Colorimetry

ISO 11664-1:2007 comprises ISO 10527:2007 and ISO 10527:2007/Cor.1:2008. Its technical content is identical to that of ISO 10527:2007. ISO 10527:2007/Cor.1:2008 changes the reference number of the standard from 10527 to 11664-1. ISO 11664-1:2007 specifies colour-matching functions for use in colorimetry. Two sets of colour-matching functions are specified: colour-matching functions for the CIE 1931 standard colorimetric observer and colour-matching functions for the CIE 1964 standard colorimetric observer.

Colorimétrie

L'ISO 11664-1:2007 comprend l'ISO 10527:2007 et l'ISO 10527:2007/Cor.1:2008. Son contenu technique est identique ŕ celui de l'ISO 10527:2007. L'ISO 10527:2007/Cor.1:2008 modifie le numéro de référence de la norme de 10527 ŕ 11664-1. L'ISO 11664-1:2007 définit des fonctions colorimétriques pour leur emploi en colorimétrie. Deux ensembles de fonctions colorimétriques sont définis: les fonctions colorimétriques de l'observateur CIE 1931 de référence pour la colorimétrie et les fonctions colorimétriques de l'observateur CIE 1964 de référence pour la colorimétrie.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
14-Oct-2007
Withdrawal Date
14-Oct-2007
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
28-Aug-2008
Completion Date
15-Oct-2007
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RELATIONS

Effective Date
15-Jul-2017

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ISO 11664-1:2007 - Colorimetry
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ISO 11664-1:2007 - Colorimétrie
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11664-1
CIE S 014-1/E
First edition
2007-10-15
Corrected version
2008-11-01
Colorimetry —
Part 1:
CIE standard colorimetric observers
Colorimétrie —
Partie 1: Observateurs CIE de référence pour la colorimétrie
Reference number
ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
ISO 2007
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ISO 11664-1:2007(E)
PDF disclaimer

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COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2007

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electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or

ISO's member body in the country of the requester.
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2007 — All rights reserved
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ISO 11664-1:2007(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

ISO 11664-1 was prepared as Standard CIE S 014-1/E by the International Commission on Illumination, which

has been recognized by the ISO Council as an international standardizing body. It was adopted by ISO under

a special procedure which requires approval by at least 75 % of the member bodes casting a vote, and is

published as a joint ISO/CIE edition.

The International Commission on Illumination (abbreviated as CIE from its French title) is an organization

devoted to international cooperation and exchange of information among its member countries on all matters

relating to the science and art of lighting.

ISO 11664-1 was prepared by CIE Division 2 Physical measurement of light and radiation.

ISO 11664-1 was initially published by ISO as ISO 10527:2007, and has subsequently been renumbered to be

part 1 of the ISO 11664 series.
ISO 11664 consists of the following parts, under the general title Colorimetry:

⎯ Part 1: CIE standard colorimetric observers [published previously as ISO 10527:2007, which has been

cancelled]

⎯ Part 2: CIE standard illuminants [published previously as ISO 10526:2007, which has been cancelled]

⎯ Part 4: CIE 1976 L*a*b* Colour space
© ISO 2007 — All rights reserved iii
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
CIE S 014-1/E:2006
Standard
Colorimetry -
Part 1: CIE Standard Colorimetric
Observers
Colorimétrie - Partie 1: Observateurs de référence colorimétriques CIE
Farbmessung - Teil 1: CIE farbmetrische Normalbeobachter

CIE Standards are copyrighted and shall not be reproduced in any form, entirely or partly, without

the explicit agreement of the CIE.
CIE Central Bureau, Vienna CIE S 014-1/E:2006
Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, Austria
UDC: 535.6.08 Descriptor: Colorimetry, reference data
© CIE 2006 — All rights reserved
© ISO 2007 — All rights reserved v
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
© CIE, 2006

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced

or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and

microfilm, without permission in writing from CIE Central Bureau at the address below.

CIE Central Bureau
Kegelgasse 27
A-1030 Vienna
Austria
Tel.: +43 1 714 3187 0
Fax: +43 1 714 3187 18
e-mail: ciecb@ping.at
Web: www.cie.co.at/
© CIE 2006 — All rights reserved
vi © ISO 2007 — All rights reserved
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
FOREWORD

Standards produced by the Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) are a concise

documentation of data defining aspects of light and lighting, for which international harmony

requires such unique definition. CIE Standards are therefore a primary source of

internationally accepted and agreed data, which can be taken, essentially unaltered, into

universal standard systems.
This CIE Standard replaces ISO/CIE 10527:1991 and was approved by the CIE

Board of Administration and the National Committees of the CIE. This CIE Standard

has been prepared by CIE Division 2 "Physical measurement of light and radiation".

This standard contains only minor changes from the previous standard, in particular the

values in the tables of the colour matching functions and chromaticity coordinates of the CIE

1931 and 1964 standard colorimetric observers are identical with the previous standard, but it

has now been clarified that they apply for standard air.
TABLE OF CONTENTS
FOREWORD vii
INTRODUCTION 1
1. SCOPE 1
2. NORMATIVE REFERENCES 1
3. DEFINITIONS 1
4. SPECIFICATIONS 3
4.1 Colour-matching functions 3
4.2 Spectral chromaticity coordinates 3
5. DERIVATION OF THE COLOUR-MATCHING FUNCTIONS FOR THE CIE 1931
STANDARD COLORIMETRIC OBSERVER 3
5.1 Experimental basis 3
5.2 Transformation procedures 4
5.3 Transformation properties 4
5.4 Comparison with earlier data 4
6. DERIVATION OF THE COLOUR-MATCHING FUNCTIONS FOR THE CIE 1964
STANDARD COLORIMETRIC OBSERVER 5
6.1 Experimental basis 5
6.2 Transformation procedures 5
6.3 Transformation properties 5
6.4 Comparison with earlier data 5
7. PRACTICAL APPLICATION OF COLOUR-MATCHING FUNCTIONS FOR CIE
STANDARD COLORIMETRIC OBSERVERS 5
7.1 Obtaining tristimulus values 5
7.2 The basis for integration 6
7.3 Rod activity 6
7.4 The use of restricted data 6
7.5 Standard of reflectance 6
TABLE 1. COLOUR-MATCHING FUNCTIONS A ND CHROMATICITY COORDINATES
OF CIE 1931 STANDARD COLORIMETRIC OBSERVER 7
TABLE 2. COLOUR-MATCHING FUNCTIONS A ND CHROMATICITY COORDINATES
OF CIE 1964 STANDARD COLORIMETRIC OBSERVER 18
ANNEX: BIBLIOGRAPHY (INFORMATIVE) 29
© CIE, 2006
© CIE 2006 — All rights reserved
© ISO 2007 — All rights reserved vii
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
COLORIMETRY - PART 1: CIE STANDARD COLORIMETRIC OBSERVERS
INTRODUCTION

Colours with different spectral compositions can look alike. An important function of

colorimetry is to determine whether a pair of such metameric colours will look alike. The use

of visual colorimeters for this purpose is handicapped by variations in the colour matches

made amongst observers classified as having normal colour vision. Visual colorimetry also

tends to be time-consuming. For these reasons, it has long been the practice in colorimetry to

make use of sets of colour-matching functions to calculate tristimulus values for colours:

equality of tristimulus values for a pair of colours indicates that the colour appearances of the

two colours match, when they are viewed in the same conditions by an observer for whom the

colour-matching functions apply. The use of standard sets of colour-matching functions

makes the comparison of tristimulus values obtained at different times and locations possible.

