ISO/CIE 10527:1991
(Main)CIE standard colorimetric observers
CIE standard colorimetric observers
Observateurs de référence colorimétriques CIE
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
ISOKIE
STANDARD
10527
First edition
1991-12-15
CIE Standard colorimetric observers
Observa teurs de rbference colorim6 trique CIE
Reference number
ISOKIE 10527 : 1997 (E)
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ISO/CIE 10527 : 1991 (E)
Page
Contents
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
Scope .
.................................................
Normative references
Definitions. .
Specifications .
.......................................
4.1 Colour-matthing functions
.................................
4.2 Spectral chromaticity coordinates.
Derivation of the colour-matthing functions for the CIE 1931 Standard
.................................................
colorimetric observer
...............................................
5.1 Experimental basis
.......................................
5.2 Transformation procedures
........................................
5.3 Transformation properties
5.4 Comparison with earlier data .
Derivation of the colour-matthing functions for the CIE 1964 supplementary
.........................................
Standard colorimetric observer
...............................................
6.1 Experimental basis
.......................................
6.2 Transformation procedures
........................................
6.3 Transformation properties
......................................
6.4 Comparison with earlier data
Practical applications of colour-matthing functions for CIE Standard
................................................
colorimetric observers
.......................................
7.1 Obtaining tristimulus values
..........................................
7.2 The basis for integration
7.3 Rodactivity .
7.4 The use of restricted data .
..........................................
7.5 Standard of reflectance
Annex
25
A Bibliography.
0 ISO 1991
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any
means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without Permission in
writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-121 1 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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ISO/CIE 10527 : 1991 (EI
Foreword
ISO (the International Organization for Stan’dardization) 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. Esch 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, govern-
mental 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.
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 Iighting.
The objectives of the CIE are
a) to provide an international forum for the discussion of all matters relating to
science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange
of information between countries in these fields;
metrology in the fields of light
b) to develop basic Standards and procedures of
and lighting;
c) to provide guidance on the application of principles and procedures in the
development of International Standards and national Standards in the fields of light
and lighting;
d) to prepare and publish Standards, reports and other publications concerned
with all matters relating to science, technology and art in the fields of light and
lighting;
e) to maintain liaison and technical interaction with other international organiz-
ations concerned with matters relating to science, technology, standardization and
art in the fields of light and lighting.
Within these objectives, light and lighting embrace fundamental subjects such as
Vision, photometry and colorimetry, involving natura1 and man-made radiations in the
ultraviolet, visible and infrared regions of the spectrum, and also applications covering
all uses of light, indoors and out, including environmental and aesthetic effects, and
also means for the production and control of light and radiation.
The technical activities of the CIE are covered by seven divisions, each being respon-
sible for a major subject area of interest to the CIE. Technical Committees consisting of
small groups of experts are established in each division to work on separate subjects.
The text of this International Standard was prepared by Division 1: Vision and Colour.
The ratification of a CIE Standard requires the approval of the division members, the
Council and national member bodies of the CIE.
Standards produced by the CIE are a concise documentation of data defining aspects
of light and lighting, for which international harmony requires a unique definition. CIE
Standards are therefore a Primat-y Source of internationally accepted and agreed data,
which tan be taken, essentially unaltered, into universal Standard Systems.
. . .
Ill
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ISOKIE 10527 : 1991 (E)
International Standard ISOKIE 10527 was prepared as Standard CIE SO02 by the Inter-
national Commission on Illumination, which has been recognized by the ISO Council
as an international standardizing body. lt was adopted by ISO under a special proce-
dure which requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote,
and is published as a joint ISOKIE edition.
International Standard ISOKIE 10527 was prepared by Technical Committee
CIE/TC 1.3, Colorimetry.
Annex A of this International Standard is for information only.
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ISO/CIE 10527 : 1991 (E)
Introduction
Colours with different spectral compositions tan 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-matthing functions to
calculate tristimulus values for colours: equality of tristimulus values for a pair of col-
ours 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-matthing functions
apply. The use of Standard sets of colour-matthing funcrions makes the comparison of
tristimulus values obtained at different times and locations possible.
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ISOKIE 10527: 1991 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
CIE Standard colorimetric observers
3.1 colour stimulus function, pA (2) : Description of a
1 Scope
colour Stimulus by the spectral concentration of a radiometric
quantity (such as radiance or radiant power) as a function of
This International Standard specifies colour-matthing func-
wavelength.
tions for use in colorimetry. Two sets of colour-matthing func-
tions a re specified.
3.2 relative colour stimulus function, p(A) : Relative spec-
a) Colour-matthing functions for the CIE 1931 Standard
tral power distribution of the colour Stimulus function.
colorimetric observer
This set of colour-matthing functions is representative of
the colour-matthing properties of obsetvers with normal
33 metametric colour Stimuli; metamers: Spectrally dif-
colour Vision for visual field sizes of angular subtense from
ferent colour Stimuli that have the same tristimulus values.
about l” to about 4O, for Vision at photopic levels of adap-
tation.
34 . monochromatic Stimulus: spectral Stimulus: A
Stimulus consisting of a monochromatic radiation.
b) Colour-matthing functions for the CIE 1964 supplemen-
tary Standard colorimetric observer
This set of colour-matthing functions is representative of
3.5 equi-energy spectrum: Spectrum of a radiation whose
the colour-matthing properties of observers with normal
spectral concentration of a radiometric quantity as a function of
colour Vision for visual field sizes of angular subtense
wavelength is constant throughout the visible region.
for Vision at sufficiently high
greater than about 4O,
photopic levels and with spectral power distributions such
that no participation of the rod receptors of the retina is to
3.6 additive mixture of colour Stimuli: Method of stimu-
be expected.
lation that combines on the retina the actions of various Stimuli
in such a manner that they cannot be perceived individually.
2 Normative references
3.7 colour matthing: Action of making a colour Stimulus
appear the same in colour as a given colour Stimulus.
The following Standards contain provisions which, through
reference in this text, constitute provisions of this International
Standard. At the time of publication, the editions indicated
System for specifying colour
3.8 trichromatic System :
were valid. All Standards are subject to revision, and Parties to
Stimuli in terms of tristimulus values based on matthing colours
agreements based on this International Standard are encourag-
by additive mixture of three suitably Chosen reference colour
ed to investigate the possibility of applying the most recent edi-
Stimuli.
tions of the Standards indicated below. Members of IEC and
ISO maintain registers of currently valid International Stan-
dards.
3.9 reference colour Stimuli, [Rl, [GI, [BI; [XI, [VI, [Zl;
[X~OI, WIol, &l; etc.: Th e set of three colour Stimuli on which
CIE Publication 15.2 : 1986, Colorimetry. a trichromatic System is based.
CIE Publication 17.4 : 1987, International lighting vocabulary
3.18 tristimulus values, R, G, B; X, Y, 2; X~O, Ylo, Zlo;
(IECKIE joint publication).
etc.: Amounts of three reference colour Stimuli, in a given
trichromatic System, required to match the colour of the
Stimulus considered.
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the following 3.11 colour-matthing functions, F(A), g(A), g(A); X(A),
definitions apply. These terms are taken from CIE Publication
r(A), ?(;l); x&), j&(A), &(A); etc. : The tristimulus values of
17.4, where other relevant terms will be found. monochromatic Stimuli of equal radiant power.
1
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ISO/CIE 10527 : 1991 (E)
3.12 CIE 1931 Standard colorimetric System (X, Y, Z): A 4.2 Spectral chromaticity coordinates
System for determining the tristimulus values of any spectral
Tables 1 and 2 also give values for the spectral chromaticity
power distribution using the set of reference colour Stimuli [XI,
coordinates, x(A), y(A), z(A); xlO(A), ulo(A), zlo(;l); these
[VI, [Zl, and the three CIE colour-matthing functions y(A),
have been derived from the appropriate colour-matthing func-
jU), i(L) adopted by the CIE in 1931.
tions by forming the ratios:
3.13 CIE 1964 supplementary Standard colorimetric x(A) = jr(iL)l[X(A) + ja> + m1
Zlo): A System for determining the
System (X,O, Ylo,
y(A) = jml[i!A) + ja) + m1
tristimulus values of any spectral power distribution using the
set of reference colour Stimuli [X,,], [Y,,], [Zl,], and the three
z(A) = zcA,/r~cA, + y(A) + Z(A)1
CIE colour-matthing functions Xlo(A), ylo(A), &O(A) adopted
by the CIE in 1964. x,()(A) = x,,(A)l[X,,(;1) + Y,o(A) + zlo(A)l
y,o(A) = yloW[~,,(A) + v,o(A) + &-&~)l
3.14 CIE colour-matthing functions: The functions X(A),
= Z,o(A)/[&(A) + j+o(A) + z,,(~)l
Zl&)
J(h), ?(;1) in the CIE 1931 Standard colorimetric System and
X,,(A), j$o(A), &o(A) in the CIE 1964 supplementary Standard
NOTE - All wavelengths are for a vacuum.
colorimetric System.
5 Derivation of the colour-matthing
3.15 CIE 1931 Standard colorimetric observer: An ideal
functions for the CIE 1931 Standard
observer whose colour-matthing properties correspond to the
CIE colour-matthing functions X(A), J(A), Z(L).
colorimetric observer
5.1 Experimental basis
3.16 CIE 1964 supplementary Standard colorimetric
observer: An ideal observer whose colour-matthing properties
The CIE 1931 colour-matthing functions, X(a), r(A), z(L), were
correspond to the CIE colour-matthing functions xlo(L),
derived from experimental work carried out by Wrightr6] and by
j&(A), Z,,(a).
