Vision of CMF
Vision of CMF
對色函數願景
這個月13號在台灣科技大學有個講座是有關顯示器一致性的演講，主講 Fransisco Imai 是 CIE JCT22 的主席(Chair)，有興趣的讀者 Google 一下 CIE JTC22 可能就有挖不完的技術資料。
我到了會場也沒預期要獲得什麼樣的技術資料，主要是感受一下這個領域的頂尖工作者他們經歷些什麼？他們又看到了什麼(vision)？
簡單 Google CIE JCT22 是什麼東西：
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「CIE JTC 22」是指國際照明委員會（International Commission on Illumination，簡稱 CIE）下屬的第 22 號聯合技術委員會（Joint Technical Committee 22）。核心功能與目標JTC 22 的全稱是「針對顯示器顏色一致性最佳化的色彩匹配函數」（Optimized Colour Matching Functions for Display Colour Consistency）。其主要任務包括：
修正觀測者標準：致力於標準化一組新的色彩匹配函數（CMFs），以減少因 CIE 1931 標準觀察者模型的瑕疵而導致自發光顯示設備（如各類螢幕）產生的色彩不一致問題。
最佳化框架：提議一個以生理學為基礎的色彩匹配函數最佳化框架，旨在讓不同技術（如 OLED、LCD）的顯示器在不同觀察者眼中達成更一致的視覺呈現。
生理參數應用：該框架會結合人類眼睛的生理模板和組成部分來設定最佳化參數。
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我現在每天用的兩度觀察者CMF (Color Matching Function) 源自1928年，W.David Wright 在倫敦帝國學院以10名觀察者為對象，進行了一系列視覺感知實驗。他的目標是量化人類視覺的三色特性。之後 John Guild 用另一種光源方式(Broadband)做了7名觀察者的實驗。CIE 綜合了兩邊的資料，基於這17個白色人種測試者，於 1931 年發布了直到現在還在使用的 CIE 1931 Color Matching Function 。
就這樣， CIE 1931 CMF 已經用了快100年；現今的科學環境已經完全不一樣了，不管是重新創造，還是做必要的修正，這個100年的東西是該動一動了！JTC22 算是這樣子的任務編組。
Fig. CIE 1931 Color Matching Function
Fig. JTC22 Time line
看一下 JTC22 TIME line：2025年7月提Proposal ，2026 年3月成立，也就幾個月前的事情，之後就是開會、確認數據，預計2027年7月成立IS (International Standard)。
依計畫JTC22 2025 7月提Proposal 到 2027 7月 IS 成立，看似蠻快的，但事件的醞釀應是幾十年的事情，這只是讓事件浮出檯面的時間點。
來看一下JTC22 主席 Imai 先生的工作經歷。就讀電機工程，研究分子物理，然後展開感官訊息的領域，先是處理聲音的數位化(DSP)，之後進入日本千葉大學研究色彩外觀，這個階段就應該會接觸到 CIE 1931 CMF；接著在RIT處理光譜影像、到PIXIM 處理HDR、到三星處理低光源影像、在Canon研究計算成像，最後落腳Apple 為資深色彩科學家。2026 年 Apple 提出 Apple CMF 2026，3月推出的Apple Studio Display 應該就用上了，等 2027 年 IS 下來，很大的成分應該也是這個基礎。
Fig. Dr. Imai 工作經歷。
回來談一點技術/數據方面的東西，就講座 PPT 呈現，1931 CMF 至少有兩個缺陷：小於 460nm 的敏感度被低估、藍光匹配的刺激強度有所偏差。
現在還 Google不到CIE 2027 CMF，但可以Google 到 Apple CMF 2026；裡面會特別提到 D65 白點xy座標會由 1931 年的 0.3127,0.3290 改成 2026 年的 0.3144,0.3302。
從PPT材料裏也得知新的 CMF 測試觀察者超過200位，年齡分佈在23與66歲之間(平均37)，不再是只有17位白色人種的基礎。
就這樣缺陷的東西我們也用了快100年，但畢竟時空不同，這個有缺陷的模型在這100年來也是帶來巨大的貢獻，技術文明本就是不斷的累積與修正。
Fig. 1931年模型有幾個基本缺陷：小於 460nm 的敏感度被低估、藍光匹配的刺激強度有所偏差。
最後來談一下 JTC22 RoadMap，這個RoadMap 應該是 2027 7月 IS 成立後的願景。短期目標是以最佳CMF讓顯示器色彩一致，中期目標是讓用可調整的CMF讓顯示器色彩一致，長期目標是達成個人化CMF讓顯示器色彩一致。
以我的理解再敘述一下。
短期目標就像是 Apple Studio Display 依 Apple CMF 2026 生產製作，其它的生產廠家如三星、BenQ…，不同的生產技術如OLED、LCD…，也都依Apple CMF 2026生產，這樣子所有顯示器的行為是不是就可以達成一致了！但也可理解，三星顯示器不可能標榜內建 “Apple CMF 2026”，那如果像是”CIE 2027 CMF” 那是可以的。IS 的形成從來都不只是科學數據，商業/政治的影響一直佔有一定的成份。
中期目標是在最佳(內建)CFM下，提供一個機制讓user可以透過第三方硬體(量測儀)/軟體調整(或是彌補)內建CFM的誤差，讓顯示結果更符合user的預期。如Calman就一直在做這樣事情，也期待如ArgyllCMS這樣的open source 能支援新一代的CMF。
長期目標則基於可調整的CMF下，將個人生理差異參數也考慮進去，比如55歲眼睛的水晶體會比22歲的水晶體要偏黃一些，年齡就是一個生理參數，人種也可能是一個生理參數。每個個體都有可能有一些生理參數的差異，能否透過某一個精簡的機制將個人差異帶入CMF裡面，想像一下同一個顏色經由個人CMF在不同個人的面板顯示是不一樣的，但是，他們”看到”是一樣的。
最終極的目標是尊重每一個個體，相對於我這篇發文裡面第三次提到：17位白色人種的基礎。這個長期究竟要多長？沒人知道，它就是一個長遠的願景。順便提一下，Imai 先生是巴西籍，non-white。
新的CMF，新的技術累積讓我們可以把色彩問題處理得更好。但更基本的問題是，把影像產業用數據方式去處理的user還是不夠多。就平版印刷， 1996 的 12647-2 draft 就已經把規則定清楚了，即使有瑕疵，但如果認真把1996年的規格實現出來，它會在最新標準的Gracol2013(CRPC6) 或是 Fogra51:2013的寬容範圍內，所以，讓更多user願意去用數據去處理工作，會是目前更重要的課題。
Fig. JTC22 Road map
Fig. 同一個影像檔，在不同的面板顯示，呈現不同的顏色。藉由新的CMF及適當的設定，我們是有機會讓這兩個面板呈現出一樣的顏色。
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