1. SCOPE

This International Standard specifies colour-matching functions for use in colorimetry. Two

sets of colour-matching functions are specified.
a) Colour-matching functions for the CIE 1931 standard colorimetric observer

This set of colour-matching functions is representative of the colour-matching properties of

observers with normal colour vision for visual field sizes of angular subtense from about 1° to

about 4°, for vision at photopic levels of adaptation.
b) Colour-matching functions for the CIE 1964 standard colorimetric observer

This set of colour-matching functions is representative of the colour-matching properties of

observers with normal colour vision for visual field sizes of angular subtense greater than

about 4°, for vision at sufficiently high photopic levels and with spectral power distributions

such that no participation of the rod receptors of the retina is to be expected.
2. NORMATIVE REFERENCES

The following referenced documents are indispensable for the application of this document.

For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition

of the referenced document (including any amendments) applies.
CIE 15:2004. Colorimetry, 3 edition.

CIE 17.4-1987. International lighting vocabulary (ILV) - Joint publication IEC/CIE.

3. DEFINITIONS

For the purposes of this International Standard, the following definitions apply. These

definitions are taken from CIE 17.4-1987, where other relevant terms will also be found.

3.1 colour stimulus function, ϕ (λ) (see ILV 845-03-03)

description of a colour stimulus by the spectral concentration of a radiometric quantity (such

as radiance or radiant power) as a function of wavelength
3.2 relative colour stimulus function, ϕ(λ) (see ILV 845-03-04)
relative spectral power distribution of the colour stimulus function
© CIE 2006 — All rights reserved
© ISO 2007 — All rights reserved 1
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
3.3 metameric colour stimuli; metamers (see ILV 845-03-05)
spectrally different colour stimuli that have the same tristimulus values
3.4 monochromatic stimulus: spectral stimulus (see ILV 845-03-08)
stimulus consisting of a monochromatic radiation
3.5 equi-energy spectrum (see ILV 845-03-14)

spectrum of a radiation whose spectral concentration of a radiometric quantity as a function of

wavelength is constant throughout the visible region
3.6 additive mixture of colour stimuli (see ILV 845-03-15)

method of stimulation that combines on the retina the actions of various stimuli in such a

manner that they cannot be perceived individually
3.7 colour matching (see ILV 845-03-16)

action of making a colour stimulus appear the same in colour as a given colour stimulus

3.8 trichromatic system (see ILV 845-03-20)

system for specifying colour stimuli in terms of tristimulus values based on matching colours

by additive mixture of three suitably chosen reference colour stimuli

3.9 reference colour stimuli, [R], [G], [B]; [X], [Y], [Z]; [X ], [Y ], [Z ]; etc. (see ILV 845-03-

10 10 10
21)
set of three colour stimuli on which a trichromatic system is based
3.10 tristimulus values, R, G, B; X, Y, Z; X , Y , Z ; etc. (see ILV 845-03-22)
10 10 10

amounts of three reference colour stimuli, in a given trichromatic system, required to match

the colour of the stimulus considered

3.11 colour-matching functions, r(λ), g(λ), b(λ); x(λ), y(λ), z(λ) ; x (λ), y ()λ , z ()λ ; etc.

10 10 10
(see ILV 845-03-23)
tristimulus values of monochromatic stimuli of equal radiant power
3.12 CIE 1931 standard colorimetric system (X, Y, Z) (see ILV 845-03-28)

system for determining the tristimulus values of any spectral power distribution using the set

of reference colour stimuli [X], [Y], [Z], and the three CIE colour-matching functions

() () ()
xλ , yλ , zλ adopted by the CIE in 1931 and defined in this standard
3.13 CIE 1964 standard colorimetric system (X , Y , Z ) (see ILV 845-03-29)
10 10 10

system for determining the tristimulus values of any spectral power distribution using the set

of reference colour stimuli [X ], [Y ], [Z ], and the three CIE colour-matching functions

10 10 10
x ()λ , y ()λ , z ()λ adopted by the CIE in 1964 and defined in this standard
10 10 10
3.14 CIE colour-matching functions (see ILV 845-03-30)
functions x()λ , y()λ , z()λ in the CIE 1931 standard colorimetric system and
x ()λ , y ()λ , z ()λ in the CIE 1964 standard colorimetric system
10 10 10
3.15 CIE 1931 standard colorimetric observer (see ILV 845-03-31)

ideal observer whose colour-matching properties correspond to the CIE colour-matching

() () ()
functions xλ , yλ , zλ
3.16 CIE 1964 standard colorimetric observer (see ILV 845-03-32)

ideal observer whose colour-matching properties correspond to the CIE colour-matching

functions x ()λ , y (λ), z ()λ
10 10 10
© CIE 2006 — All rights reserved
2 © ISO 2007 — All rights reserved
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006

3.17 chromaticity coordinates, r, g, b; x, y, z; x , y , z ; etc. (see ILV 845-03-33)

10 10 10
ratio of each of a set of three tristimulus values to their sum

3.18 spectral chromaticity coordinates, r(λ), g(λ), b(λ); x(λ), y(λ), z(λ); x (λ), y (λ), z (λ); etc.

10 10 10
(see ILV 845-03-36)
chromaticity coordinates of monochromatic stimuli
3.19 spectral luminous efficiency, V(λ) (see ILV 845-01-22)

ratio of the radiant flux at wavelength λ to that at wavelength λ, such that both radiations

produce an equal visual response under specified photometric conditions and λ is chosen so

that the maximum value of this ratio is equal to 1
3.20 perfect reflecting diffuser (see ILV 845-04-54)
ideal isotropic diffuser with a reflectance equal to unity
4. SPECIFICATIONS
4.1 Colour-matching functions

The colour-matching functions x()λ , y(λ), z(λ) of the CIE 1931 standard colorimetric observer

are defined by the values given in Table 1, and those x (λ), y (λ), z (λ) of the CIE 1964

10 10 10

standard colorimetric observer are defined by the values given in Table 2. The values are

given at 1 nm wavelength intervals from 360 nm to 830 nm. If values are required at closer

wavelength intervals than 1 nm, they should be derived by linear interpolation.
4.2 Spectral chromaticity coordinates

Tables 1 and 2 also give values for the spectral chromaticity coordinates, x(λ), y(λ), z(λ);

x (λ), y (λ), z (λ); these have been derived from the appropriate colour-matching functions

10 10 10
by forming the ratios:
x()λ y(λ) z()λ
x()λ = , y()λ = and z()λ =
x()λ + y()λ + z()λ x()λ + y()λ + z()λ x()λ + y()λ + z()λ
x ()λ y (λ)
10 10
x ()λ = , y ()λ = and
10 10
x ()λ + y ()λ + z ()λ x ()λ + y ()λ + z ()λ
10 10 10 10 10 10
z ()λ
z ()λ =
x ()λ + y ()λ + z ()λ
10 10 10
Note: All wavelengths are for standard air.
5. DERIVATION OF THE COLOUR-MATCHING FUNCTIONS FOR THE CIE 1931
STANDARD COLORIMETRIC OBSERVER
5.1 Experimental basis

The CIE 1931 colour-matching functions, x(λ), y(λ), z(λ) were derived from experimental

work carried out by Wright (1928-1930) and by Guild (1931) in which a total of 17 observers

matched the monochromatic stimuli of the spectrum, over the range of about 400 nm to

700 nm, with additive mixtures of red, green and blue lights, using observing fields of 2°

angular subtense.
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© ISO 2007 — All rights reserved 3
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
5.2 Transformation procedures

The experimental results were converted into those that would have been obtained if the

matching had been carried out using, as reference colour stimuli, monochromatic radiations

of wavelengths 700 nm for the red [R], 546,1 nm for the green [G] and 435,8 nm for the blue

[B], measured in units such that equal quantities of [R], [G] and [B] were required to match the

equi-energy spectrum.

