CIE

CIE

CIE(Commission Internationale de L'Eclairage):國際照明委員會,根據其法語名稱簡寫為CIE。其前身是1900年成立的國際光度委員會(International Photometric Commission;IPC),1913年改為現名。總部設在奧地利維也納。CIE制訂了一系列色度學標準,一直沿用到數字視頻時代,其中包括白游標準(D65)和陰極射線管(CRT)內表面紅、綠、藍三種磷光理論上的理想顏色。

基本介紹

  • 中文名國際照明委員會
  • 外文名:Commission Internationale de L'Eclairage(法)International Commission on illumination(英)
  • 簡介:CIE
  • 目的:建立一套界定和測量色彩的技術
簡介,顏色系統,劍橋隸屬,背景,考試內容,現狀未來,

簡介

CIE的總部位於奧地利維也納
CIE目前約有40個成員國單位,大會每四年舉辦一次,至今已舉辦28屆,與國際電工委員會(IEC國際規範化組織)ISO享有同等知名度的國際化專業組織。CIE共有七個分部(Division)從事光和照明領域的研究:第一分部:視覺和顏色;第二分部:光與輻射的丈量;第三分部:內部環境和照明設計;第四分部:交通照明和信號;第五分部:外部照明和其它套用;第六分部:光生物和光化學;第七分部:圖像技術。原有第七分部在1999年併入其它分部。
會議期間將召開CIE大會、各分部(DⅣ)會議和技術委員會(TC)會議。按照慣例,在每屆大會之前要召開CIE理事會,並進行換屆安排確認和新一屆理事會的工作安排,在2011年第27次大會上,來自中國的崔中平教授當選為第一個代表中國大陸的CIE副主席(VP)、復旦大學林燕丹教授成為第一個當選分部副部長(AD)的中國專家。
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顏色系統

