2022-11-16
怎么理解白度?白度,即物體色白的程度。從色度學(xué)角度看,白色是具有高反射比和低純度屬性的一類(lèi)顏色。通常用一個(gè)具體數(shù)值的白度指數(shù)表示,是通過(guò)一個(gè)給定公式利用色度數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的,表示物體顏色接近理想白色的程度,白度值越大則看起來(lái)越白。那么,白度值量化有何意義?本文對(duì)白度的概念及白度值的量化意義進(jìn)行了介紹。
我們周?chē)性S多白色物體,如紙張、紡織品、塑料、建材、糧食、牙齒等,因此,白色評(píng)價(jià)通常在提升產(chǎn)品商業(yè)價(jià)值方面扮演著重要的角色。與其他顏色類(lèi)似,白色同樣是由三維空間構(gòu)成,是物體表面色重要的視覺(jué)屬性。在生活中,人們通常把那些看起來(lái)沒(méi)有顏色的物體描述為白色。ASTM E313規(guī)定,白色是Munsell色立體中V大于8.3(三刺激值Y-63),C不大于0.5(B色系)、不大于0.8(Y色系)、不大于0.3(所有其他色系)的顏色U。白色是色彩里最重要的一部分,例如,非常流行的瑞典N(xiāo)CS表色系,采用“白色”作為顏色的重要屬性之一(其余屬性為黑度、彩度以及色相),因此,白色在顏色中占據(jù)一個(gè)獨(dú)特的位置。
在紡織、造紙、塑料等不同行業(yè)中,白色物體的生產(chǎn)一直占據(jù)較大分量。盡管白色區(qū)域僅占CIELAB顏色空間總體積的3%,但其重要性并不與其在CIELAB顏色空間所占據(jù)的較小空間成正比。白色被定義為沒(méi)有任何色調(diào)的顏色,并具有一定的亮度,因此,可以通過(guò)增加亮度等級(jí)或降低色度等級(jí)來(lái)獲得更白的外觀。在實(shí)踐生產(chǎn)中,人們?yōu)榱说玫嚼硐氚咨?,通常?huì)對(duì)物體進(jìn)行增白處理,紡織上提高白度的方法主要有三種:一是漂白法,即通過(guò)化學(xué)漂白提高物體反射率;二是上藍(lán)增白,即加入少量藍(lán)色或紫色著色劑,通過(guò)加藍(lán)以降低黃色調(diào)傾向;三是添加熒光增白劑,又稱(chēng)光學(xué)增白劑,吸收不可見(jiàn)紫外光,發(fā)出可見(jiàn)藍(lán)紫光,與織物反射出來(lái)的黃光疊加,形成藍(lán)光白],由此可見(jiàn),人眼對(duì)物體白色感知與光源息息相關(guān),如果照明光源中紫外成分不同,則物體也會(huì)有不同的白色視覺(jué)感受。對(duì)白色的定量評(píng)價(jià)方法也是隨著這些增白技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展,熒光增白劑的使用更是加大白度評(píng)價(jià)的困難。
白度,即物體色白的程度。從色度學(xué)角度看,白色是具有高反射比和低純度屬性的一類(lèi)顏色。通常用一個(gè)具體數(shù)值的白度指數(shù)表示,是通過(guò)一個(gè)給定公式利用色度數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的,表示物體顏色接近理想白色的程度,白度值越大則看起來(lái)越白。因此,白度是控制產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的重要物理指標(biāo),白度量化不僅能夠評(píng)價(jià)產(chǎn)品的優(yōu)劣,方便分級(jí),還為后道工序產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝的調(diào)控奠定基礎(chǔ)。如在紡織行業(yè),合適的白色材料能夠?yàn)橛∪咎峁┝己玫纳仙A(chǔ),也能夠檢驗(yàn)白色樣品的潔白程度。因此,白度評(píng)價(jià)在很多領(lǐng)域非常重要且常見(jiàn),如紡織、造紙、建材、糧食加工和牙科等。