The results for the 17 observers were averaged and then slightly adjusted so that by

adding together suitable proportions of the [R], [G], [B] colour-matching functions

r()λ , g()λ , b()λ it was possible to obtain a function identical to that of the CIE spectral

luminous efficiency, V(λ); the proportions used were in the ratios of 1,000 0 to 4,590 7 to

0,060 1, and these were then the relative luminances of unit quantities of [R], [G] and [B]. The

CIE 1931 colour-matching functions were then determined by the following equations:

x()λ = [0,49r()λ + 0,31g()λ + 0,20b(λ)]n
y()λ = [0,176 97r(λ)+ 0,812 40g()λ + 0,010 63b(λ)]n
z()λ = [0,00r()λ + 0,01g()λ + 0,99b(λ)]n
where n is a normalising constant given by
V()λ
0,176 97r()λ + 0,812 40g()λ + 0,010 63b()λ

n is a constant, not a function of wavelength, because the coefficients 0,176 97, 0,812 40,

and 0,010 63 are in the same ratios to one another as the ratio of 1,000 0 to 4,590 7 to

0,060 1; n is equal to
1,000 0 + 4,590 7 + 0,060 1
= 5,650 8
0, 176 97 + 0,812 40 + 0,010 63
The values of x()λ , y()λ , z()λ given in Table 1 from 360 nm to 400 nm and from
700 nm to 830 nm are extrapolations.
5.3 Transformation properties

The transformation given in the above equations was chosen to achieve the following

objectives. First, the y()λ function is identical to the V(λ) function. Second, the values of

x()λ , y()λ , z()λ are all positive for all wavelengths of the spectrum (unlike r()λ , g()λ , b()λ one

of which is negative at most wavelengths because of the need to desaturate spectral stimuli

when matching them with red, green, and blue reference stimuli). Third, the values of z()λ

are zero for wavelengths longer than 650 nm. Fourth, the values of x(λ) are nearly zero at

( ) ( )

wavelengths around 505 nm. Fifth, the values of xλ and yλ are small at the short-

wavelength end of the spectrum. Sixth, the equi-energy spectrum is specified by equal

amounts of X, Y and Z.

Because the y()λ function is identical to the V(λ) function, the Y tristimulus value is

proportional to luminance.
5.4 Comparison with earlier data

The values of x()λ , y()λ , z()λ given in Table 1 for the spectral range of 380 nm to 780 nm at

5 nm intervals, when rounded to four decimal places, agree closely with those originally

published in 1931. There are only three minor differences: at λ = 775 nm the new value of

x()λ is 0,000 1 instead of 0,000 0; at λ = 555 nm, y(λ) = 1,000 0 instead of 1,000 2 and at

λ = 740 nm, y()λ = 0,000 2 instead of 0,000 3. These changes are considered insignificant in

most colorimetric computations.

When the relative luminances of unit quantities of [R], [G] and [B] are deduced from the

data of Tabie 1, the values obtained are 1,000 0 to 4,588 8 to 0,060 3 instead of 1,000 0 to

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4 © ISO 2007 — All rights reserved
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006

4,590 7 to 0,060 1, the relative radiances being 71,893 8 to 1,374 7 to 1,000 0 instead of

72,096 2 to 1,379 1 to 1,000 0. These changes are also considered insignificant in practice.

The values given in CIE 15:2004 at 5 nm intervals agree exactly with those given in

Table 1.
6. DERIVATION OF THE COLOUR-MATCHING FUNCTIONS FOR THE CIE 1964
STANDARD COLORIMETRIC OBSERVER
6.1 Experimental basis

The CIE 1964 colour-matching functions x (λ), y (λ), z (λ) were derived from experimental

10 10 10

work carried out by Stiles and Burch (1959) and by Speranskaya (1959) in which a total of 67

observers matched monochromatic stimuli of the spectrum from approximately 390 nm to

830 nm with additive mixtures of red, green, and blue lights, using observing fields of 10°

angular subtense (but ignoring the central 4° or so).
6.2 Transformation procedures

The experimental results were converted into those that would have been obtained if the

matching had been carried out using, as reference colour stimuli, monochromatic radiations

-1 -1
of wavenumbers 15 500 cm for the red [R ], 19 000 cm for the green [G ], and
10 10

22 500 cm for the blue [B ], corresponding approximately to wavelengths 645,2 nm,

526,3 nm and 444,4 nm, respectively. The units used for the quantities of [R ], [G ] and [B ]

10 10 10

were such that equal amounts were required to match the equi-energy spectrum. A weighted

average of the results for the 67 observers was used to provide a set of colour-matching

functions r ()ν , g (ν), b ()ν . The CIE 1964 colour-matching functions were then derived by

10 10 10
the following equations:
() () ( ) ( )
x ν = 0,341080r ν + 0,189 145g ν + 0,387 529b ν
10 10 10 10
y ()ν = 0,139 058r ()ν + 0,837 460g (ν)+ 0,073 316b (ν)
10 10 10 10
z ()ν = 0,000 000r ()ν + 0,039 553g (ν)+ 2,026 200b (ν)
10 10 10 10

In Table 2, the CIE 1964 colour-matching functions x (λ), y (λ), z ()λ are given on a

10 10 10

wavelength basis and were obtained by interpolation from the frequency-based functions

given above. The values in the range of 360 nm to 390 nm are extrapolations.
6.3 Transformation properties

The transformation given in the equations in 6.2 was chosen to achieve a colorimetric system

(X , Y , Z ) having a coordinate system broadly similar to that of the CIE 1931 (X, Y, Z)

10 10 10

system. However, in the 1964 system, the data were not constrained to fit the CIE V(λ)

spectral luminous efficiency function, and the Y tristimulus value is not proportional to

luminance calculated using the V(λ) function.
6.4 Comparison with earlier data

The values given in CIE 15:2004 at 5 nm intervals agree exactly with those given in Table 2.

7. PRACTICAL APPLICATION OF COLOUR-MATCHING FUNCTIONS FOR CIE
STANDARD COLORIMETRIC OBSERVERS
7.1 Obtaining tristimulus values

The data given in Tables 1 and 2 provide the tristimulus values and chromaticity coordinates

of all monochromatic stimuli directly or by interpolation. For stimuli consisting of radiation of

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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006

various wavelengths, the tristimulus values X, Y, Z and X , Y , Z are calculated by

10 10 10

integration over the spectral range 360 nm to 830 nm using the following equations:

Xk= ϕλλx dλ Xk= ϕλλx dλ
()() ( ) ( )
λ 10 10 λ 10
∫ ∫
λ λ
Yk= ϕλyλ dλ Yk= ϕλλy dλ
() ( ) ( ) ( )
λ 10 10 λ 10
∫ ∫
λ λ
Zk= ϕλλz dλ Zk= ϕλλz dλ
() ( ) ( ) ( )
λ 10 10 λ 10
∫ ∫
λ λ
where
ϕ()λ is the colour stimulus function of the stimulus considered;

x()λ , y()λ , z()λ , x (λ), y ()λ , z ()λ are the appropriate CIE colour-matching functions;

10 10 10
k and k are constants.