GuildL7] 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
3.17 chromaticity coordinates, r, g, b; x, y, z; xlo, ~10,
and blue lights, using observing fields of 2’ angular subtense.
zlo; etc.: Ratio of each of a set of three tristimulus values to
their sum.
5.2 Transformation procedures
3.18 spectral chromaticity coordinates, r(A), g(A), 6(A);
The experimental results were converted into those that would
x(A), y(A), z(A); xlo(A),ylo(A), zlo(A); etc. : Chromaticity coot--
have been obtained if the matthing had been carried out using,
dinates of monochromatic Stimuli.
as reference colour Stimuli, monochromatic radiations of
wavelengths 700 nm for the red [R], 546,l nm for the green [GI
and 435,8 nm for the blue [BI, measured in units such that
3.19 spectral luminous efficiency, V(L): Ratio of the
equal quantities of [R], [GI and [BI were required to match the
radiant flux at wavelength il, to that at wavelength A-, such that
equi-energy spectrum.
both radiations produce an equal visual response under
specified photometric conditions and A, is Chosen so that the
The results for the 17 observers were averaged and then slightly
maximum value of this ratio is equal to 1.
adjusted so that by adding together suitable propo$ons of the
o our-matthing functions F(A), g(A), b(A), it was
BI, [GI, BI c 1
possible to obtain a function identical to that of the CIE spectral
perfett re flecting diffuser : Ideal isotropic
3.20
luminous efficiency, V(A) ; the proportions used were in the
with a reflectan ce equal to unity.
ratios of 1,000 0 to 4,590 7 to 0,060 1, and these were then the
relative luminances of unit quantities of [Rl, [GI and [Bl. The
CIE 1931 colour-matthing functions were then determined by
the following equations :
4 Specif ications
X(A) = [0,49F(A) + 0,31i(A) + 0,2Oiw~
4.1 Colour-matthing functions
[0,176 977(A.) + 0,812 4Oi(L) + 0,010 63E,Oln
JCA, =
= [O,oor(A) + o,olg(A.) + 0,99bMn
The colour-matthing functions X(A), y(L), F(L) of the CIE 1931 m
Standard colorimetric observer are defined by the values given
where y1 is a normalising constant given by
in table 1, and those F,,(A), jlo(n), Zlo(U, of the CIE 1964 sup-
plementary Standard colorimetric observer are defined by the
n = v(A)/[O,176 97r:(A) + 0,812 4@(A) + 0,010 63ihA.)l-
values given in table 2. The values are given at 1 nm
wavelength intervals from 360 nm to 830 nm. If values are
n is a constant, not a function of wavelength, because the
required at closer wavelength intervals than 1 nm, they should
be derived by linear interpolation. coefficients 0,176 97, 0,812 40, and 0,010 63 are in the same
2
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ISO/CIE 10527 : 1991 (EI
ratios to one another as the ratio of 1,000 0 to 4,590 7 to as reference colour Stimuli, monochromatic radiations of
0,060 1; rt is equal to: wavenumbers 15 500 cm-, for the red [RlOl, 19 000 cm-, for
the green [G,,], and 22 500 cm-1 for the blue IB,&
(1,oooO + 45907 + 0,060 l)/
corresponding approximately to wavelengths 645,2 nm,
(0,176 97 + 0,812 40 + 0,010 63) = 5,650 8
526,3 nm and 444,4 nm respectively. The units used for the
quantities of [Rio], [G,d and [B,d were such that equal
The values of X(A), p(L), Z(A) given in table 1 from 360 nm to
amounts were required to match the equi-energy spectrum. A
400 nm and from 700 nm to 830 nm are extrapolations.
weighted average of the results for the 67 observers was used
to provide a set of colour-matthing functions JloO, glo(v),
53 . Transformation properties b,,(v). The CIE 1964 colour-matthing functions were then
derived by the following equations:
The transformation given in the above equations was Chosen to
achieve the following objectives. First, the J(A) function is = 0,341 080Flo(v) + 0,189 145&,(v) +
q)(v)
identical to the V(A) function. Second, the values of SI(A), J(L), 0,387 529b,()b)
ZU.1 are all positive for all wavelengths of the spectrum (unlike
= 0,139 058F,,o + 0,837 46og,()(v) +
J,,(v)
r(A.1, g(A), s(L), one of which is negative at most wavelengths
0,073 316blo(v)
because of the need to desaturate spectral Stimuli when mat-
ching them with red, green, and blue reference Stimuli). Third,
z,,(v) = 0,000 0007,,0 + 0,039 553&,(v) +
the values of Z(A) are zero for wavelengths longer than 650 nm.
2,026 2OO~,,(v)
Fourth, the values of E(L) are nearly zero at wavelengths
around 505 nm. Fifth, the values of X(A) and J(A-) are small at
In table 2, the CIE 1964 colour-matthing functions ;T,,(il),
the short-wavelength end of the spectrum. Sixth, the equi-
Z,,(A) are given on a wavelength basis and were ob-
J,&)I
energy spectrum is specified by equal amounts of X, Y and 2.
tained from the frequency-based
by interpolation functions
given above. The values in the range of 360 nm to 390 nm are
Because theJ(il) function is identical to the V(A) function, the
extrapolations.
Y tristimulus value is proportional to luminance.
6.3 Transformation properties
5.4 Comparison with earlier data
The transformation given in the equations in 6.2 was Chosen to
The values of ji(A.), J(L), Z(L) given in table 1 for the spectral
achieve a colorimetric System (X,,, Ylo, Zl,) having a coor-
range of 380 nm to 780 nm at 5 nm intervals, when rounded
dinate System broadly similar to that of the CIE 1931 (X, Y, Z)
to four decimal places, agree closely with those originally
System. However, in the 1964 System, the data were not con-
published in 1931. There are only three minor differentes: at
strained to fit the CIE V(L) spectral luminous efficiency func-
A. = 775 nm the new value of Z(A) is 0,000 1 instead of 0,000 0;
tion, and the Y,, tristimulus value is not proportional to
at A. = 555 nm, y(A) = 1,000 0 instead of 1,000 2 and at
luminance.
A. = 740 nm,J(L) = 0,000 2 instead of 0,000 3. These changes
are considered insignificant in most colorimetric computations.
64 . Comparison with earlier data
When the relative luminances of unit quantities of [Rl, [GI and
The values given in table 2 are the same as those given in CIE
[BI are deduced from the data of table 1, the values obtained
Publication No. 15 (1971).
are 1,000 0 to 4,588 8 to 0,060 3 instead of 1,000 0 to 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
7 Practical application of colour-matthing
changes are also considered insignificant in practice.
functions for CIE Standard colorimetric
observers
6 Derivation of the colour-matthing
functions for the CIE 1964 supplementary
7.1 Obtaining tristimulus values
Standard colorimetric observer
The data given in tables 1 and 2 provide the tristimulus values
and chromaticity coordinates of all monochromatic Stimuli
6.1 Experimental basis
directly or by interpolation. For Stimuli consisting of radiation of
various wavelengths, the tristimulus values X, Y, 2 and X,,,
The CIE 1964 colour-matthing functions jslo(A), J,,(A), Z,,(A),
Y,,, Zl0 are calculated by integration over the spectral range
were derived from experimental work carried out by Stiles and
360 nm to 830 nm using the following equations:
Burch[81 and by SperanskayaM in which a total of 67 observers
matched monochromatic Stimuli of the spectrum from approxi-
X=k
mately 390 nm to 830 nm with additive mixtures of red, green, yi,(A)X(A)dA
p,(A)X,,(A) dA.
XlO = kl0
s
and blue lights, using observing fields of 10° angular subtense
A
(but ignoring the central 4O or so).
Y=k QA)JU)dL
(P~(A)~+~(A) dA
YlO = kl0
s
A
62 . Transformation procedures
Z=k
The experimental results were converted into those that would q#)%)dA
(oA(A)z,,(L)dL
50 = kl,
have been obtained if the matthing had been
carried out using, 3L
A.
3
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ISOKIE 10527 : 1991 (E)
where tristimulus values X,, Y,, 2, and Xz, Y$ Z,, respectively, then
the additive mixture of [Cl] and [CJ will have tristimulus values
is the colour stimu functio I of the Stimulus con- X, + Xz, Y, + Y2, 2, + 2,. Experimental investigations have
lus
PA(l)
sidered shown that, although additivity of this type sometimes fails to
occur, the principle of additivity is sufficiently valid for predic-
ting colour matches in most cases of importante in practical
are the appropriate
colorimetry.
CIE colour-matthing functions;
7.3 Rod activity
k and kl0 are constants.
The tristimulus values in the CIE 1964 supplementary Standard
Tristimulus values are usually evaluated on a relative basis, and
colorimetric System are relevant only to those observing con-
the constants, k and kl0 are then Chosen according to agreed
ditions where the luminances are sufficiently high and the spec-
conventions; however, it is essential that, for Stimuli that will
tral power distributions are such that no significant participa-
be considered together, the same value for k (or for kl01 be
tion of the rod receptors of the retina is to be expected.
adopted, so that all the tristimulus values involved are assessed
on the same basis. For reflecting Object-colours, k and kl0 shall
7.4 The use of restricted data
be Chosen so that Y and Ylo are equal to 100 for the perfett
reflecting diffuser, and, for transmitting Object-colours, so that
For most practical applications of colorimetry, it is sufficient to
Y and Ylo are equal to 100 for the perfett transmitter. In the
use values of colour-matthing functions at less frequent inter-
case of primary light sources, if it is required that Y be equal to
vals of wavelength than every 1 nm, covering a more restricted
the absolute value of the photometric quantity, k shall be equal
range of wavelengths than from 360 nm to 830 nm, and using
to K,, the maximum spectral luminous efficacy (which is equal
fewer decimal places than are given in tables 1 and 2. Data and
to 683 Im/W) and pA(A) shall then be the spectral concentra-
guidelines that facilitate such practice are given in CIE Publi-
tion of the radiometric quantity corresponding to the
cation No. 15.2, together with various other recommended pro-
photometric quantity required.
cedures for practical colorimetry.
