

)—“()”。

将中中间视觉测光法少数派报告一章的内容转为资料性附录

dCIE1412001TC1.21

本指导性技术文件附录至附录为资料性附录。

111

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Ⅲ

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GBZ262082010CIE1412001

引言

(,),

本指导性技术文件涵盖了种测光系统的最新方案其中个用于视场个用于视场这

1042°610°

(),

些方案都被提交到国际照明委员会的第分部作为光线在人类视觉灵敏度所有范围内的相对

CIE1

。,

视亮度的测定方法为了对这些系统进行定量测试使用多个由独立实验室提交的对于异色视亮度匹

()。,

配测试采用不同刺激组合和实验程序得到的数据集并且使用个研究小组采用相同颜色

HCBM6

。

色样在非常类似条件下进行HCBM实验所获得的数据对每个系统进行了测试这些数值试验主要是

,。

为了测试视亮度匹配刺激的等效亮度的相等性而不是测试视亮度尺度的绝对水平本指导性技术文

,,。

件描述了这些定量测试的结果对新CIE系统不作任何建议

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Ⅳ

/—/—

GBZ262082010CIE1412001

光度辅助测量系统

1总则

,。

当前CIE测光系统范围内所定义的测光亮度与对有色物体或光源的视亮度感觉并不充分关联

,;

亮度和视亮度的区别本身就表现为一个叠加缺失问题将两种或两种以上的单色光源叠加后得到的表

。,,

观视亮度经常不同于它们的亮度相加之和在明视觉中叠加效果通常小于亮度之和这时的可加性缺

。(

失主要表现在次可加性方面目前的色彩理论根据人眼锥状细胞之间的相互作用来解释这种现象即

());“”。

赫尔姆霍科耳劳奇效应饱和颜色对生理视亮度信号产生颜色贡献

-HelmholtzKohlrausch

-

,,,

强叠加性缺失也会发生在这种情况下两种或更多单色光源叠加的效果远大于对它们进行亮度

。,

叠加的效果由于这种现象经常发生在中间视觉水平所以推断这是人眼锥状细胞人眼杆状细胞相互

-

。,,

作用的结果从人眼锥状细胞到人眼杆状细胞的光谱灵敏度的转变伴随视亮度的降低使得相对于红

,。,(),

色光而言蓝色光的视亮度会得到增强在暗视觉中这种普尔基涅转移urkineshift是完全的因

pj

,。

此叠加缺失现象趋向于消失

在认识到视亮度和亮度的这些区别之后,第分部在过去的年里已经任命了多个技术委员

CIE115

(),。

会来调查异色视亮度匹配HCBM问题并且努力开发一种用于测定视亮度的新型测光系统最早的

几个技术委员会如下所示:

()

TC1-01中间视觉光度学由J.A.S.Kinne负责

y

()

TC1-02发光效率函数由M.Ikeda负责

(国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页)

