一、白度的定義及分類(lèi)

白是具有光反射比高和色飽和度低的特殊顏色屬性，是基于目視感知而判斷反射物體所能顯白的程度。一般當(dāng)物體表面對(duì)可見(jiàn)光譜內(nèi)所有波長(zhǎng)的反射比都在80%以上時(shí)，可認(rèn)為該物體表面為白色。白色位于色空間中相當(dāng)狹窄的范圍內(nèi)，它們與其他顏色一樣，可以用三維量（即光反射比Y、純度C、主波長(zhǎng)λ）來(lái)表示。但人們卻習(xí)慣將不同白度物體按一維量白度（W）排序來(lái)定量評(píng)價(jià)其白色程度，而把理想白色（如高純度硫酸鋇，其白度值為100%）作為參比標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是目視評(píng)定白度，還是用儀器評(píng)定白度，都必須建立在公認(rèn)的“標(biāo)準(zhǔn)”基礎(chǔ)上。所以，所謂白度是指距離理想白色的程度。

為了便于研究及比較，人們引入三刺激值Y（明度）、興奮純度（Pe），以及L、a、b值幾個(gè)物理量來(lái)規(guī)范白度或顏色。對(duì)于Y和Pe來(lái)講，不同的人有不同的看法，有資料顯示物體表面Y＞70，Pe＜10時(shí)可看做白色，有的則顯示Y=70~90，Pe=0~10時(shí)為白色。

為了進(jìn)一步改進(jìn)和同一顏色的評(píng)價(jià)方法，國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）引用了L、a*、b*三個(gè)數(shù)值來(lái)表示某一顏色，L值為亮度，變化范圍了0~100，L=0為完全黑暗，即為黑色，L=100為明亮。a*、b*值有正負(fù)之分，其中a表示紅綠色，-a*為綠色，絕對(duì)值越大，綠色飽和度越大，+a*為紅色，數(shù)值越大，紅色越強(qiáng)烈。b*值為黃藍(lán)色，-b*為藍(lán)色，絕對(duì)值越大，藍(lán)色越深，+b*為黃色，數(shù)值越大，黃色越深。有了這三個(gè)數(shù)值之后可在空間建立三維顏色坐標(biāo)系，見(jiàn)圖1，L、a、b為坐標(biāo)軸，任何一種可見(jiàn)光顏色都可以在坐標(biāo)系中表示出來(lái)，這種表示方法比于Y和Pe更為精確，適用范圍更廣。

圖1 三維顏色坐標(biāo)系

目前，國(guó)際上對(duì)于白度的計(jì)算公式或方法有多種，如甘茨白度、藍(lán)光白度、亨特百度、Tabble白度、建材白度等，甚至每個(gè)行業(yè)或企業(yè)都有不同的評(píng)定方法，就是用頻率來(lái)看，甘茨白度、藍(lán)光白度、亨特白度是應(yīng)用最為廣泛的三種，下面簡(jiǎn)單介紹一下。

1、甘茨白度

甘茨白度是CIE在20世紀(jì)80年代公布的白度公式，其特點(diǎn)是以物體顏色的三刺激值為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，相關(guān)的公式如下：

W10為干茨白度值，TW、TW10為淡色調(diào)指數(shù)，Y、x10、y10為在10°視場(chǎng)下測(cè)得的式樣值，xn、yn為在10°視場(chǎng)下D65標(biāo)準(zhǔn)光源的坐標(biāo)值，其中xn=0.3138，yn=0.3309。該公式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于白度較好的物質(zhì)測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確，但是對(duì)于其他顏色的測(cè)量準(zhǔn)確性較差，一般只用于評(píng)價(jià)白色物質(zhì)。

2、藍(lán)光白度

藍(lán)光白度簡(jiǎn)寫(xiě)為Wb或R457，公式為：

Wb=Kb∑R(λ)F(λ)△λ

該公式中，Kb為歸化系數(shù)，數(shù)值為Kb=∑F(λ) △λ，R(λ)為標(biāo)準(zhǔn)白板的藍(lán)光白度儀器相同照明觀察條件下的光譜亮度因數(shù)，F(xiàn)(λ)為藍(lán)光白度計(jì)的相對(duì)光譜相應(yīng)分布，λ為波長(zhǎng)。由于該公式的參考量較多，二期計(jì)算起來(lái)較為繁瑣，因此通常用三刺激值色度測(cè)量?jī)x（D65在10°下測(cè)量）測(cè)出的Z值來(lái)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化公式為：

Wb=0.925Z+1.16

上述公式也具有一定的使用范圍，因其參數(shù)較少，計(jì)算方便在油墨、涂料等領(lǐng)域可作為計(jì)算參考，而且準(zhǔn)確性較高。

3、亨特白度

亨特白度在我國(guó)比較通用，在國(guó)標(biāo)中也有明確規(guī)定，亨特白度用WH表示，計(jì)算公式如下：

式中a、b為亨特色品指數(shù)，L為亨特明度指數(shù)。亨特白度的測(cè)量有兩種方法，一種是在C照明體2°視場(chǎng)中，亨特指數(shù)L、a、b分別為：

另一種亨特白度的測(cè)量方法是在D65標(biāo)準(zhǔn)照明體10°的視場(chǎng)中，亨特指數(shù)L、a、b分別為：

上述各式中X2、Y2、Z2與X10、Y10、Z10分別為2°視場(chǎng)和10°視場(chǎng)中的三刺激值。該方法的特點(diǎn)是以色差形式計(jì)算白度值，測(cè)定結(jié)果的白度值較高，極差較小，適用于白度值較高的樣品的測(cè)量，在鈦白粉行業(yè)中應(yīng)用較多。

二、白度的測(cè)量方法

白度的計(jì)算和測(cè)量方法有多種，因此在對(duì)比白度時(shí)需要說(shuō)明用的何種計(jì)算方法，因?yàn)椴煌挠?jì)算方法得到的白度值有較大不同。在市面上有很多用于測(cè)量白度的儀器，不同一起的測(cè)量原理可能存在差異，致使同種樣品使用不同儀器測(cè)量時(shí)結(jié)果有所不同。

目前用于測(cè)量白度的儀器有MS-350、ND101-DP、ZDB-1等，它們的光源型號(hào)和視野角度有所不同，不同的測(cè)試條件對(duì)白度的影響較大，因此，測(cè)試方法的選擇對(duì)白度數(shù)據(jù)有相當(dāng)大的影響。