Tristimulus values are usually evaluated on a relative basis, and the constants, k and

k are then chosen according to agreed conventions; however, it is essential that, for stimuli

that will be considered together, the same value for k (or for k ) be adopted, so that all the

tristimulus values involved are assessed on the same basis. For reflecting object-colours, k

and k shall be chosen so that Y and Y are equal to 100 for the perfect reflecting diffuser,

10 10

and, for transmitting object-colours, so that Y and Y are equal to 100 for the perfect

transmitter. In the case of primary light sources, if it is required that Y be equal to the absolute

value of the photometric quantity, k shall be equal to K , the maximum spectral luminous

efficacy (which is equal to 683 Im/W) and ϕ (λ) shall then be the spectral concentration of

the radiometric quantity corresponding to the photometric quantity required.
7.2 The basis for integration

The integration step in the equations in 7.1 implies additivity of colour matches: that is, if two

colour stimuli [C1] and [C2] have tristimulus values X Y , Z , and X , Y , Z , respectively, then

1 1 1 2 2 2

the additive mixture of [C1] and [C2] will have tristimulus values X + X , Y + Y , Z + Z .

1 2 1 2 1 2

Experimental investigations have shown that, although additivity of this type sometimes fails

to occur, the principle of additivity is sufficiently valid for predicting colour matches in most

cases of importance in practical colorimetry.
7.3 Rod activity

The tristimulus values in the CIE 1964 standard colorimetric system are relevant only to those

observing conditions where the luminances are sufficiently high and the spectral power

distributions are such that no significant participation of the rod receptors of the retina is to be

expected.
7.4 The use of restricted data

For most practical applications of colorimetry, it is sufficient to use values of colour-matching

functions at less frequent intervals of wavelength than every 1 nm, covering a more restricted

range of wavelengths than from 360 nm to 830 nm, and using fewer decimal places than are

given in Tables 1 and 2. Data and guidelines that facilitate such practice are given in

CIE 15:2004, together with various other recommended procedures for practical colorimetry.

7.5 Standard of reflectance

The perfect reflecting diffuser is the CIE reference standard for the colorimetry of reflecting

samples.
© CIE 2006 — All rights reserved
6 © ISO 2007 — All rights reserved
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ISO 11664-1:2007(E)
CIE S 014-1/E:2006
TABLE 1. COLOUR-MATCHING FUNCTIONS AND CHROMATICITY COORDINATES OF
CIE 1931 STANDARD COLORIMETRIC OBSERVER

(The table below is available in electronic form as a supplement to CIE 15:2004.)

Wave-
CIE colour-matching functions Chromaticity coordinates
length
λ nm x()λ y(λ) z(λ)
x(λ) y(λ) z(λ)
360 0,000 129 900 0 0,000 003 917 000 0,000 606 100 0 0,175 56 0,005 29 0,819 15
61 0,000 145 847 0 0,000 004 393 581 0,000 680 879 2 0,175 48 0,005 29 0,819 23
62 0,000 163 802 1 0,000 004 929 604 0,000 765 145 6 0,175 40 0,005 28 0,819 32
63 0,000 184 003 7 0,000 005 532 136 0,000 860 012 4 0,175 32 0,005 27 0,819 41
64 0,000 206 690 2 0,000 006 208 245 0,000 966 592 8 0,175 24 0,005 26 0,819 50
365 0,000 232 100 0 0,000 006 965 000 0,001 086 000 0,175 16 0,005 26 0,819 58
66 0,000 260 728 0 0,000 007 813 219 0,001 220 586 0,175 09 0,005 25 0,819 66
67 0,000 293 075 0 0,000 008 767 336 0,001 372 729 0,175 01 0,005 24 0,819 75
68 0,000 329 388 0 0,000 009 839 844 0,001 543 579 0,174 94 0,005 23 0,819 83
69 0,000 369 914 0 0,000 011 043 23 0,001 734 286 0,174 88 0,005 22 0,819 90
370 0,000 414 900 0 0,000 012 390 00 0,001 946 000 0,174 82 0,005 22 0,819 96
71 0,000 464 158 7 0,000 013 886 41 0,002 177 777 0,174 77 0,005 23 0,820 00
72 0,000 518 986 0 0,000 015 557 28 0,002 435 809 0,174 72 0,005 24 0,820 04
73 0,000 581 854 0 0,000 017 442 96 0,002 731 953 0,174 66 0,005 24 0,820 10
74 0,000 655 234 7 0,000 019 583 75 0,003 078 064 0,174 59 0,005 22 0,820 19
375 0,000 741 600 0 0,000 022 020 00 0,003 486 000 0,174 51 0,005 18 0,820 31
76 0,000 845 029 6 0,000 024 839 65 0,003 975 227 0,174 41 0,005 13 0,820 46
77 0,000 964 526 8 0,000 028 041 26 0,004 540 880 0,174 31 0,005 07 0,820 62
78 0,001 094 949 0,000 031 531 04 0,005 158 320 0,174 22 0,005 02 0,820 76
79 0,001 231 154 0,000 035 215 21 0,005 802 907 0,174 16 0,004 98 0,820 86
380 0,001 368 000 0,000 039 000 00 0,006 450 001 0,174 11 0,004 96 0,820 93
81 0,001 502 050 0,000 042 826 40 0,007 083 216 0,174 09 0,004 96 0,820 95
82 0,001 642 328 0,000 046 914 60 0,007 745 488 0,174 07 0,004 97 0,820 96
83 0,001 802 382 0,000 051 589 60 0,008 501 152 0,174 06 0,004 98 0,820 96
84 0,001 995 757 0,000 057 176 40 0,009 414 544 0,174 04 0,004 98 0,820 98
385 0,002 236 000 0,000 064 000 00 0,010 549 99 0,174 01 0,004 98 0,821 01
86 0,002 535 385 0,000 072 344 21 0,011 965 80 0,173 97 0,004 97 0,821 06
87 0,002 892 603 0,000 082 212 24 0,013 655 87 0,173 93 0,004 94 0,821 13
88 0,003 300 829 0,000 093 508 16 0,015 588 05 0,173 89 0,004 93 0,821 18
89 0,003 753 236 0,000 106 136 1 0,017 730 15 0,173 84 0,004 92 0,821 24
390 0,004 243 000 0,000 120 000 0 0,020 050 01 0,173 80 0,004 92 0,821 28
91 0,004 762 389 0,000 134 984 0 0,022 511 36 0,173 76 0,004 92 0,821 32
92 0,005 330 048 0,000 151 492 0 0,025 202 88 0,173 70 0,004 94 0,821 36
93 0,005 978 712 0,000 170 208 0 0,028 279 72 0,173 66 0,004 94 0,821 40
94 0,006 741 117 0,000 191 816 0 0,031 897 04 0,173 61 0,004 94 0,821 45
395 0,007 650 000 0,000 217 000 0 0,036 210 00 0,173 56 0,004 92 0,821 52
96 0,008 751 373 0,000 246 906 7 0,041 437 71 0,173 51 0,004 90 0,821 59
97 0,010 028 88 0,000 281 240 0 0,047 503 72 0,173 47 0,004 86 0,821 67
98 0,011 421 70 0,000 318 520 0 0,054 119 88 0,173 42 0,004 84 0,821 74
99 0,012 869 01 0,000 357 266 7 0,060 998 03 0,173 38 0,004 81 0,821 81
400 0,014 310 00 0,000 396 000 0 0,067 850 01 0,173 34 0,004 80 0,821 86
01 0,015 704 43 0,000 433 714 7 0,074 486 32 0,173 29 0,004 79 0,821 92
02 0,017 147 44 0,000 473 024 0 0,081 361 56 0,173 24 0,004 78 0,821 98
03 0,018 781 22 0,000 517 876 0 0,089 153 64 0,173 17 0,004 78 0,822 05
04 0,020 748 01 0,000 572 218 7 0,098 540 48 0,173 10 0,004 77 0,822 13
© CIE 2006 — All rights reserved
© ISO 2007 — All rights reserved 7
---------------------- Page: 13
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11664-1
CIE S 014-1/F
Première édition
2007-10-15
Version corrigée
2008-11-01
Colorimétrie —
Partie 1:
Observateurs CIE de référence pour la
colorimétrie
Colorimetry —
Part 1: CIE standard colorimetric observers
Numéro de référence
ISO 11664-1:2007(F)
CIE S 014-1/F:2007
ISO 2007
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ISO 11664-1:2007(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 11664-1:2007(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

