标准光源

标准光源是具有发布的配置文件（其光谱功率分布）的可见光的理论来源。 标准光源为比较不同照明下记录的图像或颜色提供了基础。

CIE光源
国际照明委员会（通常缩写为CIE的法文名称）是负责出版所有知名标准光源的机构。 这些中的每一个都以字母或字母数字组合而为人所知。

光源A，B和C于1931年推出，目的是分别代表平均白炽灯，阳光直射和平均日光。 光源D表示日光的相位，光源E是等能量光源，而光源F表示不同组成的荧光灯。

有关于如何实验性生产对应于旧光源的光源（“标准光源”）的说明。 对于相对较新的（例如D系列），实验者需要测量其来源的分布并将其与公布的光谱进行比较：

目前没有人工来源推荐实现CIE标准光源D65或不同CCT的任何其他光源D. 希望光源和过滤器的新发展最终将为CIE的建议提供充分的基础。

– CIE，技术报告（2004）比色法，第3版，出版物15：2004，CIE中央局，维也纳
尽管如此，他们确实提供了一种称为“同色异谱指数”的测量方法来评估日光模拟器的质量。 Metamerism指数测试五组同质样本在测试和参考光源下的匹配情况。 以与显色指数类似的方式，计算变体之间的平均差异。

光源A
CIE以这些术语定义光源A：

CIE标准光源A旨在表示典型的家用钨丝照明。 其相对光谱功率分布是在约2856K温度下的普朗克散热器的光谱功率分布.CIE标准光源A应用于涉及使用白炽照明的比色法的所有应用中，除非使用不同光源的具体原因。

– CIE，CIE用于比色法的标准光源
黑体的光谱辐射出口符合普朗克定律：

在标准化光源A时，两者都是  （不影响相对SPD）和  是不同的。 1968年，c ₂的估计值从0.01438 m·K修改为0.014388 m·K（而在此之前，当光源A被标准化时，估计值为0.01435 m·K）。 这种差异改变了普朗克轨迹，将光源的色温从标称的2848K改变为2856K：

为了避免色温进一步变化，CIE现在根据c2的原始（1931）值直接指定SPD：

已经选择系数以在560nm达到100nm的峰值SPD。 三色值为（X，Y，Z）=（109.85,100.00,35.58），使用标准观察者的色度坐标为（x，y）=（0.447,58,0.407,45）。

光源B和C
光源B和C很容易实现日光模拟。 他们通过使用液体过滤器修改了光源A. B作为中午日光的代表，相关色温（CCT）为4874 K，而C代表平均日间光，CCT为6774 K.不幸的是，它们对任何自然日光阶段的近似都很差，特别是在短波可见和紫外光谱范围内。 一旦可以实现更逼真的模拟，Illuminants B＆C就不赞成使用D系列了。 采用滤光白炽灯的照明柜（如Spectralight III）比荧光日光灯模拟器更适合于400 nm至700 nm范围内的D光源。

光源C不具有CIE标准光源的状态，但其相对光谱功率分布，三色值和色度坐标在表T.1和表T.3中给出，因为许多实际测量仪器和计算仍使用该光源。

– CIE，出版15：2004
光源B在2004年没有如此荣幸。

由Raymond Davis，Jr.和Kasson S. Gibson于1931年设计的液体过滤器在光谱的红端具有相对高的吸光度，有效地将白炽灯的CCT增加到日光水平。 这在功能上类似于摄影师和电影摄影师今天使用的CTO彩色凝胶，尽管不太方便。

每个过滤器使用一对溶液，包含特定量的蒸馏水，硫酸铜，甘露醇，吡啶，硫酸，钴和硫酸铵。 解决方案由一片无色玻璃分隔开。仔细选择成分的量，以便它们的组合产生色温转换过滤器; 即过滤后的光仍然是白色的。

光源系列D
来自Judd，MacAdam和Wyszecki的D系列光源被设计成代表自然日光。 它们很难人工生产，但很容易在数学上表征。

加拿大渥太华国家研究委员会的HW Budde，纽约罗彻斯特Eastman Kodak公司的HR Condit和F. Grum以及恩菲尔德Thorn Electrical Industries的ST Henderson和D. Hodgkiss独立测量了光谱功率分布（ SPD）的日光从330纳米到700纳米，总计622个样品。 Judd等人。 分析这些样品并发现（x，y）色度坐标具有简单的二次关系：

Simonds监督SPD的特征向量分析。 他的方法应用表明，SPD可以通过使用均值（S0）和前两个特征向量（S1和S2）令人满意地近似：

简单地说，研究日光样本的SPD可以表示为三个固定SPD的线性组合。 第一个矢量（S0）是所有SPD样本的平均值，这是最好的重构SPD，可以只用一个固定矢量形成。 第二个矢量（S1）对应于黄色 – 蓝色变化，说明由于存在或不存在云或直射阳光而导致的相关色温的变化。 第三个矢量（S2）对应于水蒸气和雾霾形式的水的存在导致的粉红色 – 绿色变化。

