黄度指数YI和白度指数WI什么意思?怎么算?

文章来源:未知 时间:2023-11-17 点击:65

色差仪的技术参数中,我们经常可以看到色差仪除色差测量之外,还有其他的色度指标可以测量,其中就包括黄度指数YI和白度指数WI。那么,黄度指数YI和白度指数WI什么意思?怎么算?本文对黄度指数YI和白度指数WI的含义及它们的计算式作了介绍,感兴趣的朋友可以了解下一!

白度仪

黄度指数YI含义及计算式:

在几乎全是白色的样品中,往往会有黄色的出现,令人不悦,因此人们投入大量精力来建立均匀黄度标尺。美国ASTM标准采纳了以CIE1931标准色度观察者和CIE标准照明体的色度参数为基础,而得到的黄度标尺。该标尺只与看起来是黄色或蓝色的视觉感知有关,其中在视觉蓝色的情况下,其黄度指数为负数,并且它们都不能用来描述视觉上偏红或偏绿的颜色。

由标准照明体C和CIE1931标准色度观察者获得颜色样品的三刺激值X、Y、Z,以此可以进一步计算出样品的黄度指数YI,即:

黄度指数YI计算式

白色的样品在特定条件下,随时间逐渐变黄的程度,通常采用变黄度指数△YI来描述,它可由样品变黄前的黄度YI0和变黄后的黄度YI计算出来:

变黄度指数计算式


白度指数WI含义及计算式:

白色是在人们的日常生活中十分普遍的一种颜色,也是相关工业产品,如纺织品、纸张、涂料和塑料制品等常用的一种颜色。在荧光增白剂出现以前,提高白度,常通过对材质进行漂白,并加蓝或通过优选和纯化材质而达到。通常,接近完全漫射体的氧化镁和硫酸钡,可以认为是理想的白色,而某些材料在添加了荧光增白剂以后,其白度可超过完全漫射体,这给白度的评价增加了复杂性。

一般,当物体表面对可见光谱内所有波长的反射比在80%以上时,可以认为该物体的表面为白色。为了有效地计算白度,长期以来,已有上百种白度公式被提出,然而至今还未出现普遍使人满意的通用白度公式。合理的白度公式,应使白色样品的目视评定与色度学测定结果相符合。但是,白色程度高低的视觉评价是很复杂的,不仅受到人们的爱好和习惯等心理因素的影响,还与所从事的特殊职业和技术密切相关,同时也与所评价对象的材料等质地有关,如棉花和陶瓷的白色性质就大不相同。因此,欲获得统一有效的白度评价公式十分困难。国际照明委员会一直致力于解决白度的定量评价一致性问题,曾专门成立白度分委员会,并于1983年正式推荐了CIE1982白度公式。

不同的国家和行业曾先后使用过各种不同的白度公式,下文主要介绍两种白度公式,一种是与色差概念有关的白度公式,仪亨特(Hunter)白度公式为代表;另一种是CIE白度公式,以甘茨(Ganz)白度公式为代表。

1.与色差概念有关的白度公式——亨特(Hunter)白度公式

这类白度公式是将完全漫反射体的白度定为100,然后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。这类公式中常见的是亨特(Hunter)白度公式,即:

亨特(Hunter)白度公式表达式

式中:L、a、b分别为白色样品在亨特Lab颜色空间中的明度指数和色度指数;K为常数。原则上取值为K=1;ap,bp为理想白(或基准白,L=100)在亨特Lab系统中的色度指数。通常对于不带荧光的样品其取值为ap=bp=0,而对于带有荧光的样品或对不带荧光的样品与有荧光的样品进行比较时,均应取值为ap=3.50和bp=-15.87。

另一种常见的公式是:

亨特白度计算公式

式中:W*、U*、V*按CIE1964W*U*V*颜色空间的相关公式计算,并认定基准白的W*=100。该公式适用于非荧光样品的白度评价。

2.CIE白度公式——甘茨(Ganz)白度公式

上述各类白度公式基本上都没有考虑对偏色的表示,所以不论偏红或偏绿都称之为白。但是,现实中理想的中性白是不存在的,色度学家甘茨(E.Ganz)在20世纪60年代中期提出了加权因子不同的中性白、偏绿白和偏红白等三种白度计算公式。CIE色度技术委员会于1983年正式推荐了以甘茨公式为基础,并经修改后的白度评价公式,即CIE白度公式。该公式以W=100的完全漫反射体为参照点,以D65为评价白度的标准照明体,并包括白度W和淡色调TW两个部分。当采用CIE1931标准色度观察者时,对应的白度公式为:

甘茨白度公式

式中:Y是白色样品的三刺激值,x、y是样品的色品坐标,xn、yn是完全漫射体的色品坐标。如果采用CIE1964补充标准色度观察者,则其白度公式表示为:

甘茨白度公式01

式中:参数的定义不变,只是取值为10°视场CIE标准色度系统。

在上面两组白度公式中,W、W10越大,则表示白度越高;Tw、Tw10值为正时,表示带绿色,且数值越大,表示越偏绿;Tw、Tw10值为负时,表示带红色,且其绝对值越大,表示越偏红;对于完全漫射体,其W、W10均为100,Tw、Tw10都等于零。

另外,对于明显带有某种颜色的样品,评价其白度是没有意义的,故应用CIE白度公式进行评价的样品,应符合下列限制条件,即:

甘茨白度公式限制条件

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