L'ISO 11664-1 a été préparée en tant que Norme CIE S 014-1/F par la Commission internationale de

l'éclairage qui a été reconnue par le Conseil de l'ISO comme étant un organisme international de

normalisation. Elle a été adoptée par l'ISO selon une procédure spéciale qui requiert l'approbation de 75 % au

moins des comités membres votants et est publiée comme norme conjointe ISO/CIE.

La Commission internationale de l'éclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopération

internationale et l'échange d'informations entre les pays membres sur toutes les questions relatives à l'art et à

la science de l'éclairage.

L'ISO 11664-1 a été élaborée par la Division 2 de la CIE, Mesures physiques de la lumière et des radiations.

L'ISO 11664-1 a été initialement publiée par l'ISO en tant que ISO 10527:2007, et a été renumérotée par la

suite en tant que partie 1 de la série ISO 11664.

L'ISO 11664 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Colorimétrie:

⎯ Partie 1: Observateurs CIE de référence pour la colorimétrie [publiée précédemment en tant que

ISO 10527:2007, qui a été annulée]

⎯ Partie 2: Illuminants CIE normalisés [publiée précédemment en tant que ISO 10526:2007, qui a été

annulée]
⎯ Partie 4: Espace chromatique L*a*b* CIE 1976
© ISO 2007 – Tous droits réservés iii
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ISO 11664-1:2007(F)
CIE S 014-1/F:2007
CIE S 014-1/F:2007
Norme
Colorimétrie -
Partie 1: Observateurs CIE de référence
pour la colorimétrie
Colorimetry - Part 1: CIE Standard Colorimetric Observers
Farbmessung - Teil 1: CIE farbmetrische Normalbeobachter

Les normes CIE sont protégées par le copyright et ne doivent pas être reproduites sous

quelque forme que ce soit, entièrement ou partiellement, sans l'accord explicite de la CIE.

CIE Central Bureau, Vienna CIE S 014-1/F:2007
Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, Austria
UDC: 535.6.08 Descripteur: Colorimétrie, données de référence
© CIE 2007 – Tous droits réservés
© ISO 2007 – Tous droits réservés v
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ISO 11664-1:2007(F)
CIE S 014-1/F:2007
© CIE, 2007

Tous droits réservés. Sauf mention contraire, aucune partie de cette publication ne peut être

reproduite ou utilisée sous quelque forme que ce soit, ni par quelque moyen que ce soit,

électronique ou mécanique, y compris la photocopie et le microfilm, sans l'autorisation du

Bureau Central de la CIE obtenue en écrivant à l'adresse ci-dessous.
CIE Central Bureau
Kegelgasse 27
A-1030 Vienna
Austria
Tel.: +43 1 714 3187 0
Fax: +43 1 714 3187 18
e-mail: ciecb@cie.co.at
Web: www.cie.co.at/
© CIE 2007 – All rights reserved
vi © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 11664-1:2007(F)
CIE S 014-1/F:2007
AVANT-PROPOS

Les normes élaborées par la Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) constituent des

documents d'information concis, caractérisant la lumière et l'éclairage, pour lesquels

l'harmonisation internationale nécessite des définitions de référence. Les normes CIE

fournissent ainsi une source première d'informations, internationalement reconnues et

acceptées, pouvant être introduites pratiquement sans modification dans des ensembles de

normes universelles.
Cette Norme CIE remplace la norme ISO/CIE 10527:1991 et a été approuvée par le

Bureau de la CIE et par les Comités nationaux de la CIE. Cette norme CIE a été préparée par

la Division 2 de la CIE "Physical measurement of light and radiation".
Cette norme n'apporte que des modifications mineures à la norme précédente, en

particulier les valeurs des tables pour les fonctions colorimétriques et les coordonnées

trichromatiques des observateurs CIE 1931 et 1964 de référence pour la colorimétrie sont

identiques à celles de la norme précédente, mais il a été précisé qu'elles sont maintenant

relatives à l'air normalisé.
SOMMAIRE

AVANT-PROPOS vii

INTRODUCTION 1
1. DOMAINE D'APPLICATION 1
2. RÉFÉRENCES NORMATIVES 1
3. DÉFINITIONS 1
4. SPÉCIFICATIONS 3
4.1 Fonctions colorimétriques 3
4.2 Coordonnées trichromatiques spectrales 3
5. DÉTERMINATION DES FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES DE L'OBSERVATEUR
CIE 1931 DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE 4
5.1 Données expérimentales 4
5.2 Méthodes de conversion 4
5.3 Propriétés de la transformation 4
5.4 Comparaison avec les données antérieures 5
6. DÉTERMINATION DES FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES DE L'OBSERVATEUR
CIE 1964 DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE 5
6.1 Données expérimentales 5
6.2 Méthodes de conversion 5
6.3 Propriétés de la transformation 6
6.4 Comparaison avec les données antérieures 6
7. APPLICATIONS PRATIQUES DES FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES DES
OBSERVATEURS CIE DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE 6
7.1 Obtention des composantes trichromatiques 6
7.2 Base de la méthode d'intégration 6
7.3 Activité des bâtonnets 7
7.4 Emploi de données réduites 7
7.5 Etalon de réflexion 7
TABLEAU 1. FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES ET COORDONNÉES TRICHROMATIQUES
DE L'OBSERVATEUR CIE 1931 DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE 8
TABLEAU 2. FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES ET COORDONNÉES TRICHROMATIQUES
DE L'OBSERVATEUR CIE 1964 DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE 19
ANNEXE: BIBLIOGRAPHIE (INFORMATIVE) 30
© CIE 2007 – Tous droits réservés
© ISO 2007 – Tous droits réservés vii
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ISO 11664-1:2007(F)
CIE S 014-1/F:2007
COLORIMÉTRIE - PARTIE 1: OBSERVATEURS CIE DE RÉFÉRENCE
POUR LA COLORIMÉTRIE
INTRODUCTION

