CIE 141-2001 Testing of Supplementary Systems of Photometry《光度学补充系统的测试》.pdf

1、TESTING OF SUPPLEMENTARYSYSTEMS OF PHOTOMETRYCIE 141 - 2001UDC: 535.24 Descriptor: Photometry535.241.44 Luminance (brightness)ISBN 3 901 906 05 3THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATIONThe International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to international co-operation and

2、 exchange ofinformation among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists ofthe National Committees in 38 countries and one geographical area and of 7 associate members.The objectives of the CIE are :1. To provide an international forum fo

3、r the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fieldsof light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries.2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting.3. To provide guidance

4、 in the application of principles and procedures in the development of international and nationalstandards in the fields of light and lighting.4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science,technology and art in the fields of li

5、ght and lighting.5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to thescience, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting.The work of the CIE is carried on by seven Divisions each with about 20 Techn

6、ical Committees. This work covers subjectsranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed bythese international Divisions of the CIE are accepted throughout the world.A plenary session is held every four years at which the work of

7、 the Divisions and Technical Committees is reviewed, reportedand plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such itoccupies an important position among international organisations.LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LCLAIRAGELa Commissi

8、on Internationale de lclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale etlchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lclairage. Elleest compose de Comits Nationaux reprsentant 38 pays plus un territoire g

9、ographique, et de 7 membres associs.Les objectifs de la CIE sont :6. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de lalumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces domaines.7. Dlaborer des normes et des

10、 mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lclairage.8. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales etnationales dans les domaines de la lumire et de lclairage.9. De prparer et publier des normes, rapports

11、 et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, latechnologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage.10. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes pardes sujets relatifs la science, la technologi

12、e, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage.Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les sujets dtudesstendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lclairage. Les normes et les rapportstech

13、niques labors par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier.Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapportet tablit les projets de travaux pour lavenir. La CIE est reconnue comme la plus haute

14、 autorit en ce qui concerne tous lesaspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisationsinternationales.DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSIONDie Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist eine Organisation, die sich der internationale

15、n Zusammenarbeit unddem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnikwidmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in 38 Lndern und einem geographischen Gebiet und aus7 assoziierten Mitgliedern.Die Ziele der CIE sind

16、:11. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst derLichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein.12. Grundnormen und Verfahren der Metechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik

17、zu entwickeln.13. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normenauf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen.14. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet derWissensc

18、haft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen.15. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen derWissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben.Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jed

19、e mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mitgrundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von dieseninternational zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt.Tagungen

20、werden alle vier Jahre abgehalten, in der die Arbeiten der Divisionen berprft und berichtet und neue Plne frdie Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtungangesehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den int

21、ernationalen Organisationen.Published by theCOMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGECIE Central BureauKegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIATel: +43(01)714 31 87 0, Fax: +43(01)713 08 38 18e-mail: ciecbping.atWWW: http:/www.cie.co.at/cie/ CIE 2001TESTING OF SUPPLEMENTARYSYSTEMS OF PHOTOMETRYCIE 141 -

22、2001UDC: 535.24 Descriptor: Photometry535.241.44 Luminance (brightness)ISBN 3 901 906 05 3CIE 141-2001IIThis Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 1-21 of Division 1“Vision and Colour” and has been approved by the Board of Administration of theCommission Internationale de lEc

23、lairage for study and application. The document reports oncurrent knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, andis intended to be used by the CIE membership and other interested parties. It should benoted, however, that the status of this document is advisory

24、 and not mandatory. The latestCIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequentamendments.Ce rapport technique a t prpar par le Comit Technique CIE 1-21 de la Division 1 “Visionet Couleur” et a t approuv par le Bureau dAdministration de la Commission Internationalede lEcl

25、airage, pour tude et application. Le document traite des connaissances courantes etde lexprience dans le domaine spcifique indiqu de la lumire et de lclairage, et il esttabli pour lusage des membres de la CIE et autres groupements intresss. Il fautcependant noter que ce document est indicatif et non