7.2 The basis for integration
7.5 Standard of reflectance
The integration step in the equations in 7.1 implies additivity of
The perfett reflecting diffuser is the CIE reference Standard for
colour matches: that is, if two colour Stimuli [Cl] and [Cz] have the colorimetry of reflecting samples.
4
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Table 1 - Colour-matthing functions and chromaticity coordinates of CIE 1931
Standard colorimetric observer
Wave-
length
CIE colour-matthing functions Chromaticity coordinates
A
nm j;(A) z(A) x(A) y(A) ZU)
X(A)
360 0.000 129 900 0 0.000 003 9 17 000 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
0.000 163 802 1 0.000 004 929 604 0.000 765 145 6 0.175 40 0.005 28 0.819 32
62
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
0.000 206 690 2 0.000 006 208 245 0.000 966 592 8 0.175 24 0.005 26 0.819 50
64
0.000 232 100 0 0.000 006 965 000 0.001 086 000 0.175 16 0.005 26 0.819 58
365
66 0.000 260 728 0 0.000 007 813 219 0.001 220 586 0.175 09 0.005 25 0.819 66
0.000 293 075 0 0.000 008 767 336 0.001 372 729 0.175 01
67 0.005 24 0.819 75
0.000 329 388 0 0.000 009 839 844 0.001 543 579 0.174 94 0.005 23 0.819 83
68
69 0.000 369 914 0 0.000 Oll 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
0.000 017 442 96 0.002 731 953
73 0.000 581 854 0 0.174 66 0.005 24 0.820 10
74 O.OQO 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 05 7 176 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 2 12 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 0.03 1 897 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
0.004 80 0.821 86
400 0.014 310 00 0.000 396 000 0 0.067 850 01 0.173 34
01 0.015 704 43 0.000 433 7 14 7 0.074 486 32 0.173 29 0.004 79 0.821 92
0.173 24 0.004 78 0.821 98
02 0.017 147 44 0.000 473 024 0 0.081 361 56
0.173 17 0.004 78 0.822 05
03 0.018 781 22 0.000 517 876 0 0.089 153 64
0.173 10 0.004 77 0.822 13
04 0.020 748 01 0.000 572 218 7 0.098 540 48
0.110 200 0 0.173 02 0.004 78 0.822 20
405 0.023 190 00 0.000 640 000 0
0.124 613 3 0.172 93 0.004 78 0.822 29
06 0.026 207 36 0.000 724 560 0
07 0.141 701 7 0.172 84 0.004 79 0.822 37
0.029 782 48 0.000 825 500 0
08 0.161 303 5 0.172 75 0.004 80 0.822 45
0.033 880 92 0.000 941 160 0
0.172 66 0.822 54
09 0.038 468 24 0.001 069 880 0.183 256 8 0.004 80
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISOKIE 10527 : 1991 (E)
Table 1 - (con tinued)
Wave-
length
CIE colour-matthing functions
Chromaticity coordinates
A
nm
2A) J(A) Z(A) x(A) ZU)
y(A)
110 0.043 510 00
0.001 210 000 0.207 400 0 0.172 58 0.004 80 0.822 62
11 0.048 995 60 0.001 362 091
0.233 692 1 0.172 49 0.004 80 0.822 71
12 0.055 022 60
0.001 530 752 0.262 611 4 0.172 39 0.004 80 0.822 81
13 0.061 718 80 0.001 720 368
0.294 774 6 0.172 30 0.004 80 0.822 90
14
0.069 2 12 00 0.001 935 323 0.330 798 5 0.172 19 0.004 82 0.822 99
115
0.077 630 00 0.002 180 000 0.371 300 0 0.172 09 0.004 83 0.823 08
16
0.086 958 11 0.002 454 800 0.416 209 1 0.171 98 0.004 86 0.823 16
17 0.097 176 72 0.002 764 000 0.465 464 2 0.171 87 0.004 89 0.823 24
18 0.108 406 3 0.003 117 800 0.5 19 694 8 0.171 74 0.004 94 0.823 32
19 0.120 767 2 0.003 526 400 0.579 530 3 0.171 59 0.005 01 0.823 40
120 0.134 380 0 0.004 000 000 0.645 600 0 0.171 41 0.005 10 0.823 49
21 0.149 358 2 0.004 546 240 0.718 483 8 0.171 21 0.005 2 1 0.823 58
22 0.165 395 7 0.005 159 320 0.796 713 3 0.170 99 0.005 33 0.823 68
23 0.181 983 1 0.005 829 280 0.877 845 9 0.170 77 0.005 47 0.823 76
24 0.198 611 0 0.006 546 160 0.959 439 0 0.170 54 0.005 62 0.823 84
425 0.214 770 0 0.007 300 000 1.039 050 1 0.170 30 0.005 79 0.823 91
26 0.230 186 8 0.008 086 507 1.115 367 3 0.170 05 0.005 97 0.823 98
27 0.244 879 7 0.008 908 720 1.188 497 1 0.169 78 0.006 18 0.824 04
28 0.258 777 3 0.009 767 680 1.258 123 3 0.169 50 0.006 40 0.824 10
29 0.271 807 9 0.010 664 43 1.323 929 6 0.169 20 0.006 64 0.824 16
430 0.283 900 0 0.011 600 00 1.385 600 0 0.168 88 0.006 90 0.824 22
31 0.294 943 8 0.012 573 17 1.442 635 2 0.168 53 0.007 18 0.824 29
32 0.304 896 5 0.013 582 72 1.494 803 5 0.168 15 0.007 49 0.824 36
33 0.313 787 3 0.014 629 68 1.542 190 3 0.167 75 0.007
...
NORME lSO/CIE
INTERNATIONALE 10527
Première édition
19914245
Observateurs de référence calorimétriques CIE
C/E standard colorime trie observers
Numéro de référence
ISOKIE 10527 : 1991 (F)
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Page
Sommaire
Introduction. v
1 Domaine d’application .
...............................................
2 Références normatives.
3 Définitions. .
4 Spécifications. .
4.1 Fonctions calorimétriques .
4.2 Coordonnées tricjromatiques spectrales. .
5 Détermination des fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
...............................................
calorimétrique CIE 1931
.........................................
5.1 Données expérimentales.
.........................................
5.2 Méthodes de conversion.
5.3 Propriétés de la transformation .
5.4 Comparaison avec les données antérieures .
6 Détermination des fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
calorimétrique supplémentaires CIE 1984 .
............................................
6.1 Bases expérimentales
6.2 Méthodes de conversion. .
6.3 Propriétés de la transformation .
..........................
6.4 Comparaison avec les données antérieures
7 Applications pratiques des fonctions calorimétriques des observateurs de
..........................................
référence calorimétriques CIE
........................
7.1 Obtention des composantes trichromatiques
..................................
7.2 Base de la méthode d’intégration
7.3 Activités des bâtonnets. .
7.4 Emploi de données réduites .
..............................................
7.5 Etalon de réflexion.
Annexe
A Bibliographie . 25
0 ISO 1991
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
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 mem-
bres sur toutes les questions relatives à l’art et à la science de l’éclairage.
La CIE a pour objectifs
a) de constituer un centre d’étude international pour toute matière relevant de la
science, de la technologie et de l’art de la lumière et de l’éclairage, et pour l’échange
d’informations dans ces domaines entre pays;
b) d’élaborer des normes et des méthodes de base pour la métrologie dans
domaines de la lumière et de l’éclairage;
c) de donner des directives pour l’application des principes et des méthodes d’éla-
boration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumière et
de l’éclairage ;
d) de préparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes
matières relatives à la science, la technologie et l’art dans les domaines de la lumière
et de l’éclairage;
e) de maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organi-
sations internationales concernées par des sujets relatifs à la science, la technolo-
gie, la normalisation et l’art dans les domaines de la lumière et de l’éclairage.
Dans ce but, les domaines de la lumière et de l’éclairage comprennent des sujets fonda-
mentaux, tels que la vision, la photométrie et la calorimétrie, le rayonnement naturel et
le rayonnement provoqué par l’homme dans les domaines de l’ultraviolet, visible et de
l’infrarouge du spectre, et des domaines d’application concernant tous les usages de
l’éclairage intérieur et extérieur, y compris les effets esthétiques et l’impact sur I’envi-
ronnement, ainsi que les moyens de production et de contrôle de la lumière et du
rayonnement.
la CIE sont dirigées par sept divisions, chacune étant res-
culier majeur touchant les intérêts de la CIE. Chaque divi-
:hniques composés de petits groupes d’experts, pour con-
spécifiques. Le texte de la présente Norme internationale a
: Vision et couleur. La ratification d’une norme CIE exige
de la division, du Conseil et des comités nationaux de la
Les normes établies par la CIE sont des recueils concis de caractéristiques, concernant
la lumière et l’éclairage, pour
lesquelles l’harmonisation internationale implique une
. . .
III
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ISOICIE 10527 : 1991 (F)
définition unique pour chacune d’elles. Ainsi, les normes CIE constituent des sources
primaires de données, acceptées internationalement, qui peuvent être introduites sans
modification dans des systèmes universels de normes.