Des couleurs ayant des compositions spectrales différentes peuvent paraître identiques. Un

rôle important de la colorimétrie est de déterminer si de telles couleurs métamères

apparaîtront identiques. L'emploi dans ce but de colorimètres visuels est gêné par les

variations dans les égalisations visuelles que peuvent faire divers observateurs ayant

cependant une vision normale des couleurs. La colorimétrie visuelle conduit de plus à des

opérations très longues. Pour ces raisons, la colorimétrie utilise depuis longtemps un

ensemble de fonctions colorimétriques permettant de calculer les composantes

trichromatiques des couleurs : l'égalité des composantes trichromatiques pour une paire de

couleurs indique que l'apparence colorée de ces deux couleurs est identique, tout au moins

quand elles sont vues dans les mêmes conditions, par un observateur pour lequel les

fonctions colorimétriques sont valables. L'emploi d'ensembles normalisés de fonctions

colorimétriques rend possible la comparaison de composantes trichromatiques obtenues à

des époques et en des lieux différents.
1. DOMAINE D'APPLICATION

La présente Norme internationale définit des fonctions colorimétriques pour leur emploi en

colorimétrie. Deux ensembles de fonctions colorimétriques sont définis.
a) Fonctions colorimétriques de l'observateur CIE 1931 de référence pour la
colorimétrie

Cet ensemble de fonctions colorimétriques est représentatif des caractéristiques d'égalisation

colorée d'observateurs ayant une vision normale des couleurs, pour un champ visuel

d'amplitude angulaire d'environ 1° à environ 4° et pour une vision adaptée au niveau

photopique.
b) Fonctions colorimétriques de l'observateur CIE 1964 de référence pour la
colorimétrie

Cet ensemble de fonctions colorimétriques est représentatif des caractéristiques d'égalisation

colorée d'observateurs ayant une vision normale des couleurs, pour un champ visuel

d'amplitude angulaire supérieure à environ 4° et pour une vision à un niveau photopique

suffisamment élevé et avec une répartition spectrale d'énergie telle qu'il n'y ait pas lieu de

supposer une intervention des bâtonnets rétiniens.
2. RÉFÉRENCES NORMATIVES

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent

document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références

non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels

amendements).
ème
CIE 15:2004. Colorimetry, 3 édition.

CIE 17.4:1987. Vocabulaire International de l'Éclairage (ILV) - Publication commune IEC/CIE.

3. DÉFINITIONS

Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s'appliquent.

Ces définitions sont extraites de la Publication CIE 17.4:1987, où d'autres termes connexes

peuvent également être trouvés.
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© ISO 2007 – Tous droits réservés 1
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ISO 11664-1:2007(F)
CIE S 014-1/F:2007
3.1 courbe spectrale d'un stimulus de couleur, ϕ (λ) (voir ILV 845-03-03)

description d'un stimulus de couleur par la densité spectrale d'une grandeur énergétique (telle

que la radiance ou le flux énergétique) en fonction de la longueur d'onde

3.2 courbe spectrale relative d'un stimulus de couleur, ϕ(λ) (voir ILV 845-03-04)

répartition spectrale relative d'énergie de la courbe spectrale d'un stimulus de couleur

3.3 stimulus de couleur métamères; métamères (voir ILV 845-03-05)

stimulus de couleur de compositions spectrales différentes qui ont les mêmes composantes

trichromatiques
3.4 stimulus monochromatique; stimulus spectral (voir ILV 845-03-08)
stimulus composé d'un rayonnement monochromatique
3.5 spectre d'égale énergie; spectre équiénergetique (voir ILV 845-03-14)

spectre d'un rayonnement dont la densité spectrale d'une grandeur énergétique en fonction

de la longueur d'onde est constante dans toute l'étendue du spectre visible
3.6 mélange additif de stimulus de couleur (voir ILV 845-03-15)

stimulation qui cumule au niveau de la rétine les actions de différents stimulus de couleur de

telle façon qu'ils ne puissent pas être perçus individuellement
3.7 égalisation de couleur (voir ILV 845-03-16)

action de rendre un stimulus de couleur tel qu'il donne lieu à la même couleur perçue qu'un

stimulus de couleur donné
3.8 système trichromatique (voir ILV 845-03-20)

système de spécification des stimulus de couleur par des composantes trichromatique, fondé

sur des égalisations de couleur par mélange additif de trois stimulus de couleur de référence

convenablement choisis

3.9 stimulus de couleur de référence, [R], [G], [B]; [X], [Y], [Z]; [X ], [Y ], [Z ]; etc. (voir

10 10 10
ILV 845-03-21)

ensemble de trois stimulus de couleur sur lequel est fondé un système trichromatique

3.10 composantes trichromatiques, R, G, B; X, Y, Z; X , Y , Z ; etc. (voir ILV 845-03-22)

10 10 10

quantités de trois stimulus de couleur de référence qui, dans un système trichromatique

donné, sont nécessaires pour égaliser la couleur du stimulus considéré

3.11 fonctions colorimétriques, r(λ), g(λ), b(λ); x(λ), y(λ), z(λ) ; x (λ), y ()λ , z ()λ ; etc.

10 10 10
(voir ILV 845-03-23)

composantes trichromatiques de stimulus monochromatiques de même flux énergétique

3.12 système de référence colorimétrique CIE 1931 (X, Y, Z) (voir ILV 845-03-28)

système permettant l'évaluation des composantes trichromatiques d'une répartition spectrale

d'énergie quelconque en utilisant l'ensemble des stimulus de couleur de référence [X], [Y], [Z]

et les trois fonctions colorimétriques CIE x(λ), y(λ), z(λ) adoptées en 1931 par la CIE et

définies dans cette norme

3.13 système de référence colorimétrique CIE 1964 (X , Y , Z ) (voir ILV 845-03-29)

10 10 10

système permettant l'évaluation des composantes trichromatiques d'une répartition spectrale

d'énergie quelconque en utilisant l'ensemble des stimulus de couleur de référence [X ], [Y ],

10 10

[Z ] et les trois fonctions colorimétriques CIE xy(λ),,(λλ)z ( ) adoptées en 1964 par la

10 10 10
CIE et définies dans cette norme
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3.14 fonctions colorimétriques CIE (voir ILV 845-03-30)

fonctions colorimétriques x()λ , y()λ , z(λ) dans le système de référence colorimétrique CIE

1931 et x ()λ , y ()λ , z ()λ dans le système de référence colorimétrique CIE 1964

10 10 10

3.15 observateur de référence pour la colorimétrique CIE 1931 (voir ILV 845-03-31)

observateur idéal dont les propriétés colorimétriques sont conformes aux fonctions

colorimétriques CIE x()λ , y()λ , z()λ

3.16 observateur de référence pour la colorimétrique CIE 1964 (voir ILV 845-03-32)

observateur idéal dont les propriétés colorimétriques sont conformes aux fonctions

colorimétriques CIE x ()λ , y ()λ , z (λ)
10 10 10

3.17 coordonnées trichromatiques, r, g, b; x, y, z; x , y , z ; etc. (voir ILV 845-03-33)

10 10 10
rapport de chacune des trois composantes trichromatiques à leur somme

3.18 coordonnées trichromatiques spectrales, r(λ), g(λ), b(λ); x(λ), y(λ), z(λ); x (λ), y (λ),

