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白度计算公式有哪些?常用白度计算公式推荐

作者: 3NH 时间:2022-11-16
摘要:​在纺织、轻工、建材、造纸、食品、塑料、涂料及洗染业等行业中,产品的白度经常是衡量产品质量的一项重要指标,它反映的是物体色白的程度,通常用一个具体数值的白度指数表示,是通过给定的某个白度公式利用色度学数据计算出来的。那么,白度计算公式有哪些呢?本文介绍了几种常用的白度值计算公式,感兴趣的朋友可以了解下!...

在纺织、轻工、建材、造纸、食品、塑料、涂料及洗染业等行业中,产品的白度经常是衡量产品质量的一项重要指标,它反映的是物体色白的程度,通常用一个具体数值的白度指数表示,是通过给定的某个白度公式利用色度学数据计算出来的。那么,白度计算公式有哪些呢?本文介绍了几种常用的白度值计算公式,感兴趣的朋友可以了解下!

白度计算公式

1.单波段白度公式

用一个光谱区的反射比来表示的白度公式,主要有下面两个:

W=G

式中W表示白度,G表示绿光的反射比,该公式用绿光的反射比来表示样品的白度。

W=B

此公式称为TAPPL公式,式中B是相应于蓝光的反射比,用蓝光的反射比来表示样品的白度。

此类公式常见的形式有:

W=R457

造纸工业常用它来评价纸张的白度,国际标准化组织(ISO)在造纸工业中采用主波长457±0.5nm,半峰宽度为44nm的蓝光,测定样品的反射光,使用短波长区域的反射比(R457)来表示白度,此白度称为ISO白度。

2.多波段白度公式

以特定波长区域的反射比及其系数来反映该样品的白色程度,常用的公式有下列几个:

W=4B-3G

此公式称为Taube公式,用蓝光反射比B,绿光反射比G与一定系数系相乘后,取其差值来表示白度。

W=A-B/G

按此式求得的白度W,常称为黄度指数。

以上式中的A、G、B是相应于红、绿、蓝区的反射比,是使用相应的滤色片修正的红、绿、蓝探测器测量出的反射比值。它们与三刺激值关系为:

红、绿、蓝与三刺激值关系

当已知样品的三刺激值,由下式计算A,G和B,式中fXA、fXB、fZB随选用的标准观察者和标准照明体的不同而不同,在D65和CIE1964(10°)标准观测者条件下为0.7683、0.1798、1.0733。

3.以亮度因素(或称光反射比Y)和纯度表示的白度公式

常见的公式有:

麦克亚当公式

此式称为麦克亚当公式,Y为白色表面的光反射比,Pc为色度纯度,K为常数。

4.与色差概念有关的白度公式

这类公式是将完全漫反射体的白度定为100。用样品的白度与完全漫反射体的白度进行比较,以色差概念来评价样品的白度。

这类公式中常见的有:

W=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2

此式为亨特白度公式。L、a、b按享特色度空间的公式计算。另一种常见的公式是:

W=100-[(100-W*2+U*2+V*2]1/2

式中W*,U*,V*按CIE1964W*U*V*色度空间的公式计算。

这类白度公式中重要的是基准白,以前是将完成漫反射体作为基准白(w*=L=100,U*=V*=0,A=B=0),但是使用了荧光增白剂(FWA)之后,出现了新的白度概念,扩大了白度的上限,使它远远超过了完全漫反射体的白度,因此对加了荧光增白剂的样品的白度选用完全漫反射体作为基准白合适与否是值得研究的。

5.维挨克白度公式

W=Y+kxE(μ,v)

色品对白度贡献的等亮度E(μ,v)是由CIE1960UCS(均匀色品图)中的等白度线规定的,它具有等亮度因素和等色饱和度,但因不同主波长的刺激而对白度效果提高不大。虽然此公式没有指出喜爱白,但它规定了472毫微米主波长为该公式的喜爱色调。

6.麦克康耐尔白度公式

通过研究观察者对纸张样品的喜爱,让这些样品的蓝反射比在一个广泛范围内(580的黄色一边;当B较高时,它们位于b<0的蓝色一边。在给定蓝反射比B水平线上,发现最好白纸的色品可有蓝反射比B值的函数代表,即由a=0和b=0.36(80-B)代表。B=0.36(80-B)被称为喜爱白线,因而规定白度公式:

W=B-2{a2+[b-0.36(80-B)]2}1/2

用此公式计算出Y=100的平面和由喜爱白线与非彩色轴规定的λ=479豪微米的喜爱色调平面的等白度线。

7.格鲁姆白度公式:

格鲁姆白度公式

P是在麦克亚当测色图中确定的纯度,它对喜爱色调没有作明白介绍。因CIEY、x、y色空间中的等白度线的计算较复杂,推导出类似的简化公式:

W=3.80Z-1201S-270.1

此式用色饱和度S代替了P。

8.梯耶勒特白度公式

通过成对比较法,用目视评价分成七个小组的72个样品的白度,并把目视评价结果与各种公式计算的白度联系起来。在目视评价和测量这两种情况下,样品辐照都在标准照明体D65光源操作下进行。基于本条和野中的研究,提出一个白度公式:

W=Y-33.3P

9.CIE(1982)白度公式

前述的各类白度公式中,基本上未考虑对偏色的表示,因此不论偏红或偏绿都称为白,但是事实上理想的中性白是不存在的。60年代中期甘茨(E.Ganz)提出了加权因子不同的中性白、偏绿和偏红白三种计算白度的公式,经国际上长期讨论和实践,在1983年CIE大全上通过了以甘茨的公式为基础,经过修改后的白度评价公式:CIE(1982)白度公式。将白度公式分为白度W和白色泽Tw两部分。

CIE(1982)白度公式

W或W10:大于40和小于(5Y-280)或(5Y10-280)

Tw或Tw10:大于-3和小于+3。

式中x,y,xn,yn分别为对应2度视场CIE标准观察者对白色样品和完全反射漫射体的色品坐标,x10,y10,xn10,yn10分别为对应10度视场CIE标准观察者对白色样品和完全反射漫射体的色品坐标,Y为亮度因数。

CIE推出上述两组白度公式供在CIE标准照明体D65下评价和对比白度样品用的,只限于通称为“白”的样品,而且是相对而不是绝对白度的评价。W值越高表示白度越高。Tw的值为正时表示带绿色,数值越大则表示带绿的程度越大;Tw的值为负时表示带红色,数值越大则表示带红的程度越大。对于完全反射漫射体来说W和W10都等于100;Tw和Tw10都等于00。

10.日本白度公式:

为了研究CIE白度公式与日本工业标准(JIS)白度的一致性,于1987年日本颜色协会成立了白度评价委员会。他们以CIE(1982)白度公式为基础,通过大量实验,修正CIE白度公式,推出一个日本白度公式:

日本白度公式

式中x10,y10是样品的色品值,xn10,yn10是D65标准光源的色品值。研究结果表明该公式计算的白度值与日本民族目测效果比较一致。

11.二元色泽公式:

为了提高色泽评价的均匀性,1998年有人导出了白色试样的二元色泽评价公式,即黄度公式YI和绿度公式GS,同时建立了黄度YI、白度WH、明度L三者之间的关系以及绿度GI与色泽Tw,10之间的近似关系。

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