La Norme internationale ISOKIE 10527 a été préparée en tant que Norme CIE SO02 par
la Commission internationale de l’éclairage qui a été reconnue par le Conseil de I’ISO
comme étant un organisme international de normalisation. Elle a été adoptée par I’ISO
selon une procédure spéciale qui requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants et est publiée comme norme conjointe ISOKIE.
La Norme internationale ISOKIE 10527 a été élaborée par le Comité technique
CIE/TC 1.3, Colorimétrie.
L’annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à titre d’infor-
mation.
IV
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Introduction
Des couleurs ayant des compositions spectrales différentes peuvent paraître identi-
ques. Un rôle important de la calorimétrie est de déterminer si de telles couleurs méta-
mères apparaîtront identiques. L’emploi dans ce but de colorimètres visuels est gêné
par les variations dans les égalisations calorimétriques que peuvent faire divers obser-
vateurs ayant cependant une vision normale des couleurs. La calorimétrie visuelle con-
duit de plus à des opérations très longues. Pour ces raisons, la calorimétrie utilise
depuis longtemps un ensemble de fonctions calorimétriques 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 calorimétriques sont valables. L’emploi d’ensem-
bles normalisés de fonctions calorimétriques rend possible la comparaison de compo-
santes trichromatiques obtenues à des époques et en des lieux différents.
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NORME INTERNATIONALE
ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Observateurs de référence calorimétriques CIE
1 Domaine d’application 3.1 courbe spectrale d’un stimulus de couleur, PA(Â) :
Description d’un stimulus de couleur par la densité spectrale
La présente Norme internationale définit deux ensembles de d’une grandeur énergétique, telle que la luminance énergétique
fonctions calorimétriques employées en calorimétrie, à savoir: ou le flux énergétique, en fonction de la longueur d’onde.
a) Fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
3.2 courbe spectrale relative d’un stimulus de couleur,
calorimétrique CIE 1931
p (il) : Répartition spectrale relative d’énergie de la courbe spec-
trale d’un stimulus de couleur.
Cet ensemble de fonctions calorimétriques est représentatif
des caractéristiques d’égalisation colorée d’observateurs
ayant une vision normale des couleurs, pour un champ
3.3 stimulus de couleur métamères; métamères: Stimu-
visuel d’amplitude angulaire d’environ l” à 4O, et pour une
lus de couleur de composition spectrales différentes qui ont les
vision adaptée au niveau photopique.
mêmes composantes trichromatiques.
b) Fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
3.4 stimulus monochromatique: stimulus spectral : Sti-
calorimétrique supplémentaire CIE 1964
mulus composé d’un rayonnement monochromatique.
Cet ensemble de fonctions calorimétriques est représentatif
des caractéristiques d’égalisation colorée d’observateurs
3.5 spectre d’égale énergie: Spectre d’un rayonnement
ayant une vision normale des couleurs, pour un champ
dont la densité spectrale d’une grandeur énergétique en fonc-
visuel d’amplitude angulaire supérieur à environ 4O, et pour
tion de la longueur d’onde est constante dans toute l’étendue
une vision à un niveau photopique suffisamment élevé et
du spectre visible.
avec une répartition spectrale d’énergie telle qu’il n’y ait pas
lieu de supposer une intervention des bâtonnets rétiniens.
mélange additif de stimulus de couleur: Stimulation
36
qui cumule au niveau de la rétine les actions de différents sti-
mulus de couleur de telle facon qu’ils ne puissent pas être per-
2 Références normatives
tus individuellement.
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
3.7 égalisation de couleur: Action de rendre un stimulus
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
de couleur tel qu’il donne lieu à la même couleur percue qu’un
,
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
stimulus de couleur donné.
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
3.8 système trichromatique: Système de spécification des
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
stimulus de couleur par des composantes trichromatiques,
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
fondé sur des égalisations de couleur par mélange additif de
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres
trois stimulus de couleur de référence convenablement choisis.
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
tionales en vigueur à un moment donné.
3.9 stimulus de couleur de référence, [RI, [GI, [Bl; [XI,
Publication CIE 15.2 : 1986, Calorimétrie. [VI, [Zl; [X,01, [Y,,], [Zlol; etc.: Ensemble de trois stimulus de
couleur sur lequel est fondé un système trichromatique.
Publication CIE 17.4 : 1987, Vocabulaire international de l’éclai-
rage (publication conjointe CEKIE).
3.10 composantes trichromatiques, R, G, B; X, Y, 2;
etc.: Quantités de trois stimulus de couleur de
*lot ylo, 210;
référence qui, dans un système trichromatique donné, sont
nécessaires pour égaliser la couleur du stimulus considéré.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini- 3.11 fonctions calorimétriques, ï(A), g(Â), B(Â); j;(Â),
tions suivantes s’appliquent. Ces termes sont extraits de la
$Â), ?MI; k&), yIo(;l), zIO(A); etc.: Composantes trichro-
Publication CIE 17.4 où d’autres termes connexes peuvent être matiques de stimulus monochromatiques de même flux énergé-
trouvés.
tique.
1
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
.
3.12 système de référence calorimétrique CIE 1931 (X, des valeurs sont nécessaires pour des intervalles de longueur
Y, Z): Système permettant l’évaluation des composantes tri-
d’onde plus petits que 1 nm, elles doivent être déterminées
Par
chromatiques d’une répartition spectrale d’énergie quelconque interpolation linéaire.
en utilisant l’ensemble des stimulus de couleur de référence
es trois fonctions calorimétriques CIE j;(Â),
[Xl, WI, El et 1
4.2 Coordonnées trichromatiques spectrales
i,(Â), ?(A) adoptés en 1931 par la CIE.
Les tableaux 1 et 2 donnent aussi les coordonnées trichromati-
ques spectrales x(il), y(A), z(A); x&), ylo(Â), zloW; elles
3.13 système de référence calorimétrique supplémen-
ont été obtenues à partir des fonctions calorimétriques appro-
taire CIE 1964 (X10, Yjo, Zlo) : Système permettant l’évaluation
priées en calculant les rapports:
des composantes trichromatiques d’une répartition spectrale
d’énergie quelconque en utilisant l’ensemble des stimulus de
x(A) = x(Â)l[X(A) + ju, + aÂ,
couleur de référence [X101, [Y,,], [Zlol et les trois fonctions
calorimétriques CIE~I~(Â), y&), &(A) adoptés en 1964 par la
ym = jm/[3Â, + i,(Â) + ~(A)]
CIE.
z(A) = m/m> + J(Â, + Z(A)]
3.14 fonctions calorimétriques CIE : Fonctions colorimé-
X,o(A)/[X’,o(Â) + Y,,(Â) + &)m
x,()(A) =
triques X(A), y(Â), ?(A) dans le système de référence colorimé-
= J,()W[X,o(Â) + j$o(A) + ?,&~l
Y,,(Â)
trique CIE 1931, ou X10(A), j&(A), ?&) dans le système de
référence calorimétrique supplémentaire CIE 1964.
= &&Mi,,(Â) + Jio(Â) + Z,,(Â)1
2,()(A)
NOTE - Toutes les longueurs d’onde sont données pour le vide.
3.15 observateur de référence calorimétrique CIE 1931:
Observateur idéal dont les propriétés calorimétriques sont con-
formes aux fonctions calorimétriques CIE X(A), v(Â), Z(Â) adop-
5 Détermination des fonctions
tées en 1931 par la CIE.
calorimétriques de l’observateur de référence
calorimétrique CIE 1931
3.16 observateur de référence calorimétrique supplé-
mentaire CIE 1964: Observateur idéal dont les propriétés colo-
5.1 Données expérimentales
rimétriques sont conformes aux fonctions calorimétriques CIE
X,,(A), JIo(Â), &o(A) adoptées en 1964 par la CIE.
Les fonctions calorimétriques CIE 1931, x(Â), u(Â), ?(A.) ont été
déterminées à partir des travaux expérimentaux effectués par
Wrigh@ et par Guildr71 au cours desquels un total de 17 obser-
3.17 coordonnées trichromatiques, r, g, 6; x, y, z; xlo,
vateurs ont réalisé des égalisations de stimulus monochro-
Rapport de chacune des trois composantes tri-
YJO, q(); etc.:
matiques du spectre dans le domaine d’environ 400 nm à
chromatiques à leur somme.
700 nm, avec des mélanges additifs de lumières rouge, verte et
bleue, en utilisant un champ visuel d’une étendue angulaire
3.18 coordonnées trichromatiques spectrales, r(A),
de 2O.
g(A), b(A); x(A), y(A), z(A); X&L y~&), zlO(Â); etc.: Coor-
données trichromatiques des stimulus monochromatiques.
5.2 Méthodes de conversion
Les résultats expérimentaux furent convertis pour être ceux qui
3.19 efficacité lumineuse relative spectrale, V(Â) : Rap-
port du flux énergétique de la longueur d’onde A,.,, au flux de la auraient été obtenus par égalisation chromatique avec des sti-
mulus de couleur de référence monochromatiques de longueur
longueur d’onde A, les deux rayonnements produisant des sen-
sations lumineuses également intenses dans des conditions d’onde de 700 nm pour le rouge [RI, 546,l nm pour le vert [GI
et 435,8 nm pour le bleu [Bl, chacun mesuré avec des unités
photométriques prescrites et A,,, étant choisi de facon que la
telles que des quantités égales des stimulus [RI, [GI et [Bl
valeur maximale de ce rapport soit égale à 1. ’
soient nécessaires pour reproduire le spectre d’égale énergie.