26、 obligatoire. Pour connatre dventuelsamendements, consulter les plus rcents comptes rendus de la CIE ou le CIE NEWS.Dieser Technische Bericht ist vom CIE Technischen Komitee 1-21 der Division 1 “Sehen undFarbe” ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de lEclairage gebilligtworde

27、n. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung indem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, dadas Dokument eine Empfehlung und keine Vorschrift

28、ist. Die neuesten CIE-Tagungsberichteoder das CIE NEWS sollten im Hinblick auf mgliche sptere nderungen zu Rate gezogenwerden.Any mention of organisations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilstevery care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to pr

29、ess,these may not be comprehensive.Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr lesoin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce travail nesaurait tre exhaustif.Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Bill

30、igung durch dieCIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt derDrucklegung angewendet wurde, ist es mglich, da diese nicht vollstndig sind. CIE 2001CIE 141-2001IIIFOREWORDThe following members of TC1-21, Testing of Supplementary Systems of Photometry, tookpart

31、in the preparation of this technical report. The committee comes under CIE Division 1,Vision and Colour.Shoko Ashizawa JAPANWilliam B. Cowan CANADACeleste M. Howard U.S.AMitsuo Ikeda JAPANPeter K. Kaiser CANADAJoan S. Kinney U.S.A.Siegfried Kokoschka GERMANYH. Lindner GERMANYYasuhisa Nakano JAPANDav

32、id A. Palmer U. K.Piao Dazhi CHINAV. M. Petrov RUSSIAKen Sagawa JAPAN (Chairman)Tetsuji Takeuchi JAPANPat Trezona U. K.Franoise Vinot FRANCEHirohisa Yaguchi JAPANArne Valberg NORWAYAkira Yujiri JAPANEditorial members are Celeste M Howard, Jo Ann S Kinney, and Ken Sagawa(Chairman).A minority report w

33、as prepared by Pat Trezona which was attached to the report.CONTENTSSUMMARY VRESUME VZUSAMMENFASSUNG V1. INTRODUCTION 12. PHOTOMETRIC SYSTEMS FOR ASSESSING THE BRIGHTNESS OF OBJECTS ANDLIGHTS 22.1 Systems for 2 fields 32.1.1 Ware-Cowan system 32.1.2 Guth et al system 42.1.3 Yaguchi-Ikeda System 52.1

34、.4 Nakano system 62.2 Systems for 10 fields 82.2.1 Palmers first system 82.2.2 Palmers second system 102.2.3 Sagawa-Takeichi system 102.2.4 Nakano-Ikeda System 132.2.5 Kokoschka-Bodmann system 152.2.6 Trezona system 172.2.7 Other systems 203. TEST DATA AND PROCEDURES 203.1 Data sources 203.2 Procedu

35、re for testing the proposed systems 21CIE 141-2001IV4. RESULTS OF THE TESTING PROCEDURE 224.1 Results for 2 systems on data from 2 matching fields 224.1.1 Calculation of system equivalent luminances for Vb,2() data 224.1.2 Calculation of system equivalent luminance for Yujiri 2 and Sato data 234.1.3

36、 Summary of test results for 2 systems 254.2 Results for 10 systems on data from 10 matching field 254.2.1 Calculation of system equivalent luminance for Sagawa and Piao spectral data 254.2.2 Calculation of system equivalent luminances for Vinot-Chiron spectral data 274.2.3 Calculation of system equ

37、ivalent luminance for Sagawa-Takeichi nonspectraldata 284.2.4 Calculation of system equivalent luminance for Piao et al. nonspectral data 304.2.5 Calculation of system equivalent luminances for Ashizawa et al. object colour data314.2.6 Calculation of system equivalent luminance for Yujiri 10 object-

38、colour data 354.2.7 Calculation of system equivalent luminances for Howard self-luminous displaydata 404.2.8 Summary of test results for 10 systems 455. ADDITIONAL TESTING BASED ON THE CIE 91 WORKSHOP DATA 455.1 The CIE 91 workshop data 455.2 Testing of the photometric systems by the workshop data 4

