1、ISBN 3 901 906 30 4 COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION A REVIEW OF CHROMATIC ADAPTATION TRANSFORMS CIE 160:2004 UDC: 535.65 Descriptor: Colorimetry 612.843.31 Colour vision THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATIO
2、N The International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to international co-operation and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in 38 countries and one
3、geographical area and of 4 associate members. The objectives of the CIE are : 1. To provide an international forum for the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countrie
4、s. 2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting. 3. To provide guidance in the application of principles and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards
5、, reports and other publications concerned with all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to the science, technology, standardisat
6、ion and art in the fields of light and lighting. The work of the CIE is carried on by seven Divisions each with about 20 Technical Committees. This work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these inte
7、rnational Divisions of the CIE are accepted throughout the world. A plenary session is held every four years at which the work of the Divisions and Technical Committees is reviewed, reported and plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lightin
8、g. As such it occupies an important position among international organisations. LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LECWRAGE La Commission Internationale de IEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes
9、 les questions relatives lart et la science de lclairage. Elle est compose de Comits Nationaux reprsentant 38 pays plus un territoire gographique, et de 4 membres associs. Les objectifs de la CIE sont : 1. 2. 3. 4. 5. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la scien
10、ce, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces domaines. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lclairage. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthod
11、es dlaboration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. De prparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. De maintenir une
12、liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par des sujets relatifs la science, la technologie, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de Idairage. Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Com
13、its Techniques. Les sujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lclairage. Les normes et les rapports techniques 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 tr
14、avail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour lavenir. La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qui concerne tous les aspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations inter
15、nationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist eine Organisation, die sich der internationalen Zusammenarbeit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die
16、 Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in 38 Lndern und einem geographischen Gebiet und aus 4 assoziierten Mitgliedern. Die Ziele der CIE sind : 1. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den
17、 Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und Verfahren der Metechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3. Richtlinien fur die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normen auf dem Ge
18、biet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu u
19、nterhalten, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrim Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung.
20、 Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt. Tagungen werden alle vier Jahre abgehalten, in der die Arbeiten der Divisionen berpdft und berichtet und neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet we
21、rden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE LECIAIRAGE CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-I 030 Vienna,
22、 AUSTRIA e-mail: ciecbping.at WWW: http:/www.cie.co.a Tel: +43(1)714 31 87 O, Fax: +43(1) 714 31 87 18 O CIE 2004 -All rights reserved ISBN 3 901 906 30 4 COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION A REVIEW OF CHROMATIC ADAP
23、TATION TRANSFORMS CIE 160:2004 UDC: 535.65 Descriptor: Colorimetry 612.843.31 Colour vision CI E 160:2004 This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 1-52 of Division 1 “Vision and Colour“ and has been approved by the Board of Administration of the Commission Internationale de
24、 IEclairage for study and application. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and is intended to be used by the CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is a
25、dvisory and not mandatory. The latest CIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequent amendments. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 1-52 de la Division 1 “Vision et Couleur“ et a t approuv par le Bureau de la Commission Internationale de IEclaira
26、ge, pour tude et emploi. Le document expose les connaissances et lexprience courantes dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. II est destin tre utilis par les membres de la CIE et par tous les intresss. II faut cependant noter que ce document est indicatif et non obligato
27、ire. II faut consulter les plus rcents comptes rendus de la CIE, ou le CIE NEWS, en ce qui concerne des amendements nouveaux ventuels. Dieser Technische Bericht ist vom CIE Technischen Komitee 1-52 der Division 1 “Sehen und Farbe“ ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de IEcla
28、irage gebilligt worden. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, da das Dokument eine Empfehlun
29、g und keine Vorschrift ist. Die neuesten CIE- Tagungsberichte oder das CIE NEWS sollten im Hinblick auf mgliche sptere nderungen zu Rate gezogen werden. Any mention of organisations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, u