3.20 diffuseur parfait par réflexion: Diffuseur isotrope
La moyenne des résultats des 17 observateurs fut calculée, puis
idéal dont le facteur de réflexion est égal à 1.
légèrement ajustée de sorte qu’en ajoutant des proportions
convenables des fonctions calorimétriques i:(A), g(A), 5 (A) rela-
tives aux stimulus [RI, [GI et [Bl, il soit possible d’obtenir une
4 Spécifications
fonction identique à celle de l’efficacité lumineuse relative spec-
trale V(Â); les quantités ajoutées le furent dans les rapports
1,000 0 à 4,590 7 à 0,060 1. Ces nombres sont donc les lumi-
4.1 Fonctions calorimétriques
nances relatives des quantités unitaires des stimulus [RI, [GI et
[Bl. Les fonctions calorimétriques CIE 1931 furent ainsi déter-
Les fonctions calorimétriques x(A ), Jo (A ), 2 (A) de l’observateur
minées par les équations suivantes:
de référence calorimétrique CIE 1931 sont définies par les
valeurs données dans le tableau 1, et celles XIe(Â), Jlo(A),
X(Â) = [0,497(A) + 0,31g(A) + 0,20b(A)ln
zIo(Â) de l’observateur de référence calorimétrique supplémen-
taire CIE 1964 sont définies par les valeurs données dans le
JCÂ-, = [0,176 973(Â) + 0,812 402(A) + 0,010 63?~()LHn
tableau 2. Les valeurs numériques sont données pour des inter-
valles de longueur d’onde de 1 nm entre 360 nm et 830 nm. Si
m = [O,ooT(A) + o,olg(Â) + 0,99T,(A)ln
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ISO/CIE 10527 : 1991 (FI
où n est un facteur de normalisation donnée par la relation 6 Détermination des fonctions
calorimétriques de l’observateur de référence
= v(A)/[O,176 977(A) + 0,812 4Og(Â) + 0,010 635(Â)]
n
calorimétrique supplémentaire CIE 1964
n n’est pas une fonction de la longueur d’onde, mais une cons-
61 . Bases expérimentales
tante, car les trois coefficients 0,176 97; 0,812 40 et 0,010 63
sont dans les rapports 1,000 0 à 4,590 7 à 0,060 1; n est donc
Les fonctions calorimétriques CIE 1964, X,@), y,&), &(A)
égal à:
ont été déterminées à partir des travaux expérimentaux effec-
tués par Stiles et Burch[*] et par Speranskayaigl au cours des-
(1,OOOO + 4,5907 + 0,060 l)/
quels un total de 67 observateurs ont réalise des égalisations de
(0,176 97 + 0,812 40 + 0,010 63) = 5,650 8
stimulus monochromatiques du spectre dans le domaine
d’environ 390 nm à 830 nm, avec des mélanges additifs de
Les valeurs de X(A), r(A), Z(A) données dans le tableau 1 de
lumières rouge, verte et bleue, en utilisant un champ visuel
360 nm à 400 nm et de 700 nm à 830 nm sont des extrapola-
d’une étendue angulaire de 10° (mais en faisant abstraction de
tions.
la partie centrale de 4O environ).
5.3 Propribtbs de la transformation
6.2 Méthodes de conversion
La transformation donnée dans les équations précédentes a été
choisie pour satisfaire les desiderata qui suivent. D’abord, que
Les résultats expérimentaux furent convertis pour être ceux qui
la fonction J(A) soit identique à la fonction V(Â). Deuxième- auraient été obtenus par égalisation chromatique avec des sti-
ment, que les valeurs de F(A), p(A), Z(A) soient toujours positi-
mulus de couleur de référence monochromatiques de nombre
ves à toutes longueurs d’onde du spectre [contrairement à r’(A), d’ondes (v) 15 500 cm-, pour le rouge [R,& 19 000 cm-,
g(A), b(Â) dont l’une est négative pour la plupart des longueurs
pour le vert [G,O] et 22 500 cm-, pour le bleu [B,& correspon-
d’onde du fait qu’il est nécessaire de désaturer les stimulus
dant approximativement aux longueurs d’ondes 645,2 nm,
monochromatiques quand on les égalise avec des mélanges des
526,3 nm et 444,4 nm respectivement. Les unités employées
stimulus de référence rouge, vert et bleu]. Troisièmement, que
pour les grandeurs [R,O], [G,0] et [B,ol étaient telles que des
les valeurs de Z(A) soient nulles pour des longueurs d’onde
quantités égales étaient nécessaires pour reproduire le spectre
supérieures à 650 nm. Quatrièmement, que les valeurs de Z(A)
d’égale énergie. Une moyenne pondérée des résultats des
soient proches de zéro aux environs de 505 nm. Cinquième- 67 observateurs fut calculée de facon à fournir un ensemble de
ment, que les valeurs de X(A) et J(Â) soient petites à l’extrémité
fonctions calorimétriques y,&), &(v), &(v). Les fonctions
des courtes longueurs d’onde du spectre. Sixièmement enfin, calorimétriques CIE 1964 furent ensuite déterminées par les
que le spectre d’égale énergie corresponde à des valeurs égales
équations suivantes:
de X, Y et 2.
0,341 080T,0(v) + 0,189 145&(v) +
jr,&) =
Du fait que la fonction v(Â) est identique à la fonction V(Â), la
0,387 529!?,(-)(v)
composante trichromatique Y est proportionnelle à la lumi-
0,139 058F,ob) + 0,837 460&(v) +
j&(v) =
nance.
0,073 316b10(v)
0,000 oooF,()(v) + 0,039 553&(v) +
5.4 Comparaison avec les données antérieures Z,()b) =
2,026 2OOl1,~b)
Les valeurs de X(A), jW, ?(A.) données dans le tableau 1 pour
le domaine spectral de 380 nm à 780 nm à des intervalles de Le tableau 2 donne les fonctions calorimétriques CIE 1964
X,,(Â), y,&), &(A) sur une base de longueurs d’onde obte-
5 nm, lorsqu’elles sont arrondies à quatre décimales sont en
accord étroit avec les valeurs initiales publiées en 1931. II existe nues par interpolation des fonctions des fréquences données
plus haut. Les valeurs du domaine de longueurs d’onde de
seulement trois différences mineures; à Â. = 775 nm la nouvelle
360 nm à 390 nm sont des extrapolations.
valeur de X(Â) est 0,000 1 au lieu de 0,000 0; à Â = 555 nm
1,0000 au lieu de 1,0002 et à Â. = 740 nmi,(A) =
J(A) =
0,000 2 au lieu de 0,000 3. Ces changements sont considérés
6.3 Propriétés de la transformation
comme insignifiants dans la plupart des applications en colori-
métrie.
La transformation donnée dans les équations en 6.2 a été choi-
sie pour obtenir un système calorimétrique (X,,, Y,,, Z,,) ayant
Quand les luminances relatives des quantités unitaires de [RI,
d’une facon générale une allure semblable à celle du système
[G] et [B] sont déduites des données du tableau 1, les valeurs
CIE 193i (X, Y, Z). Cependant, dans le système 1964,
obtenues sont dans les rapports 1,000 0 à 4,588 8 à 0,060 3 au
les données ne sont pas soumises à la contrainte de satisfaire à
lieu de 1,000 0 à 4,590 7 à 0,060 1 et les luminances énergéti-
la fonction d’efficacité lumineuse relative spectrale V(A) et
ques relatives obtenues sont dans les rapports 71,893 8 à
donc la composante trichromatique Y,0 n’est pas proportion-
1,374 7 à 1,000 0 au lieu de 72,096 2 à 1,379 1 à 1,000 0. Ces
nelle à la luminance.
différences sont également considérées comme insignifiantes
d’un point de vue pratique.
. Comparaison avec les données antérieures
64
Les valeurs données dans le tableau 2 sont les mêmes que cel-
les données dans la Publication CIE 15 (1971).
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
7 Applications pratiques des fonctions
nécessaire que Y soit égal à la valeur absolue d’une grandeur
calorimétriques des observateurs de référence photométrique, k doit être égal à K,, l’efficacité lumineuse
spectrale maximale (qui est 683 Im/W) et pA(Â) doit alors être la
calorimétriques CIE
densité spectrale de la grandeur énergétique correspondant à la
grandeur photométrique cherchée.
7.1 Obtention des composantes trichromatiques
7.2 Base de la méthode d’intégration
Les données des tableaux 1 et 2 fournissent les composantes
trichromatiques et les coordonnées trichromatiques de tous les
L’étape d’intégration citée dans les équations données en 7.1
stimulus monochromatiques, soit directement, soit à l’aide
implique I’additivité des égalisations calorimétriques : c’est-à-
d’une interpolation. Pour des stimulus composés de rayonne-
dire que si deux stimulus de couleur [C,] et [CJ ont des compo-
ments de longueurs d’onde variées, les composantes trichro-
santes trichromatiques X,, Y,, 2, et X2, Y*, Z,, respective-
matiques X, Y, 2 et XlO,
YlO, Z10 sont calculables par intégra-
ment, alors le mélange additif de [C,] et de [C2] doit avoir les
tion sur tout le domaine spectral de 360 nm à 830 nm en utili-
composantes trichromatiques X, + X2, Y, + Y*, 2, + 2,.
sant les équations suivantes :
Bien que cette additivité soit parfois en défaut, les recherches
expérimentales ont montré que le principe d’additivité est suffi-
X=k cp,(Â)E(Â)dA
PA q,
Xl0 = k,o
s s
samment valide pour prédire les égalisations calorimétriques
A
Â.
dans la plupart des situations envisagées par la calorimétrie.