10 10
z (λ); etc. (voir ILV 845-03-36)
coordonnées trichromatiques des stimulus monochromatiques
3.19 efficacité lumineuse relative spectrale, V(λ) (voir ILV 845-01-22)

rapport du flux énergétique de la longueur d'onde λ au flux de la longueur d'onde λ, les deux

rayonnements produisant des sensations lumineuses également intenses dans des

conditions photométriques specifiées et λ étant choisi de façon que la valeur maximale de

ce rapport soit égale à 1
3.20 diffuseur parfait par réflexion (voir ILV 845-04-54)
diffuseur isotrope idéal dont le facteur de réflexion est égal à 1
4. SPÉCIFICATIONS
4.1 Fonctions colorimétriques

Les fonctions colorimétriques x()λ , y(λ), z(λ) de l'observateur CIE 1931 de référence pour la

colorimétrie sont définies par les valeurs données dans le tableau 1, et celles

x ()λ , y ()λ , z ()λ de l'observateur CIE 1964 de référence pour la colorimétrie sont définies

10 10 10

par les valeurs données dans le tableau 2. Les valeurs numériques sont données pour des

intervalles de longueur d'onde de 1 nm de 360 nm à 830 nm. Si des valeurs sont nécessaires

pour des intervalles de longueur d'onde plus petits que 1 nm, elles doivent être déterminées

par interpolation linéaire.
4.2 Coordonnées trichromatiques spectrales

Les tableaux 1 et 2 donnent aussi les coordonnées trichromatiques spectrales x(λ), y(λ), z(λ);

x (λ), y (λ), z (λ); elles ont été obtenues à partir des fonctions colorimétriques appropriées

10 10 10
en calculant les rapports:
() ( ) ( )
xλ yλ zλ
x()λ = , y()λ = et z()λ =
x()λ + y()λ + z()λ x()λ + y()λ + z()λ x()λ + y()λ + z()λ
( )
x ()λ y λ
10 10
x ()λ = , y ()λ = et
10 10
x ()λ + y ()λ + z ()λ x ()λ + y ()λ + z ()λ
10 10 10 10 10 10
z λ
z ()λ =
x ()λ + y ()λ + z ()λ
10 10 10
Note: Toutes les longueurs d'onde sont données pour l'air normalisé.
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5. DÉTERMINATION DES FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES DE L'OBSERVATEUR CIE
1931 DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE
5.1 Données expérimentales

Les fonctions colorimétriques CIE 1931, x(λ), y(λ), z(λ) ont été déterminées à partir des

travaux expérimentaux effectués par Wright (1928-1930) et par Guild (1931) au cours

desquels un total de 17 observateurs ont réalisé des égalisations de stimulus
monochromatiques du spectre, dans le domaine d'environ 400 nm à 700 nm, avec des

mélanges additifs de lumières rouge, verte et bleue, en utilisant un champ visuel d'étendue

angulaire de 2°.
5.2 Méthodes de conversion

Les résultats expérimentaux furent convertis pour être ceux qui auraient été obtenus par

égalisation chromatique avec des stimulus de couleur de référence monochromatiques de

longueur d'onde 700 nm pour le rouge [R], 546,1 nm pour le vert [G] et 435,8 nm pour le bleu

[B], chacun mesuré avec des unités telles que des quantités égales des stimulus [R], [G] et

[B] soient nécessaires pour reproduire le spectre d'égale énergie.

La moyenne des résultats des17 observateurs fut calculée, puis légèrement ajustée de

sorte qu'en ajoutant des proportions convenables des fonctions colorimétriques

r()λ , g()λ , b()λ relatives aux stimulus [R], [G], [B], il soit possible d'obtenir une fonction

identique à celle de l'efficacité lumineuse relative spectrale CIE V(λ) ; les quantités ajoutées

le furent dans les rapports 1,000 0; 4,590 7 et 0,060 1, ces nombres étant les luminances

relatives des quantités unitaires des stimulus [R], [G] et [B]. Les fonctions colorimétriques CIE

1931 furent ainsi déterminées par les équations suivantes:
xλλ=+0,49rg0,31λ+ 0,20bλn
() () () ( )
yrλλ=+0,176 97 0,812 40gλ+ 0,010 63bλn
() () ( ) ( )
zrλλ=+0,00 0,01gλ+ 0,99bλn
() () () ( )
où n est une constante de normalisation donnée par la relation
V()λ
() () ()
0,176 97rλ + 0,812 40gλ + 0,010 63bλ

n est une constante, non une fonction de la longueur d'onde, car les coefficients 0,176 97;

0,812 40 et 0,010 63 sont proportionnels à 1,000 0; 4,590 7 et 0,060 1; n est donc égal à

1,000 0 + 4,590 7 + 0,060 1
= 5,650 8
0, 176 97 + 0,812 40 + 0,010 63

Les valeurs de x()λ , y()λ , z()λ figurant dans le tableau 1 de 360 nm à 400 nm et de

700 nm à 830 nm sont des extrapolations.
5.3 Propriétés de la transformation

La transformation donnée dans les équations précédentes a été choisie pour satisfaire les

desiderata qui suivent. D'abord, que la fonction y(λ) soit identique à la fonction V(λ).

Deuxièmement, que les valeurs de x(λ), y(λ), z(λ) soient toujours positives à toutes les

longueurs d'onde du spectre (contrairement à r(λ), g(λ), b(λ) dont l'une est négative pour la

plupart des longueurs d'onde du fait qu'il faut désaturer les stimulus monochromatiques

quand on les égalise avec des stimulus de référence rouge, vert et bleu). Troisièmement, que

les valeurs de z()λ soient nulles pour les longueurs d'onde supérieures à 650 nm.

Quatrièmement, que les valeurs de x(λ) soient proches de zéro aux environs de 505 nm.

Cinquièmement, que les valeurs de x(λ) et y(λ) soient petites à l'extrémité des courtes

longueurs d'onde du spectre. Sixièmement, que le spectre d'égale énergie corresponde à des

valeurs égales de X, Y et Z.
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Du fait que la fonction y(λ) est identique à la fonction V(λ), la composante
trichromatique Y est proportionnelle à la luminance.
5.4 Comparaison avec les données antérieures

Les valeurs de x()λ , y()λ , z()λ données dans le tableau 1 pour le domaine spectral de

380 nm à 780 nm à des intervalles de 5 nm, lorsqu'elles sont arrondies à quatre décimales,

sont en accord étroit avec les valeurs initiales publiées en 1931. Il existe seulement trois

( )

différences mineures: à λ = 775 nm la nouvelle valeur de xλ est 0,000 1 au lieu de 0,000 0;

à λ = 555 nm, y()λ = 1,000 0 au lieu de 1,000 2 et à λ = 740 nm, y(λ) = 0,000 2 au lieu de

0,000 3. Ces changements sont considérés comme insignifiants dans la plupart des
applications en colorimétrie.

Quand les luminances relatives des quantités unitaires de [R], [G] et [B] sont déduites

des données du tableau 1, les valeurs obtenues sont dans les rapports 1,000 0 à 4,588 8 à

0,060 3 au lieu de 1,000 0 à 4,590 7 à 0,060 1, les luminances énergétiques relatives étant

dans les rapports 71,893 8 à 1,374 7 à 1,000 0 au lieu de 72,096 2 à 1,379 1 à 1,000 0. Ces

changements sont considérés comme insignifiants d'un point de vue pratique.