顏色是一門很複雜的學科,它涉及到物理學、生物學、心理學和材料學等多種學科。顏色是人的大腦對物體的一種主觀感覺,用數學方法來描述這種感覺是一件很困難的事。現在已經有很多有關顏色的理論、測量技術和顏色標準,但是到目前為止,似乎還沒有一種人類感知顏色的理論被普遍接受。
RGB模型採用物理三基色,其物理意義很清楚,但它是一種與設備相關的顏色模型。每一種設備(包括人眼和現在使用的掃瞄器、監視器和印表機等)使用RGB模型時都有不太相同的定義,儘管各自都工作很圓滿,而且很直觀,但不能相互通用。
為了從基色出發定義一種與設備無關的顏色模型,1931年9月國際照明委員會在英國的劍橋市召開了具有歷史意義的大會。CIE的顏色科學家們試圖在RGB模型基礎上,用數學的方法從真實的基色推導出理論的三基色,創建一個新的顏色系統,使顏料、染料和印刷等工業能夠明確指定產品的顏色。會議所取得的主要成果包含:
1、 定義了標準觀察者(Standard Observer)標準:普通人眼對顏色的回響。該標準採用想像的X,Y和Z三種基色,用顏色匹配函式(color-matching function)表示。顏色匹配實驗使用2°的視野(field of view);
2、定義了標準光源(Standard Illuminants):用於比較顏色的光源規範;
3、定義了CIE XYZ基色系統:與RGB相關的相像的基色系統,但更適用於顏色的計算;
4、定義了CIE xyY顏色空間:一個由XYZ導出的顏色空間,它把與顏色屬性相關的x和y從與明度屬性相關的亮度Y中分離開;
5、定義了CIE色度圖(CIE chromaticity diagram):容易看到顏色之間關係的一種圖。
其後,國際照明委員會的專家們對該系統做了許多改進,包括1964年根據10°視野的實驗數據,添加了補充標準觀察者(Supplementary Standard Observer)的定義。
1976年國際照明委員會又召開了一次具有歷史意義的會議,試圖解決1931的CIE系統中所存在兩個問題:
1、該規範使用明度和色度不容易解釋物理刺激和顏色感知回響之間的關係;
2、 XYZ系統和在它的色度圖上表示的兩種顏色之間的距離與顏色觀察者感知的變化不一致,這個問題叫做感知均勻性(perceptual uniformity)問題,也就是顏色之間數字上的差別與視覺感知不一致。
為了解決顏色空間的感知一致性問題,專家們對CIE 1931 XYZ系統進行了非線性變換,制定了CIE 1976 L*a*b*顏色空間的規範。事實上,1976年CIE規定了兩種顏色空間,一種是用於自照明的顏色空間,叫做CIELUV,另一種是用於非自照明的顏色空間,叫做CIE 1976 L*a*b*,或者叫CIELAB。這兩個顏色空間與顏色的感知更均勻,並且給了人們評估兩種顏色近似程度的一種方法,允許使用數字量ΔE表示兩種顏色之差。
CIE XYZ是國際照明委員會在1931年開發並在1964修訂的CIE顏色系統(CIE Color System),該系統是其他顏色系統的基礎。它使用相應於紅、綠和藍三種顏色作為三種基色,而所有其他顏色都從這三種顏色中導出。通過相加混色或者相減混色,任何色調都可以使用不同量的基色產生。雖然大多數人可能一輩子都不直接使用這個系統,只有顏色科學家或者某些電腦程式中使用,但了解它對開發新的顏色系統、編寫或者使用與顏色相關的應用程式都是有用的。
按照三基色原理,顏色實際上也是物理量,人們對物理量就可以進行計算和度量。根據這個原理就產生了用紅、綠和藍單光譜基色匹配所有可見顏色的想法,並且做了許多實驗。1931年國際照明委員會綜合了不同實驗者的實驗結果,得到了RGB顏色匹配函式(color matching functions),其橫坐標表示光譜波長,縱坐標表示用以匹配光譜各色所需要三基色刺激值,這些值是以等能量白光為標準的係數,是觀察者實驗結果的平均值。為了匹配在438.1 nm和546.1 nm之間的光譜色,出現了負值,這就意味匹配這段里的光譜色時,混合顏色需要使用補色才能匹配。雖然使用正值提供的色域還是比較寬的,但像用RGB相加混色原理的CRT雖然可以顯示大多數顏色,但不能顯示所有的顏色。
CIE 1931 RGB使用紅、綠和藍三基色系統匹配某些可見光譜顏色時,需要使用基色的負值,而且使用也不方便。由於任何一種基色系統都可以從一種系統轉換到另一種系統,因此人們可以選擇想要的任何一種基色系統,以避免出現負值,而且使用也方便。1931年國際照明委員會採用了一種新的顏色系統,叫做CIE XYZ系統。這個系統採用想像的X,Y和Z三種基色,它們與可見顏色不相應。CIE選擇的X,Y和Z基色具有如下性質:
1、 所有的X,Y和Z值都是正的,匹配光譜顏色時不需要一種負值的基色;
2、用Y值表示人眼對亮度(luminance)的回響;
3、 如同RGB模型,X,Y和Z是相加基色。因此,每一種顏色都可以表示成X,Y和Z的混合。
根據視覺的數學模型和顏色匹配實驗結果,國際照明委員會制定了一個稱為 “1931 CIE 標準觀察者”的規範,實際上是用三條曲線表示的一套顏色匹配函式,因此許多文獻中也稱為“CIE 1931標準匹配函式”。在顏色匹配實驗中,規定觀察者的視野角度為2度,因此也稱標準觀察者的三基色刺激值(tristimulus values)曲線。
CIE 1931標準匹配函式中的橫坐標表示可見光譜的波長,縱坐標表示基色X,Y和Z的相對值。三條曲線表示X,Y和Z三基色刺激值如何組合以產生可見光譜中的所有顏色。例如,要匹配波長為450 nm的顏色(藍/紫),需要0.33單位的X基色,0.04單位的Y基色和1.77單位的Z基色。
計算得到的數值(X,Y,Z)可以用三維圖表示。圖中只表示了從400 nm (紫色)到700 nm (紅色)之間的三基色刺激值,而且所有數值都落在正XYZ象限的錐體內。
可以看到:
1、所有的坐標軸都不在這個實心錐體內;
2、 相應於沒有光照的黑色位於坐標的原點;
3、曲線的邊界代表純光譜色的三基色刺激值,這個邊界叫做光譜軌跡(spectral locus);
4、光譜軌跡上的波長是單一的,因此其數值表示可能達到的最大飽和度;
5、所有的可見光都在錐體上。
CIE XYZ的三基色刺激值X,Y和Z對定義顏色很有用,其缺點是使用比較複雜,而且不直觀。因此,1931年國際照明委員會為克服這個不足而定義了一個叫做CIE xyY的顏色空間
定義CIE xyY顏色空間的根據是,對於一種給定的顏色,如果增加它的明度,每一種基色的光通量也要按比例增加,這樣才能匹配這種顏色。因此,當顏色點離開原點(X=0,Y=0,Z=0)時,X:Y:Z的比值保持不變。此外,由於色度值僅與波長(色調)和純度有關,而與總的輻射能量無關,因此在計算顏色的色度時,把X,Y和Z值相對於總的輻射能量=(X+Y+Z)進行歸一化,並只需考慮它們的相對比例,因此,x,y,z稱為三基色相對係數,於是配色方程可規格化為x+y+z=1。由於三個相對係數x,y,z之和恆為1,這就相當於把XYZ顏色錐體投影到X+Y+Z=1的平面上。
由於z可以從x+y+z=1導出,因此通常不考慮z,而用另外兩個係數x和y表示顏色,並繪製以x和y為坐標的二維圖形。這就相當於把X+Y+Z=1平面投射到(X,Y)平面,也就是Z=0的平面,這就是CIE xyY色度圖。
在CIE xyY系統中,根據顏色坐標(x,y)可確定z,但不能僅從x和y導出三種基色刺激值X,Y和Z,還需要使用攜帶亮度信息的Y,其值與XYZ中的Y刺激值一致。
CIE xyY色度圖是從XYZ直接導出的一個顏色空間,它使用亮度Y參數和顏色坐標x,y來描述顏色。xyY中的Y值與XYZ中的Y刺激值一致,表示顏色的亮度或者光亮度,顏色坐標x,y用來在二維圖上指定顏色,這種色度圖叫做CIE 1931色度圖(CIE 1931 Chromaticity Diagram)。例如一個點在色度圖上的坐標是x=0.4832,y=0.3045,那么它的顏色與紅蘋果的顏色相匹配。
CIE 1931色度圖是用標稱值表示的CIE色度圖,x表示紅色分量,y表示綠色分量。E點代表白光,它的坐標為(0.33,0.33);環繞在顏色空間邊沿的顏色是光譜色,邊界代表光譜色的最大飽和度,邊界上的數字表示光譜色的波長,其輪廓包含所有的感知色調。所有單色光都位於舌形曲線上,這條曲線就是單色軌跡,曲線旁標註的數字是單色(或稱光譜色)光的波長值;自然界中各種實際顏色都位於這條閉合曲線內;RGB系統中選用的物理三基色在色度圖的舌形曲線上。
CIE 1931 色彩空間色度圖CIE 1931 色彩空間色度圖