为了构建特定相关色温的日光模拟器，仅需要知道特征矢量S1和S2的系数M1和M2。

将色度x和y表示为：

并利用平均向量的已知三色值，他们能够如下表达M1和M2：

唯一的问题是，这留下了未解决日光的特定阶段的坐标（x，y）的计算。 Judd等人。 只需简单列出某些色度坐标的值，对应于常用的相关色温，如5500 K，6500 K和7500 K.对于其他色温，可以查阅Kelly制作的数字。 在CIE报告中解决了这个问题，光源D形式化，相对色温的x坐标近似为4000 K到25 000 K。y坐标来自Judd的二次关系。

Judd等人。 然后使用月球的地球大气光谱吸收数据将重建的SPD扩展到300 nm-330 nm和700 nm-830 nm。

今天由CIE提供的列表式SPD是通过将10nm数据集线性插值到5nm而得出的。 由于CIE标准色度观测器的颜色匹配函数仅以5 nm为增量从380到780 nm制表，因此光度数据的有限性质不会阻碍计算CIEXYZ三色激励值。

世界其他地区也进行了类似的研究，或者用现代计算方法重复Judd等人的分析。 在其中几项研究中，日光轨迹明显比普朗克轨迹更接近Judd等人。

计算
相对光谱功率分布（SPD）  的D系列光源可以从CIE 1931色彩空间中的色度坐标推导出来，  ：

其中T是光源的CCT。 据说光源D的色度坐标形成CIE日光轨迹。 相对SPD由下式给出：

   
哪里  是上面描述的平均值和前两个特征向量SPD。 特征矢量在560nm处都为零，因为所有相对SPD已经关于该点归一化。

标准光源D50，D55，D65和D75的CCT与它们的名称所暗示的略有不同。 例如，D50的CCT为5003 K（“水平”光），而D65的CCT为6504 K（中午光）。 正如前面部分所解释的那样，这是因为普朗克定律中常数的值稍有变化，因为这些典型光源的定义是基于普朗克定律中原始值的。 为了匹配规范光源公布数据的所有有效位数，在计算SD之前，必须将M1和M2的值四舍五入到小数点后三位。

光源E
光源E是一个等能量辐射器; 它在可见光谱内具有恒定的SPD。 它作为理论参考是有用的; 一种光源，可以赋予所有波长相同的重量，呈现均匀的颜色。 它也具有相等的CIE XYZ三色值，因此其色度坐标为（x，y）=（1 / 3,1 / 3）。 这是设计的; XYZ颜色匹配函数被归一化，使得它们在可见光谱上的积分相同。

光源E不是黑体，所以它没有色温，但可以用CC系列5455K的D系列光源进行近似。（在典型光源中，D55是最接近的。）制造商有时将光源针对光源E来计算激发纯度。

照明系列F
F系列光源代表了各种类型的荧光灯。

F1-F6“标准”荧光灯由两种卤磷酸钙磷光体中锑和锰激活的半宽带发射组成。 由于F4用于校准CIE显色指数（选择CRI公式以使F4具有51的显色指数），F4尤其引人关注。 F7-F9是具有多种荧光粉和更高显色指数的“宽带”（全光谱）荧光灯。 最后，F10-F12是由可见光谱的R，G，B区域中的三个“窄带”发射（由稀土磷光体的三元组成引起）组成的窄三带发光体。 磷光体重量可以调整以实现所需的CCT。

这些光源的光谱在出版物15：2004中公布。

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  FL 1-6 ：标准

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  佛罗里达州7-9 ：宽带

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  FL 10-12 ：窄带

照明系列L
预计2018年年中发布L系列光源。 它将代表各种类型的LED照明。

白点

标准光源的光谱与任何其他光源相同，可以转换为三色值。 发光体的三个三色坐标的集合称为白点。 如果轮廓被归一化，则白点可以等同地表示为一对色度坐标。

如果图像是以三色坐标（或可以转换为和从它们转换的值）记录的，则所使用的光源的白点给出将在图像中的任何点记录的三色坐标的最大值，没有荧光。 它被称为图像的白点。

计算白点的过程丢弃了关于光源轮廓的大量信息，因此尽管对于每个光源都可以计算确切的白点，但事实并非如此，因为知道白点只有图像告诉你很多关于用于记录它的光源。

下面给出了标准光源列表，它们的完美反射（或透射）漫射体的CIE色度坐标（x，y）及其相关色温（CCT）。 对于2度视场（1931）和10度视场（1964）都给出了CIE色度坐标。 色样表示每个白点的色调和RGB，用亮度Y = 0.54和标准观察者计算，假设sRGB显示校准正确。