39、76. DISCUSSION 516.1 Scaling system equivalent luminance 516.2 Evaluation by the conversion to a common reference stimulus 547. SUMMARY AND CONCLUSION 568. REFERENCES 57MESOPIC PHOTOMETRY (TC1-21) MINORITY REPORT 60APPENDIX 64APPENDIX 1. PHOTOMETRIC AND COLORIMETRIC DATA OF A SAMPLE USED IN THECALCU

40、LATION EXAMPLE 64APPENDIX 2. EQUAL B/L CONTOUR BY THE WARE-COWAN CONVERSION FACTOR 65APPENDIX 3. ADAPTATION COEFFICIENTS OF SAGAWA-TAKEICHI SYSTEM 65APPENDIX 4. F-COEFFICIENTS OF KOKOSCHKA-BODMANN SYSTEM. NOTE THATORIGINAL LseqVALUES BASED ON 10 MM2ARE CORRECTED TO THE NATURALPUPIL LUMINANCE. 66APPE

41、NDIX 5. CONVERSION TABLE BETWEEN RETINAL ILLUMINANCE ANDLUMINANCE. 67APPENDIX 6. ASHIZAWA-IKEDA SYSTEM FOR EQUIVALENT LIGHTNESS 67APPENDIX 7. METHOD OF CALCULATING LUMINANCE FOR SURFACE COLOURS 68APPENDIX 8. DATA SOURCES FOR TESTING BRIGHTNESS MATCHING DATA 69APPENDIX 9. CIE 91 MELBOURNE WORKSHOP DA

42、TA: (CORRECTED TO EDL-50) 74APPENDIX 10. EXPERIMENTAL INSTRUCTION EMPLOYED IN HETEROCHROMATICBRIGHTNESS MATCHING EXPERIMENT IN EACH RESEARCH GROUP. 75CIE 141-2001VTESTING OF SUPPLEMENTARY SYSTEMS OF PHOTOMETRYSUMMARYThis report contains the most recent versions of 10 photometric systems (4 for 2 and

43、 6 for10 fields) which have been proposed to CIE Division 1 as methods of assessing the relativebrightness of lights across the entire range of human visual sensitivity. To provide quantitativetests of these systems, each system has been applied to several sets of data submitted byindependent labora

44、tories employing different stimulus sets and different experimentalprocedures for heterochromatic brightness matching (HCBM). Furthermore, each system wasapplied to data obtained in HCBM experiments performed by 6 research groups using thesame coloured samples under very similar experimental conditi

45、ons. These numerical testswere primarily intended to see the equality of equivalent luminances for brightness-matchedstimuli but not to test the absolute level of scaling for brightness. This report describes theresults of these quantitative tests; it makes no recommendation for a new CIE system.EVA

46、LUATION DES SYSTEMES PHOTOMETRIQUES SUPPLEMENTAIRESRESUMECe rapport contient les plus rcentes versions des systmes photomtriques (4 pour deschamps de 2 et 6 pour les champs de 10), qui ont t proposs la Division 1 commemthodes dvaluation de la luminosit relative de lumires, pour tout le domaine desen

47、sibilit visuelle humaine. Pour donner des rsultats de tests numriques de ces systmes,chacun deux a t essay sur plusieurs ensembles de stimulus et diverses procduresexprimentales de comparaison de luminosits htrochromes (HCBM). En outre, chaquesystme a t appliqu aux donnes obtenues dans des exprience

48、s de HCBM ralises par6 groupes de recherches, utilisant les mmes chantillons colors initialement envisagspour apprcier lgalit des luminances quivalentes pour les stimulus galiss en luminosit,mais pas pour apprcier le niveau absolu de lchelle de luminosit. Ce rapport dcrit lesrsultats de ces essais q

49、uantitatifs; il ne donne pas de recommendation pour un nouveausystme CIE de photomtrie.PRFUNG ZUSTZLICHER PHOTOMETRISCHER SYSTEMEZUSAMMENFASSUNGDieser Bericht enthlt die neuesten Versionen ber 10 photometrische Systeme (4 fr 2 und6 fr 10 Gesichtsfeldgren), die der CIE Division 1 als Methoden vorgeschlagen wurden,mit deren Hilfe die Relativhelligkeit von Lichter