Les valeurs données dans la Publication CIE 15:2004 à des intervalles de 5 nm sont

exactement égales à celles données dans le tableau 1.
6. DÉTERMINATION DES FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES DE L'OBSERVATEUR CIE
1964 DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE
6.1 Données expérimentales

Les fonctions colorimétriques CIE 1964 x (λ), y (λ), z (λ) ont été déterminées à partir des

10 10 10

travaux expérimentaux effectués par Stiles et Burch (1959) et par Speranskaya (1959), au

cours desquels un total de 67 observateurs ont réalisé des égalisations de stimulus

monochromatiques du spectre, approximativement dans le domaine de 390 nm à 830 nm,

avec des mélanges additifs de lumières rouge, verte et bleue, en utilisant un champ visuel

d'étendue angulaire de 10° (mais en faisant abstraction de la partie centrale de 4° environ).

6.2 Méthodes de conversion

Les résultats expérimentaux furent convertis pour être ceux qui auraient été obtenus par

égalisation chromatique avec des stimulus de couleur de référence monochromatiques de

-1 -1 -1

nombre d'onde 15 500 cm pour le rouge [R ], 19 000 cm pour le vert [G ], et 22 500 cm

10 10

pour le bleu [B ], correspondant approximativement aux longueurs d'onde 645,2 nm,

526,3 nm et 444,4 nm respectivement. Les unités employées pour les grandeurs [R ], [G ]

10 10

et [B ] étaient telles que des quantités égales furent nécessaires pour reproduire le spectre

d'égale énergie. Une moyenne pondérée des résultats des 67 observateurs fut calculée de

manière à fournir un ensemble de fonctions colorimétriques r (ν), g ()ν , b ()ν . Les

10 10 10

fonctions colorimétriques CIE 1964 furent ensuite déterminées par les équations suivantes:

x ()ν = 0,341080r ()ν + 0,189 145g (ν)+ 0,387 529b (ν)
10 10 10 10
y ()ν = 0,139 058r ()ν + 0,837 460g (ν)+ 0,073 316b (ν)
10 10 10 10
z ()ν = 0,000 000r ()ν + 0,039 553g (ν)+ 2,026 200b (ν)
10 10 10 10

Le tableau 2 donne les fonctions colorimétriques CIE 1964 x (λ), y ()λ , z ()λ sur

10 10 10

une base de longueurs d'onde obtenue par interpolation des fonctions de fréquence données

plus haut. Les valeurs du domaine de 360 nm à 390 nm sont des extrapolations.
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6.3 Propriétés de la transformation

La transformation donnée dans les équations 6.2 a été choisie pour obtenir un système

colorimétrique (X , Y , Z ) ayant, d'une façon générale, une allure semblable à celle du

10 10 10

système CIE 1931 (X, Y, Z). Cependant dans le système 1964, les données ne sont pas

soumises à la contrainte de satisfaire à la fonction d'efficacité lumineuse relative spectrale

CIE V(λ), et la composante trichromatique Y n'est pas proportionnelle à la luminance

calculée à partir de la fonction V(λ).
6.4 Comparaison avec les données antérieures

Les valeurs données dans la Publication CIE 15:2004 à des intervalles de 5 nm sont

exactement égales à celles données dans le tableau 2.
7. APPLICATIONS PRATIQUES DES FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES DES
OBSERVATEURS CIE DE RÉFÉRENCE POUR LA COLORIMÉTRIE
7.1 Obtention des composantes trichromatiques

Les données des tableaux 1 et 2 fournissent les composantes trichromatiques et les

coordonnées trichromatiques de tous les stimulus monochromatiques, soit directement, soit à

l'aide d'une interpolation. Pour des stimulus composés de rayonnements de longueurs d'onde

variées, les composantes trichromatiques X, Y, Z et X , Y , Z sont calculables par

10 10 10

intégration sur tout le domaine spectral de 360 nm à 830 nm en utilisant les équations

suivantes:
Xk= ϕλλx dλ Xk= ϕλλx dλ
()() ( ) ( )
λ 10 10 λ 10
∫ ∫
λ λ
Yk= ϕλλy dλ Yk= ϕλλy dλ
() ( ) ( ) ( )
λ 10 10 λ 10
∫ ∫
λ λ
Zk= ϕλλz dλ Zk= ϕλλz dλ
() ( ) ( ) ( )
λ 10 10 λ 10
∫ ∫
λ λ
ϕ()λ est la courbe du stimulus de couleur considéré;

x()λ , y()λ , z()λ , x (λ), y ()λ , z ()λ sont les fonctions colorimétriques CIE appropriées;

10 10 10
k et k sont des constantes.

Les composantes trichromatiques sont d'ordinaire évaluées de façon relative et les

constantes k et k sont de ce fait choisies selon des conventions habituelles; il est cependant

essentiel que, pour des stimulus qui doivent être considérés ensemble, on adopte les mêmes

valeurs de k (ou de k ), de sorte que toutes les composantes trichromatiques en cause

soient jugées sur la même base. Pour des couleurs d'objets réfléchissants, k et k doivent

être choisis pour que Y et Y soient égaux à 100 pour le diffuseur parfait par réflexion et,

pour des couleurs d'objets qui transmettent la lumière, ce choix doit être fait pour que Y et Y

soient égaux à 100 pour le diffuseur parfait par transmission. Dans le cas de sources

lumineuses primaires, s'il est nécessaire que Y soit égal à la valeur absolue d'une grandeur

photométrique, k doit être égal à K , l'efficacité lumineuse spectrale maximale (qui est égale

à 683 Im/W) et ϕ (λ) doit alors être la densité spectrale de la grandeur énergétique

correspondant à la grandeur photométrique cherchée.
7.2 Base de la méthode d'intégration

L'étape d'intégration citée dans les équations in 7.1 implique l'additivité des égalisations

colorimétriques: c'est-à-dire que si deux stimulus de couleur [C1] et [C2] ont des

composantes trichromatiques X Y , Z , et X , Y , Z , respectivement, alors le mélange additif

1 1 1 2 2 2

de [C1] et [C2] doit avoir les composantes trichromatiques X + X , Y + Y , Z + Z . Bien que

1 2 1 2 1 2

cette additivité soit parfois en défaut, les déterminations expérimentales ont montré que le

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principe d'additivité est suffisamment valide pour prédire les égalisations colorimétriques

dans la plupart des situations envisagées par la colorimétrie.
7.3 Activité des bâtonnets

Les composantes trichromatiques du système de référence colorimétrique CIE 1964 sont

valables seulement dans des conditions d'observation pour lesquelles les luminances sont

suffisamment élevées et les répartitions spectrales d'énergie telles qu'il n'y ait pas lieu de

supposer une intervention des bâtonnets rétiniens.
7.4 Emploi de données réduites

Dans la plupart ces applications en colorimétrie, il est suffisant d'utiliser des valeurs des

fonctions colorimétriques à des intervalles de longueur d'onde moindres que 1 nm, s'étendant

dans un domaine plus réduit que de 360 nm à 830 nm et en recourant à moins de décimales

qu'il n'en figure dans les tableaux 1 et 2. Des données numériques et des conseils facilitant

ces applications se trouvent dans la Publication CIE 15:2004, ainsi que d'autres méthodes

recommandées pour la colorimétrie usuelle.
7.5 Etalon de réflexion

Le diffuseur parfait par réflexion est l'étalon de référence CIE pour la colorimétrie des

matériaux réfléchissants.
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TABLEAU 1. FONCTIONS COLORIMÉTRIQUES ET COORDONNÉES
TRICHROMATIQUES DE L'OBSERVATEUR CIE 1931 DE RÉFÉRENCE POUR LA
COLORIMÉTRIE
(Le tableau ci-dessous est disponible sous forme informatique comme supplément à
...

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