Y=k
qJA)jVÂ)d A)dA
Y’0 = k,o
s s
7.3 Activité des bâtonnets
Â.
Â.
Les composantes trichromatiques du système de référence
Z=k ~Â(Â)Z(Â)dÂ
~,(A)Zlo(A)dk
210 = k,o
s s
. calorimétrique supplémentaire CIE 1964 sont valables seule-
A
ment dans des conditions d’observation pour lesquelles les
luminances sont suffisamment élevées et les répartitions spec-
où
trales d’énergie telles qu’il n’y a pas lieu de s’attendre à une par-
ticipation significative des récepteurs rétiniens de type bâton-
est la courbe du stimulus de couleur considéré;
PA(A)
nets.
sont les fonctions
X(k), J(A), Z(A), Xlo(A), j+o(AI, Zlo(U
7.4 Emploi de données réduites
calorimétriques appropriées;
Dans la plupart des applications en calorimétrie, il est suffisant
k et k,, sont des constantes.
d’utiliser des valeurs des fonctions calorimétriques à des inter-
valles de longueurs d’onde moindres que 1 nm et s’étendant
Les composantes trichromatiques sont d’ordinaire évaluées de
dans un domaine plus réduit que de 360 nm à 830 nm, et en
facon relative et les constantes k et k,, sont de ce fait choisies
recourant à moins de décimales qu’il n’en figure dans les
seion des conventions habituelles; il est, cependant, essentiel
tableaux 1 et 2. Des données et des recommandations facilitant
que, pour des stimulus qui doivent être considérés ensemble,
une telle pratique sont fournies dans la Publication CIE 15.2
on adopte la même valeur de k (ou de k,,), de sorte que toutes
ainsi que diverses autres méthodes recommandées pour la
les composantes trichromatiques en cause soient jugées sur la
calorimétrie usuelle.
même base. Pour des couleurs d’objets réfléchissants, k et klo
doivent être choisis pour que Y et Ylo soient égaux à 100 pour
le diffuseur parfait par réflexion, et, pour des couleurs d’objets
7.5 Étalon de réflexion
qui transmettent la lumière, ce choix doit être fait pour que Y
et Y,, soient égaux à 100 pour le diffuseur parfait par transmis- Le diffuseur parfait par réflexion est l’étalon de référence CIE
sion. Dans le cas de sources lumineuses primaires, s’il est
pour la calorimétrie des matériaux réfléchissants.
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Tableau 1 - Fonctions calorimétriques et coordonnées trichromatiques de l’observateur de référence
calorimétrique CIE 1931
Lon-
gueur
Fonctions calorimétriques CIE Coordonnées trichromatiques
1
d’onde, T
Â
X(À) j(A) x(Â) y(k) z(Â)
nm
360 0.000 129 900 0 0.000 003 9 17 000 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 0.173 80 0.004 92 0.821 28
0.000 120 000 0 0.020 050 01
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 0.173 70 0.004 94 0.821 36
0.025 202 88
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 0.173 61 0.004 94 0.821 45
0.000 191 816 0 0.03 1 897 04
395 0.007 650 000 0.004 92 0.821 52
0.000 217 000 0 0.036 210 00 0.173 56
96 0.008 751 373 0.041 4
...
NORME lSO/CIE
INTERNATIONALE 10527
Première édition
19914245
Observateurs de référence calorimétriques CIE
C/E standard colorime trie observers
Numéro de référence
ISOKIE 10527 : 1991 (F)
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
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Sommaire
Introduction. v
1 Domaine d’application .
...............................................
2 Références normatives.
3 Définitions. .
4 Spécifications. .
4.1 Fonctions calorimétriques .
4.2 Coordonnées tricjromatiques spectrales. .
5 Détermination des fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
...............................................
calorimétrique CIE 1931
.........................................
5.1 Données expérimentales.
.........................................
5.2 Méthodes de conversion.
5.3 Propriétés de la transformation .
5.4 Comparaison avec les données antérieures .
6 Détermination des fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
calorimétrique supplémentaires CIE 1984 .
............................................
6.1 Bases expérimentales
6.2 Méthodes de conversion. .
6.3 Propriétés de la transformation .
..........................
6.4 Comparaison avec les données antérieures
7 Applications pratiques des fonctions calorimétriques des observateurs de
..........................................
référence calorimétriques CIE
........................
7.1 Obtention des composantes trichromatiques
..................................
7.2 Base de la méthode d’intégration
7.3 Activités des bâtonnets. .
7.4 Emploi de données réduites .
..............................................
7.5 Etalon de réflexion.
Annexe
A Bibliographie . 25
0 ISO 1991
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
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 mem-
bres sur toutes les questions relatives à l’art et à la science de l’éclairage.
La CIE a pour objectifs
a) de constituer un centre d’étude international pour toute matière relevant de la
science, de la technologie et de l’art de la lumière et de l’éclairage, et pour l’échange
d’informations dans ces domaines entre pays;
b) d’élaborer des normes et des méthodes de base pour la métrologie dans
domaines de la lumière et de l’éclairage;
c) de donner des directives pour l’application des principes et des méthodes d’éla-
boration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumière et
de l’éclairage ;
d) de préparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes
matières relatives à la science, la technologie et l’art dans les domaines de la lumière
et de l’éclairage;
e) de maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organi-
sations internationales concernées par des sujets relatifs à la science, la technolo-
gie, la normalisation et l’art dans les domaines de la lumière et de l’éclairage.
Dans ce but, les domaines de la lumière et de l’éclairage comprennent des sujets fonda-
mentaux, tels que la vision, la photométrie et la calorimétrie, le rayonnement naturel et
le rayonnement provoqué par l’homme dans les domaines de l’ultraviolet, visible et de
l’infrarouge du spectre, et des domaines d’application concernant tous les usages de
l’éclairage intérieur et extérieur, y compris les effets esthétiques et l’impact sur I’envi-
ronnement, ainsi que les moyens de production et de contrôle de la lumière et du
rayonnement.
la CIE sont dirigées par sept divisions, chacune étant res-
culier majeur touchant les intérêts de la CIE. Chaque divi-
:hniques composés de petits groupes d’experts, pour con-
spécifiques. Le texte de la présente Norme internationale a
: Vision et couleur. La ratification d’une norme CIE exige
de la division, du Conseil et des comités nationaux de la
Les normes établies par la CIE sont des recueils concis de caractéristiques, concernant
la lumière et l’éclairage, pour
lesquelles l’harmonisation internationale implique une
. . .
III
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ISOICIE 10527 : 1991 (F)
définition unique pour chacune d’elles. Ainsi, les normes CIE constituent des sources
primaires de données, acceptées internationalement, qui peuvent être introduites sans
modification dans des systèmes universels de normes.
La Norme internationale ISOKIE 10527 a été préparée en tant que Norme CIE SO02 par
la Commission internationale de l’éclairage qui a été reconnue par le Conseil de I’ISO
comme étant un organisme international de normalisation. Elle a été adoptée par I’ISO
selon une procédure spéciale qui requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants et est publiée comme norme conjointe ISOKIE.
La Norme internationale ISOKIE 10527 a été élaborée par le Comité technique
CIE/TC 1.3, Colorimétrie.
L’annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à titre d’infor-
mation.
IV
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Introduction
Des couleurs ayant des compositions spectrales différentes peuvent paraître identi-
ques. Un rôle important de la calorimétrie est de déterminer si de telles couleurs méta-
mères apparaîtront identiques. L’emploi dans ce but de colorimètres visuels est gêné
par les variations dans les égalisations calorimétriques que peuvent faire divers obser-
vateurs ayant cependant une vision normale des couleurs. La calorimétrie visuelle con-
duit de plus à des opérations très longues. Pour ces raisons, la calorimétrie utilise
depuis longtemps un ensemble de fonctions calorimétriques 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 calorimétriques sont valables. L’emploi d’ensem-
bles normalisés de fonctions calorimétriques rend possible la comparaison de compo-
santes trichromatiques obtenues à des époques et en des lieux différents.
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Page blanche
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NORME INTERNATIONALE
ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Observateurs de référence calorimétriques CIE
1 Domaine d’application 3.1 courbe spectrale d’un stimulus de couleur, PA(Â) :
Description d’un stimulus de couleur par la densité spectrale
La présente Norme internationale définit deux ensembles de d’une grandeur énergétique, telle que la luminance énergétique
fonctions calorimétriques employées en calorimétrie, à savoir: ou le flux énergétique, en fonction de la longueur d’onde.
a) Fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
3.2 courbe spectrale relative d’un stimulus de couleur,
calorimétrique CIE 1931
p (il) : Répartition spectrale relative d’énergie de la courbe spec-
trale d’un stimulus de couleur.
Cet ensemble de fonctions calorimétriques est représentatif
des caractéristiques d’égalisation colorée d’observateurs
ayant une vision normale des couleurs, pour un champ
3.3 stimulus de couleur métamères; métamères: Stimu-
visuel d’amplitude angulaire d’environ l” à 4O, et pour une
lus de couleur de composition spectrales différentes qui ont les
vision adaptée au niveau photopique.
mêmes composantes trichromatiques.
b) Fonctions calorimétriques de l’observateur de référence
3.4 stimulus monochromatique: stimulus spectral : Sti-
calorimétrique supplémentaire CIE 1964
mulus composé d’un rayonnement monochromatique.