劍橋隸屬

CIE(Cambridge International Examinations劍橋大學國際考試委員會)是世界上最主要的國際資質認證和考核機構之一。根據國際教育與文化的需求,我們頒發的資格證書範圍廣泛,並力圖使這些資質證書具有趣味性和實用性。同時我們努力確保CIE(劍橋大學國際考試委員會)的資質證書得到世界上各大學、教育機構和企業的 廣泛認可。

背景

CIE (劍橋大學國際考試委員會)是UCLES(劍橋大學考試委員會)的組成部分,該委員與劍橋大學一道享譽全球。UCLES(劍橋大學考試委員會)還包括OCR(OCR考試部)和 ESOL(劍橋大學英語考試部)。OCR考試部在英國國內開展考試與評估工作;ESOL(劍橋大學英語考試部)為英語作為外國語的學生提供一系列的考試。
UCLES(劍橋大學考試委員會)在全球發展和推廣資質認證已近150年,它很清楚對國際認可的資質認證的需求將持續增長。CIE(劍橋大學國際考試委員會)於1998年正式成立,旨在提供高水準的資質認證服務,以滿足了全世界企業和教育機構的需要。

考試內容

向國際範圍學生提供IGCSEA-Level(AS及A2)、O-Level等考試

現狀未來

作為劍橋大學的一部分,CIE(劍橋大學國際考試委員會)不斷研究創新,在已有資質認證的基礎上不斷地開發新興,領域的資質評定。同時我們與全球的 CIE(劍橋大學國際考試委員會)的註冊中心緊密合作,採用最先進的技術來傳輸信息,開展資質評定和管理工作。
CIE (Customer Immersion Experience)
CIE微軟為客戶的業務決策者和技術決策者在制定IT採購決策之前提供的一個體驗微軟業務生產力的平台。客戶通過在一個已搭建好的業務平台中,以角色扮演的形式來完成對微軟Office客戶端,伺服器以及硬體產品(如:Roundtable)的測試來感受微軟的解決方案是如何幫助企業及個人提高生產力,降低運營成本的。
CIE(Computers & Industrial Engineering)
CIE(計算機與工業工程),計算機領域、工業工程/管理及其他相關領域。

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