TC1-03异色视亮度匹配模型由P.K.Kaiser负责

(

提供了一份关于世纪年代末以来出现的中间视觉测光系统的极好的摘要国际照

TC1-012080

,),。、

明委员会为TC1-21奠定了基础建立了在和视场上适用于点光源基于视亮

1989TC1-022°10°

(,)。,

度的光谱发光效率函数国际照明委员会1988这些发光效率函数不仅可以作为光度学的参考数据

而且也为异色视亮度匹配测试的进一步研究提供了参考数据。TC1-03则调查和研究了视亮度匹配测

(,)。

试的生理学模型国际照明委员会1986

,。

响应这些技术委员会的举措一些研究小组已经提出基于异色视亮度匹配测试的测光系统方案

,、

考虑到将来国际标准发展的需要该标准要求能提供一种令人满意的适用于所有亮度水平的视亮度测

,。

量方法第分部对这些系统进行了评估

1

,“”,

辅助测光系统的测试在年于威尼斯举办的第届四年一度的国际照明大会上

TC1-21198721

。

成立这个技术委员会是通过将被提议的系统用于来自HCBM试验的数据上来对系统直接进行量化

。。,

测试它的任务是报告系统预测这些数据的好坏程度然而它的职责范围不会扩展到推荐任何一种

系统作为国际照明标准。

。

目前的报告提供了用于测试的数值数据和程序考虑到有色物体或光源视亮度关系的可预测性是

,,

光度测量的一个主要功能目前的测试被设计用于针对每个被提议的系统检验其描述来自HCBM试

验的视亮度匹配对的视亮度相等程度的优劣。

第章指出了国际照明委员会当前测光系统所存在的问题以及为解决这些问题而设定的

1TC1-21

。、,(

目标第章概述了当前被提议的基于的测光系统更新了的报告国际照明委员

2HCBMTC1-01

,)。,“”

会1989并添加了一些新近被提议的系统对于每个系统本章提供了一个用于计算系统等效亮度

,“”。

的过程以及一个计算实例系统等效亮度被用作针对具体参考刺激的视亮度的度量第章描述了

3

。

系统测试所选用的数据集和测试过程第章报告了把被提议的测光系统应用于这些数据集所获得的

4

。,

系统等效亮度第章报告了将这些系统运用在新数据集上所得到的定量结果新的数据集来自于

5

,

个不同国家的个实验室在通用刺激和一般试验条件下进行的试验这些工作是为年

46TC1-211991

1

/—/—

GBZ262082010CIE1412001

。

在墨尔本举行的第届国际照明大会的专题研讨会所准备的第章描述了这些定量测试之间的关

226

。。

系以及视亮度标度存在的问题第章是结论

7

,。

为了同TC1-21的预期范围保持一致这篇报告不包含对基于HCBM的新的测光系统的推荐这

(,)。

项任务以及对系统的定性研究将留给新的技术委员会TC1-37辅助测光系统来完成

2评估物体和光源视亮度的测光系统

用于评估光源视亮度的测光系统主要依赖于观测者对测试色样和参考刺激进行视亮度匹配所得到

。。,“

的数据被测试色样的视亮度通过与之相匹配的参考刺激的亮度来定义也就是说视亮度通过等效

”;“”。

亮度来度量等效亮度亦即看上去与被测试色样视亮度相等的参考刺激的亮度不同的系统一般基

,。

于不同的数据集在参考刺激的选择上也有巨大差别根据第届国际照明大会上国际照明委员会第

23

,“”()。

1分部的决议案术语等效亮度已经被正式认定为参照540THZ接近555nm刺激的亮度而在其

他参考,“,”。

刺激条件下的等效亮度在本指导性技术文件中将被称之为系统等效亮度Lse

q

表2.1基于异色视亮度匹配测试的测光系统

系统说明

2°

()用色度坐标(,)的多项式函数来测定/比率值

WareCowan1983xyBL

-

Guth等(,)色度响应和消色差响应的矢量亮度

19731980

(,,)非线性矢量亮度

YauchiIkeda198019831984

g-

(,)人眼锥状细胞体响应的对数线性组合

Nakano19881992

系统

10°

第一系统()和的线性组合

Palmer1968LL

10

第二系统()和的非线性组合

Palmer1981LL

10

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(,)(),

和色度响应的几何加权平均值迭代计算

SaawaTakeichi19871992aL′L+

g-

(,,)()