白度評(píng)價(jià)主要分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià),主觀評(píng)價(jià)易受觀察者心理、環(huán)境等多種因素影響,并不易準(zhǔn)確地將主觀感知定量化;客觀評(píng)價(jià)采用白度公式給出具體白度值,更有利于白度的表達(dá)與傳遞。1934年,MacAdam首次提出用儀器測(cè)量物體白度,并提出來(lái)一個(gè)與目測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)的公式,之后不斷有新的白度公式被提出。到目前為止,顏色科學(xué)家通過(guò)各種途徑建立了上百個(gè)白度公式,一些公式被淘汰,少量公式應(yīng)用在各個(gè)國(guó)家的不同行業(yè)。
國(guó)際照明委員會(huì)CIE認(rèn)識(shí)到建立一個(gè)統(tǒng)一評(píng)價(jià)白度的重要性,開(kāi)展了國(guó)際聯(lián)合研究。1986年,CIE基于Ganz等人的研究成果,推薦了著名的CIE白度指數(shù)和色澤指數(shù),用于評(píng)價(jià)物體的白度及色調(diào)取向。目前,CIE白度公式和色澤指數(shù)已被中國(guó)、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)采納。然而,CIE白度公式被推薦之后,不斷有研究表明,CIE白度公式已逐漸不能滿(mǎn)足當(dāng)前的白度評(píng)價(jià),科學(xué)家們也相繼提出新的白度公式,以期更好地評(píng)價(jià)物體表面白度。目前,ISO在造紙行業(yè)同時(shí)推薦了CIE白度和R457的藍(lán)光白標(biāo)準(zhǔn)與方法,我國(guó)在紡織、造紙、建材等行業(yè)也借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用了不同的白度標(biāo)準(zhǔn)。
目前的白度公式大致可以分成以下兩類(lèi):一是一維白度公式,是對(duì)顏色三刺激值提供適當(dāng)加權(quán)的單個(gè)公式,該公式考慮了藍(lán)色色調(diào)對(duì)白色感知的作用,如Selling、Croes、Berger、Hunter、Stensby、Grum、C/V、Woptimid等;二是二維白度公式,考慮到白色物體有色偏向,單個(gè)白度公式往往是不足的,開(kāi)發(fā)了色澤指數(shù)并與白度公式共同評(píng)價(jià)物體表面白度,如Ganz、CIE、Uchida、Wuv、WLAB等。目前為止,顏色科學(xué)家們提出的公式中只有一小部分被廣泛應(yīng)用并已被列入國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。大多白度公式是由少數(shù)觀察者在不同照明或觀察條件下觀察有限數(shù)量的相同或不同材料的白色樣品獲得目測(cè)數(shù)據(jù),然后將儀器測(cè)量值與目測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性擬合得到的。因此,這些白度公式在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性,無(wú)法與建立數(shù)據(jù)集時(shí)的觀察條件完全一致。視覺(jué)評(píng)估不僅受到個(gè)體偏好的影響,還取決于應(yīng)用的視覺(jué)評(píng)估方法,如排序法、成對(duì)比較、類(lèi)別判定法、分段法以及量值估計(jì)法等。
評(píng)價(jià)白度公式的研究,主要從理論計(jì)算值與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性展開(kāi),通過(guò)建立主、客觀數(shù)據(jù)集,可以評(píng)價(jià)現(xiàn)有的公式與人眼視覺(jué)的一致性、修正或提出新的公式。數(shù)據(jù)集的獲取一般通過(guò)兩個(gè)途徑:(1)借助已有的標(biāo)準(zhǔn)白度卡等建立視覺(jué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù),但標(biāo)準(zhǔn)白度卡很少;(2)借助顯色系的色彩圖冊(cè)(如Munsell、NCS色卡)等或根據(jù)研究目的以紡織品或紙制品等為基材制作不同白度大小的數(shù)據(jù)集,為不同行業(yè)選擇合適的白度公式提供依據(jù)。
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