Cet ensemble de fonctions calorimétriques est représentatif
des caractéristiques d’égalisation colorée d’observateurs
3.5 spectre d’égale énergie: Spectre d’un rayonnement
ayant une vision normale des couleurs, pour un champ
dont la densité spectrale d’une grandeur énergétique en fonc-
visuel d’amplitude angulaire supérieur à environ 4O, et pour
tion de la longueur d’onde est constante dans toute l’étendue
une vision à un niveau photopique suffisamment élevé et
du spectre visible.
avec une répartition spectrale d’énergie telle qu’il n’y ait pas
lieu de supposer une intervention des bâtonnets rétiniens.
mélange additif de stimulus de couleur: Stimulation
36
qui cumule au niveau de la rétine les actions de différents sti-
mulus de couleur de telle facon qu’ils ne puissent pas être per-
2 Références normatives
tus individuellement.
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
3.7 égalisation de couleur: Action de rendre un stimulus
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
de couleur tel qu’il donne lieu à la même couleur percue qu’un
,
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
stimulus de couleur donné.
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
3.8 système trichromatique: Système de spécification des
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
stimulus de couleur par des composantes trichromatiques,
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
fondé sur des égalisations de couleur par mélange additif de
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres
trois stimulus de couleur de référence convenablement choisis.
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
tionales en vigueur à un moment donné.
3.9 stimulus de couleur de référence, [RI, [GI, [Bl; [XI,
Publication CIE 15.2 : 1986, Calorimétrie. [VI, [Zl; [X,01, [Y,,], [Zlol; etc.: Ensemble de trois stimulus de
couleur sur lequel est fondé un système trichromatique.
Publication CIE 17.4 : 1987, Vocabulaire international de l’éclai-
rage (publication conjointe CEKIE).
3.10 composantes trichromatiques, R, G, B; X, Y, 2;
etc.: Quantités de trois stimulus de couleur de
*lot ylo, 210;
référence qui, dans un système trichromatique donné, sont
nécessaires pour égaliser la couleur du stimulus considéré.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini- 3.11 fonctions calorimétriques, ï(A), g(Â), B(Â); j;(Â),
tions suivantes s’appliquent. Ces termes sont extraits de la
$Â), ?MI; k&), yIo(;l), zIO(A); etc.: Composantes trichro-
Publication CIE 17.4 où d’autres termes connexes peuvent être matiques de stimulus monochromatiques de même flux énergé-
trouvés.
tique.
1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
.
3.12 système de référence calorimétrique CIE 1931 (X, des valeurs sont nécessaires pour des intervalles de longueur
Y, Z): Système permettant l’évaluation des composantes tri-
d’onde plus petits que 1 nm, elles doivent être déterminées
Par
chromatiques d’une répartition spectrale d’énergie quelconque interpolation linéaire.
en utilisant l’ensemble des stimulus de couleur de référence
es trois fonctions calorimétriques CIE j;(Â),
[Xl, WI, El et 1
4.2 Coordonnées trichromatiques spectrales
i,(Â), ?(A) adoptés en 1931 par la CIE.
Les tableaux 1 et 2 donnent aussi les coordonnées trichromati-
ques spectrales x(il), y(A), z(A); x&), ylo(Â), zloW; elles
3.13 système de référence calorimétrique supplémen-
ont été obtenues à partir des fonctions calorimétriques appro-
taire CIE 1964 (X10, Yjo, Zlo) : Système permettant l’évaluation
priées en calculant les rapports:
des composantes trichromatiques d’une répartition spectrale
d’énergie quelconque en utilisant l’ensemble des stimulus de
x(A) = x(Â)l[X(A) + ju, + aÂ,
couleur de référence [X101, [Y,,], [Zlol et les trois fonctions
calorimétriques CIE~I~(Â), y&), &(A) adoptés en 1964 par la
ym = jm/[3Â, + i,(Â) + ~(A)]
CIE.
z(A) = m/m> + J(Â, + Z(A)]
3.14 fonctions calorimétriques CIE : Fonctions colorimé-
X,o(A)/[X’,o(Â) + Y,,(Â) + &)m
x,()(A) =
triques X(A), y(Â), ?(A) dans le système de référence colorimé-
= J,()W[X,o(Â) + j$o(A) + ?,&~l
Y,,(Â)
trique CIE 1931, ou X10(A), j&(A), ?&) dans le système de
référence calorimétrique supplémentaire CIE 1964.
= &&Mi,,(Â) + Jio(Â) + Z,,(Â)1
2,()(A)
NOTE - Toutes les longueurs d’onde sont données pour le vide.
3.15 observateur de référence calorimétrique CIE 1931:
Observateur idéal dont les propriétés calorimétriques sont con-
formes aux fonctions calorimétriques CIE X(A), v(Â), Z(Â) adop-
5 Détermination des fonctions
tées en 1931 par la CIE.
calorimétriques de l’observateur de référence
calorimétrique CIE 1931
3.16 observateur de référence calorimétrique supplé-
mentaire CIE 1964: Observateur idéal dont les propriétés colo-
5.1 Données expérimentales
rimétriques sont conformes aux fonctions calorimétriques CIE
X,,(A), JIo(Â), &o(A) adoptées en 1964 par la CIE.
Les fonctions calorimétriques CIE 1931, x(Â), u(Â), ?(A.) ont été
déterminées à partir des travaux expérimentaux effectués par
Wrigh@ et par Guildr71 au cours desquels un total de 17 obser-
3.17 coordonnées trichromatiques, r, g, 6; x, y, z; xlo,
vateurs ont réalisé des égalisations de stimulus monochro-
Rapport de chacune des trois composantes tri-
YJO, q(); etc.:
matiques du spectre dans le domaine d’environ 400 nm à
chromatiques à leur somme.
700 nm, avec des mélanges additifs de lumières rouge, verte et
bleue, en utilisant un champ visuel d’une étendue angulaire
3.18 coordonnées trichromatiques spectrales, r(A),
de 2O.
g(A), b(A); x(A), y(A), z(A); X&L y~&), zlO(Â); etc.: Coor-
données trichromatiques des stimulus monochromatiques.
5.2 Méthodes de conversion
Les résultats expérimentaux furent convertis pour être ceux qui
3.19 efficacité lumineuse relative spectrale, V(Â) : Rap-
port du flux énergétique de la longueur d’onde A,.,, au flux de la auraient été obtenus par égalisation chromatique avec des sti-
mulus de couleur de référence monochromatiques de longueur
longueur d’onde A, les deux rayonnements produisant des sen-
sations lumineuses également intenses dans des conditions d’onde de 700 nm pour le rouge [RI, 546,l nm pour le vert [GI
et 435,8 nm pour le bleu [Bl, chacun mesuré avec des unités
photométriques prescrites et A,,, étant choisi de facon que la
telles que des quantités égales des stimulus [RI, [GI et [Bl
valeur maximale de ce rapport soit égale à 1. ’
soient nécessaires pour reproduire le spectre d’égale énergie.
3.20 diffuseur parfait par réflexion: Diffuseur isotrope
La moyenne des résultats des 17 observateurs fut calculée, puis
idéal dont le facteur de réflexion est égal à 1.
légèrement ajustée de sorte qu’en ajoutant des proportions
convenables des fonctions calorimétriques i:(A), g(A), 5 (A) rela-
tives aux stimulus [RI, [GI et [Bl, il soit possible d’obtenir une
4 Spécifications
fonction identique à celle de l’efficacité lumineuse relative spec-
trale V(Â); les quantités ajoutées le furent dans les rapports
1,000 0 à 4,590 7 à 0,060 1. Ces nombres sont donc les lumi-
4.1 Fonctions calorimétriques
nances relatives des quantités unitaires des stimulus [RI, [GI et
[Bl. Les fonctions calorimétriques CIE 1931 furent ainsi déter-
Les fonctions calorimétriques x(A ), Jo (A ), 2 (A) de l’observateur
minées par les équations suivantes:
de référence calorimétrique CIE 1931 sont définies par les
valeurs données dans le tableau 1, et celles XIe(Â), Jlo(A),
X(Â) = [0,497(A) + 0,31g(A) + 0,20b(A)ln
zIo(Â) de l’observateur de référence calorimétrique supplémen-
taire CIE 1964 sont définies par les valeurs données dans le
JCÂ-, = [0,176 973(Â) + 0,812 402(A) + 0,010 63?~()LHn
tableau 2. Les valeurs numériques sont données pour des inter-
valles de longueur d’onde de 1 nm entre 360 nm et 830 nm. Si
m = [O,ooT(A) + o,olg(Â) + 0,99T,(A)ln
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/CIE 10527 : 1991 (FI
où n est un facteur de normalisation donnée par la relation 6 Détermination des fonctions
calorimétriques de l’observateur de référence
= v(A)/[O,176 977(A) + 0,812 4Og(Â) + 0,010 635(Â)]
n
calorimétrique supplémentaire CIE 1964
n n’est pas une fonction de la longueur d’onde, mais une cons-
61 . Bases expérimentales
tante, car les trois coefficients 0,176 97; 0,812 40 et 0,010 63
sont dans les rapports 1,000 0 à 4,590 7 à 0,060 1; n est donc
Les fonctions calorimétriques CIE 1964, X,@), y,&), &(A)
égal à:
ont été déterminées à partir des travaux expérimentaux effec-
tués par Stiles et Burch[*] et par Speranskayaigl au cours des-
(1,OOOO + 4,5907 + 0,060 l)/
quels un total de 67 observateurs ont réalise des égalisations de
(0,176 97 + 0,812 40 + 0,010 63) = 5,650 8
stimulus monochromatiques du spectre dans le domaine
d’environ 390 nm à 830 nm, avec des mélanges additifs de
Les valeurs de X(A), r(A), Z(A) données dans le tableau 1 de
lumières rouge, verte et bleue, en utilisant un champ visuel
360 nm à 400 nm et de 700 nm à 830 nm sont des extrapola-
d’une étendue angulaire de 10° (mais en faisant abstraction de
tions.
la partie centrale de 4O environ).