和的几何加权平均值色度响应

NakanoIkeda198619881992LL′+

-10

(,,)(,,),

和的线性组合色度响应迭代计算

KokoschkaBodmann197519801991XYZL′+

-101010

(,,),,和的四刺激值多项式函数的双曲正切函数

Trezona1983a19871989XYZV

101010

等(,,)物体颜色视亮度的双曲正切函数

*Ashizawa198519891991

,。

*Ashizawa等使用的系统是一个测量物体色的等效视亮度的系统不能直接应用到当前的系统等效亮度的计算中

。

表总结了目前提交到国际照明委员会的系统的特征所有这些系统都是基于试验所

2.1HCBM

。,。

获得的数据在大部分试验中亮度水平在明视觉中间视觉范围内变化由于中央凹小视场中锥状细

-

,。,

胞视觉更为突出将这些系统分成了两组其中有个系统是基于来自视场视亮度匹配的试验数据

42°

。

这些系统所针对的主要问题是由明视觉水平上锥锥作用所引发的色度贡献问题和次可加性问题其

-

,,

余的个系统则是基于来自视场的数据考虑了锥锥作用和锥杆作用的效果这些系统计划被应

610°--

,。

用于明视觉中间视觉和暗视觉水平

。

表2.1提供了针对每个系统的简要描述本章接下来的部分会更加详细地介绍各个系统及其计算

示例。

视场的系统

2.12°

2.1.1Ware-Cowan系统

,/(/),

在明视觉中彩色光源的视亮度可以依据视亮度亮度比率值来描述这里表示测试色样

BLL

的明视觉亮度,则表示与光源视亮度匹配的参考刺激的明视觉亮度(,)。系

BKinne1983WareCowan

y-

,/。

统对这一原理进行了扩展给出一个公式把BL值描述为色度的函数

和一开始从已发表的文献中筛选了在视场上使用并且满足一定的其他条

WareCowan2°HCBM

(,)。,,

件的多个试验利用来自这些试验已发表的数据他们得到一个因数该

50Ware&Cowan1983c

;,/c。

因数能将对数亮度转化为对数表观视亮度因此值可以用来给出转换因数作为色样

LBBL10c

2

/—/—

GBZ262082010CIE1412001

,。。,,

的色度坐标的多项式函数进行计算该系统的框图如图所示以表示在整篇报告中

xy2.1BLse

q

都用它来表示系统等效亮度。

和将这个系统的结果用画在年国际照明大会色度表上的一系列/等值线来

WareCowan1931BL

()。/,,。

表示详见附录中图而当值为时光源为该光源也是系统的参考刺激

2A.2.1BL1.0D65

。。

WareCowan系统简单而且使用方便它主要是用于锥状细胞视觉占主导的小视场作为一个经

-

,。

验公式它不希望可用于描述视觉系统中的所有生理过程这个系统已被先前的技术委员会TC1-03

(,)。

推荐试用国际照明委员会TC1-031986

计算:

)根据视场的色度,坐标来计算,

1CIE2°xyc

34()

c0.2560.1842.527x4.656x4.657x2.1

=-y-y+y+y

式中:>0.02

y

,(),。

当时通过参照其他数据如附录中图所示从其主要波长得到值

y≤0.022A.2.1c

)计算系统等效亮度,,

2Lse

q

·c()

LL102.2

=

se

q

:(:/,21)

示例色样孟赛尔色样亮度为/)

10B51010cdm

)从附录中给出的色样数据中得到,

11

,

x=0.205=0.245

y

)由式(),

22.1

c=0.0973

)由式(),

32.2

0.09732

·/,的参考刺激

L101012.5cdmD65

==

se

q

系统等效亮度,

Lse

q

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图2.1Ware-Cowan系统

)/。,/2(

1孟塞尔色样10B510作为所有计算示例的被测色样它用荧光灯EDL-50进行照亮用以获得10cdm明视

)/2()。。

觉条件或中间视觉条件的亮度附录中展示了该色样的色度和光度数据

0.01cdm1

3

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GBZ262082010CIE1412001

2.1.2Guth等使用的系统

“”,,(,

Guth的系统源于矢量亮度概念S.L.Guth和他的同事提出这一概念作为他们的色觉理论Guth

;,)。。()

1973Guth1980中的组成部分图2.2展示了这个系统的框图基于Judd修改过的Vλ函数的三刺激

值,。(

和被用作系统的输入量这些值以小组的色觉模型所规定的方式被转化为消色差成

X′Y′Z′GuthA

),()()。,,

分蓝色盲色彩成分和绿色盲色彩成分然后和值被作为欧几里德的三维空间坐标然

TDATD