同一樣品在不同的光源和觀察者角度條件下呈現顏色不同，CIE國際照明委員會除了定義標準的光源，還進行了量化標準觀察者的實驗，標準觀察者的定義和發展是所有色彩工具和色彩測量的基礎。

1、1931年標準2°觀察者角度

測試裝置的設計讓觀察者能夠在正確的紅色、綠色和藍色的光線中進行確認，控制其光亮程度以匹配給定的顏色，匹配后所需的三種主要光源的數量被命名為三刺激值，重復這樣的測試直到完成可見光譜中的所有代表顏色。

這個實驗中使用了2度的視場，這意味著觀察者只能使用類似視網膜的區域，這是對顏色最敏感的區域。

實驗結果證明，并不是所有的顏色都可以用一組原色來匹配。某些情況下，原色光中的一種必須添加到測試顏色中才能完成匹配，而這樣一來就相當于另外兩種原色光減去它，結果是測試顏色由陽性和陰性三刺激值的組合所描述的測試顏色。

為了使數據能夠在標準化工作中輕松使用，CIE認為有必要消除所有的負數。為了達到這個目的，他們在數學上改變了標準的三刺激曲線，使所有的紅色、綠色和藍色的反應都是正向的。這一變化意味著紅色、綠色和藍色的輸出不能由現有的燈產生。盡管如此，1931年的標準觀察者曲線被作為普通觀察者的標準反應曲線。

這三個標準的觀察者曲線直接關系到人類的眼睛是如何運作的。它們代表了人類眼睛的三種反應。我們知道這些是我們的顏色匹配函數。這三種顏色匹配函數的符號是x-bar、y-bar和z-bar。這些功能與人類眼睛的光譜靈敏度相對應，在綠色范圍內的最高靈敏度(電磁光譜能量為550納米)。這個標準的觀察者函數和相關的數學數據仍然是顏色測量和計算的基礎。

2、1964年標準10°觀察者角度

隨著各學科的發展和進步，使用2度觀察器計算的顏色值并不總是與視覺評估相關聯，因為大多數視覺評估都是在一個大于2度的視場范圍內完成的。當使用更廣闊的視場時，特別是在藍綠區域，就會有細微的差別。

1964年，CIE定義了一個補充觀察者，以提供更好的與商業色彩匹配的相關性。補充觀察者是基于顏色匹配實驗，這些實驗是用10度的視場進行的。

通過更大的視場的測試，發現標準觀察者的可重復性會更好。如今，10度的觀察者被廣泛應用于色彩的配方和色彩的質量控制。

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