5.3 Propribtbs de la transformation
6.2 Méthodes de conversion
La transformation donnée dans les équations précédentes a été
choisie pour satisfaire les desiderata qui suivent. D’abord, que
Les résultats expérimentaux furent convertis pour être ceux qui
la fonction J(A) soit identique à la fonction V(Â). Deuxième- auraient été obtenus par égalisation chromatique avec des sti-
ment, que les valeurs de F(A), p(A), Z(A) soient toujours positi-
mulus de couleur de référence monochromatiques de nombre
ves à toutes longueurs d’onde du spectre [contrairement à r’(A), d’ondes (v) 15 500 cm-, pour le rouge [R,& 19 000 cm-,
g(A), b(Â) dont l’une est négative pour la plupart des longueurs
pour le vert [G,O] et 22 500 cm-, pour le bleu [B,& correspon-
d’onde du fait qu’il est nécessaire de désaturer les stimulus
dant approximativement aux longueurs d’ondes 645,2 nm,
monochromatiques quand on les égalise avec des mélanges des
526,3 nm et 444,4 nm respectivement. Les unités employées
stimulus de référence rouge, vert et bleu]. Troisièmement, que
pour les grandeurs [R,O], [G,0] et [B,ol étaient telles que des
les valeurs de Z(A) soient nulles pour des longueurs d’onde
quantités égales étaient nécessaires pour reproduire le spectre
supérieures à 650 nm. Quatrièmement, que les valeurs de Z(A)
d’égale énergie. Une moyenne pondérée des résultats des
soient proches de zéro aux environs de 505 nm. Cinquième- 67 observateurs fut calculée de facon à fournir un ensemble de
ment, que les valeurs de X(A) et J(Â) soient petites à l’extrémité
fonctions calorimétriques y,&), &(v), &(v). Les fonctions
des courtes longueurs d’onde du spectre. Sixièmement enfin, calorimétriques CIE 1964 furent ensuite déterminées par les
que le spectre d’égale énergie corresponde à des valeurs égales
équations suivantes:
de X, Y et 2.
0,341 080T,0(v) + 0,189 145&(v) +
jr,&) =
Du fait que la fonction v(Â) est identique à la fonction V(Â), la
0,387 529!?,(-)(v)
composante trichromatique Y est proportionnelle à la lumi-
0,139 058F,ob) + 0,837 460&(v) +
j&(v) =
nance.
0,073 316b10(v)
0,000 oooF,()(v) + 0,039 553&(v) +
5.4 Comparaison avec les données antérieures Z,()b) =
2,026 2OOl1,~b)
Les valeurs de X(A), jW, ?(A.) données dans le tableau 1 pour
le domaine spectral de 380 nm à 780 nm à des intervalles de Le tableau 2 donne les fonctions calorimétriques CIE 1964
X,,(Â), y,&), &(A) sur une base de longueurs d’onde obte-
5 nm, lorsqu’elles sont arrondies à quatre décimales sont en
accord étroit avec les valeurs initiales publiées en 1931. II existe nues par interpolation des fonctions des fréquences données
plus haut. Les valeurs du domaine de longueurs d’onde de
seulement trois différences mineures; à Â. = 775 nm la nouvelle
360 nm à 390 nm sont des extrapolations.
valeur de X(Â) est 0,000 1 au lieu de 0,000 0; à Â = 555 nm
1,0000 au lieu de 1,0002 et à Â. = 740 nmi,(A) =
J(A) =
0,000 2 au lieu de 0,000 3. Ces changements sont considérés
6.3 Propriétés de la transformation
comme insignifiants dans la plupart des applications en colori-
métrie.
La transformation donnée dans les équations en 6.2 a été choi-
sie pour obtenir un système calorimétrique (X,,, Y,,, Z,,) ayant
Quand les luminances relatives des quantités unitaires de [RI,
d’une facon générale une allure semblable à celle du système
[G] et [B] sont déduites des données du tableau 1, les valeurs
CIE 193i (X, Y, Z). Cependant, dans le système 1964,
obtenues sont dans les rapports 1,000 0 à 4,588 8 à 0,060 3 au
les données ne sont pas soumises à la contrainte de satisfaire à
lieu de 1,000 0 à 4,590 7 à 0,060 1 et les luminances énergéti-
la fonction d’efficacité lumineuse relative spectrale V(A) et
ques relatives obtenues sont dans les rapports 71,893 8 à
donc la composante trichromatique Y,0 n’est pas proportion-
1,374 7 à 1,000 0 au lieu de 72,096 2 à 1,379 1 à 1,000 0. Ces
nelle à la luminance.
différences sont également considérées comme insignifiantes
d’un point de vue pratique.
. Comparaison avec les données antérieures
64
Les valeurs données dans le tableau 2 sont les mêmes que cel-
les données dans la Publication CIE 15 (1971).
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
7 Applications pratiques des fonctions
nécessaire que Y soit égal à la valeur absolue d’une grandeur
calorimétriques des observateurs de référence photométrique, k doit être égal à K,, l’efficacité lumineuse
spectrale maximale (qui est 683 Im/W) et pA(Â) doit alors être la
calorimétriques CIE
densité spectrale de la grandeur énergétique correspondant à la
grandeur photométrique cherchée.
7.1 Obtention des composantes trichromatiques
7.2 Base de la méthode d’intégration
Les données des tableaux 1 et 2 fournissent les composantes
trichromatiques et les coordonnées trichromatiques de tous les
L’étape d’intégration citée dans les équations données en 7.1
stimulus monochromatiques, soit directement, soit à l’aide
implique I’additivité des égalisations calorimétriques : c’est-à-
d’une interpolation. Pour des stimulus composés de rayonne-
dire que si deux stimulus de couleur [C,] et [CJ ont des compo-
ments de longueurs d’onde variées, les composantes trichro-
santes trichromatiques X,, Y,, 2, et X2, Y*, Z,, respective-
matiques X, Y, 2 et XlO,
YlO, Z10 sont calculables par intégra-
ment, alors le mélange additif de [C,] et de [C2] doit avoir les
tion sur tout le domaine spectral de 360 nm à 830 nm en utili-
composantes trichromatiques X, + X2, Y, + Y*, 2, + 2,.
sant les équations suivantes :
Bien que cette additivité soit parfois en défaut, les recherches
expérimentales ont montré que le principe d’additivité est suffi-
X=k cp,(Â)E(Â)dA
PA q,
Xl0 = k,o
s s
samment valide pour prédire les égalisations calorimétriques
A
Â.
dans la plupart des situations envisagées par la calorimétrie.
Y=k
qJA)jVÂ)d A)dA
Y’0 = k,o
s s
7.3 Activité des bâtonnets
Â.
Â.
Les composantes trichromatiques du système de référence
Z=k ~Â(Â)Z(Â)dÂ
~,(A)Zlo(A)dk
210 = k,o
s s
. calorimétrique supplémentaire CIE 1964 sont valables seule-
A
ment dans des conditions d’observation pour lesquelles les
luminances sont suffisamment élevées et les répartitions spec-
où
trales d’énergie telles qu’il n’y a pas lieu de s’attendre à une par-
ticipation significative des récepteurs rétiniens de type bâton-
est la courbe du stimulus de couleur considéré;
PA(A)
nets.
sont les fonctions
X(k), J(A), Z(A), Xlo(A), j+o(AI, Zlo(U
7.4 Emploi de données réduites
calorimétriques appropriées;
Dans la plupart des applications en calorimétrie, il est suffisant
k et k,, sont des constantes.
d’utiliser des valeurs des fonctions calorimétriques à des inter-
valles de longueurs d’onde moindres que 1 nm et s’étendant
Les composantes trichromatiques sont d’ordinaire évaluées de
dans un domaine plus réduit que de 360 nm à 830 nm, et en
facon relative et les constantes k et k,, sont de ce fait choisies
recourant à moins de décimales qu’il n’en figure dans les
seion des conventions habituelles; il est, cependant, essentiel
tableaux 1 et 2. Des données et des recommandations facilitant
que, pour des stimulus qui doivent être considérés ensemble,
une telle pratique sont fournies dans la Publication CIE 15.2
on adopte la même valeur de k (ou de k,,), de sorte que toutes
ainsi que diverses autres méthodes recommandées pour la
les composantes trichromatiques en cause soient jugées sur la
calorimétrie usuelle.
même base. Pour des couleurs d’objets réfléchissants, k et klo
doivent être choisis pour que Y et Ylo soient égaux à 100 pour
le diffuseur parfait par réflexion, et, pour des couleurs d’objets
7.5 Étalon de réflexion
qui transmettent la lumière, ce choix doit être fait pour que Y
et Y,, soient égaux à 100 pour le diffuseur parfait par transmis- Le diffuseur parfait par réflexion est l’étalon de référence CIE
sion. Dans le cas de sources lumineuses primaires, s’il est
pour la calorimétrie des matériaux réfléchissants.
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ISO/CIE 10527 : 1991 (F)
Tableau 1 - Fonctions calorimétriques et coordonnées trichromatiques de l’observateur de référence
calorimétrique CIE 1931
Lon-
gueur
Fonctions calorimétriques CIE Coordonnées trichromatiques
1
d’onde, T
Â
X(À) j(A) x(Â) y(k) z(Â)
nm
360 0.000 129 900 0 0.000 003 9 17 000 0.000 606 100 0 0.175 56 0.005 29 0.819 15
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96 0.008 751 373 0.041 4
...
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