30、p to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr le soin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce travail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder
31、 Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt der Drucklegung angewendet wurde, ist es mglich, da diese nicht vollstndig sind. 0 CIE 2004 - All rights reserved II CIE 160:2004 The following members of TC 1-52 “Chr
32、omatic Adaptation Transforms“, took part in the preparation of this report. The committee comes under Division 1 “Colour and Vision“. Members: M. Ronnier Lu0 (Chair) United Kingdom O. Da Pos Italy M. Fairchild USA K. Hashimoto Japan R. W. G. Hunt Y. Nayatani Japan M. Pointer United Kingdom K. Richte
33、r Germany B. Rigg United Kingdom H. Sobagaki Japan M. Stokes USA United Kingdom III CI E 160:2004 TABLE OF CONTENTS SUMMARY RESUME ZUSAMMENFASSUNG 1. INTRODUCTION 2. EXPERIMENTAL TECHNIQUES FOR OBTAINING CORRESPONDING COLOURS 2.1 Haploscopic matching 2.2 Local-adaptation matching 2.3 Memory matching
34、 2.4 Magnitude estimation 3.1 3.2 McCann et al. data 3.3 Breneman data 3.4 Helson et al. data 3.5 Lam and Rigg data 3.6 Braun and Fairchild data 3.7 Lu0 et al. data 3.8 Kuo and Lu0 data 4. CHROMATIC ADAPTATION TRANSFORMS 4.1 4.2 Wassef chromatic adaptation transform 4.3 4.4 4.5 MacAdam chromatic ada
35、ptation transform 4.6 Bartleson chromatic adaptation transform 4.7 CIECAT94 transform 4.8 RLAB chromatic adaptation transform 4.9 CIELAB 4.1 O CMCCAT97 transformation 4.1 1 CMCCAT2000 transformation 4.12 CATO2 transform 4.13 Sharp adaptation transform 5. METHODS FOR COMPARING CHROMATIC ADAPTATION TR
36、ANSFORMATIONS 6. CONCLUSION REFERENCES APPENDIX 3. EXPERIMENTAL DATA SETS STUDIED Colour Science Association of Japan (CSAJ) von Kries chromatic adaptation transform Sobagaki et al. chromatic adaptation transform Burnham et al. chromatic adaptation transform V V V 1 2 3 4 4 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 8 9
37、 9 10 10 11 11 13 14 14 15 16 17 18 25 26 29 IV CIE 160:2004 A REVIEW OF CHROMATIC ADAPTATION TRANSFORMS SUMMARY This report reviews a number of studies on chromatic adaptation. Four different experimental techniques are first described and their pros and cons are analysed. Eight experimental data s
38、ets commonly used to evaluate chromatic adaptation transforms are detailed. Thirteen chromatic adaptation transforms are also described and their equations are given in full. Finally, various studies for testing different transformations are reviewed. The results show that there are four possible ca
39、ndidates for future CIE recommendation, CMCCAT2000, CMCCAT97, CATO2 and CIECAT94. Overall four formulae give quite similar performances and the TC members have not found it possible to agree on which if any of the four should be recommended. REVUE DES FORMULES DE CONVERSION POUR LADAPTATION CHROMATI
40、QUE RESUME Ce rapport fait le point sur plusieurs tudes relatives ladaptation chromatique. On dcrit dabord quatre mthodes exprimentales diffrentes, dont on analyse les avantages et inconvnients. Lvaluation des formules de conversion pour ladaptation chromatique repose sur huit bases de donnes exprim
41、entales dusage courant. On dcrit aussi treize formules de conversion pour ladaptation chromatique, en donnant les quations en dtail. Enfin, on passe en revue diffrentes tudes relatives au test de plusieurs formules de conversion. Les rsultats montrent quil se dgage quatre formules susceptibles de fa
42、ire lobjet dune recommandation CIE venir: CMCCAT2000, CMCCAT97, CATO2 et CIECAT94. Globalement, quatre formules ralisent des performances assez similaires, et les membres du TC nont pas pu parvenir un accord pour recommander lune de ces quatre formules. BERSICHT BER FARBUMSTIMMUNGSTRANSFORMATIONEN Z
43、USAMMENFASSUNG Dieser Bericht beschreibt eine Anzahl von Untersuchungen ber Farbumstimmung. Vier verschiedene experimentelle Techniken werden zuerst beschrieben und ihre Vorteile und Nachteile analysiert. Acht experimentelle Datenstze werden benutzt, um die Farbumstimmungstransformationen zu bewerte
44、n. Dreizehn Farbumstimmungs- transformationen werden ebenso beschrieben und ihre Gleichungen werden vollstndig angegeben. Schlielich werden verschiedene Untersuchungen vorgestellt, die unterschiedliche Transformationen testen. Die Ergebnisse zeigen, da es vier mgliche Kandidaten fr eine zuknftige CI
45、E-Empfehlung gibt: CMCCAT2000, CMCCAT97, CATO2 und CIECAT94. Vier ergeben hnlich gute Resultate, den TC-Mitgliedern war es jedoch nicht mglich, sich auf eine zu einigen, falls eine der vier empfohlen werden sollte. V CI E 160:2004 VI CI E 160:2004 1. INTRODUCTION Chromatic adaptation transforms (CAT
46、) are important for many industrial applications including a colour inconstancy index, colour appearance models, the prediction of corresponding colours, and the prediction of the colour rendering of sources. A colour inconstancy index has long been desired by industry for estimating the change in c
47、olour appearance with change in illuminant for a coloured product. The key component of this index is a chromatic adaptation transform. In 1999, the Colour Measurement Committee (CMC) of the Society of Dyers and Colourists (SDC) recommended the CMC 1997 Coiour Inconstancy Index, CMCCON97 (Lu0 et al.
48、, 1999), which includes the CMC 1997 Chromatic Adaptation Transform, CMCCAT97 (Lu0 Lu0 Lu0 et al., 1991 b Non-aperture Lu0 et al., 1993a; Note: The experiments marked by an asterisk were chosen to be studied by CIE TCs. 2.1 Haploscopic matching As shown in Table 1, haploscopic matching also called d
49、ifferential ocular conditioning and comparison (Bartleson, 1978) is the most widely used experimental technique. Most of the earlier experiments were conducted using aperture stimuli with a simple viewing field. This technique requires a specially designed viewing apparatus that presents a different adapting stimulus to each of the observers two eyes. An example is given in Fig. 2, in which an obse
