白度是一個(gè)分析物體表面特征時(shí)會(huì)用到的概念。那么，什么是白度？如何測定白度呢？本文進(jìn)行了簡單總結(jié)。

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白度（brightness）是指色彩的明亮程度或顏色的深淺，也可以表示為從黑色到白色的明暗程度。白度是一種相對的量，相對于特定的顏色空間、亮度標(biāo)準(zhǔn)和觀察者的心理影響來說的。

在光學(xué)上，白色是指完全反射任何色光的物體，或者是能夠反射所有色光，但反射的色光并不強(qiáng)烈的物體。白色物體反射的光線能夠進(jìn)入我們的眼睛，使我們能夠看到它們。相反，黑色物體吸收了所有的光線，沒有光線反射回來，因此我們無法看到它們。

白度以白色含有量的百分率表示。測定物質(zhì)的白度通常以氧化鎂為標(biāo)準(zhǔn)白度100%，并定它為標(biāo)準(zhǔn)反射率100%，以藍(lán)光照射氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)板表面的反射率百分率來表示試樣的藍(lán)光白度；用紅、綠、藍(lán)三種濾色片或三種光源測出三個(gè)數(shù)值，平均值為三色光白度。反射率越高，白度越高，反之亦然。測定白度的儀器有多種，主要是光電白度計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)不完全相同。習(xí)慣上把白度的單位“%”作為“度”的同義詞，如新聞紙的白度為55%～70%（即55～70度）。

白度基本概念

白度表征物體表面白色的程度，以白色含有量的百分率表示。測定物體的白度通常以氧化鎂為標(biāo)準(zhǔn)白度100%，并定它為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射率100%，以藍(lán)光照射氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)板表面的反射率百分率來表示試樣的蘭光白度，用紅、綠、藍(lán)三種流色片或三種光源測定三個(gè)數(shù)值，平均值為三色光白度。反射率越高，白度越高，反之亦然。

一般當(dāng)物體表面對可見光譜內(nèi)所有波長的反射比都在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λ）來表示。但人們卻習(xí)慣將不同白度物體按一維量白度（W）排序來定量評價(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)。無論是目視評定白度，還是用儀器評定白度，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。

從分光反射率曲線看，白色織物在可見光波段內(nèi)幾乎是一條沒有波峰的光滑曲線。白織物經(jīng)漂白后，反射率增大，曲線上移；若織物經(jīng)漂白和上藍(lán)增白后，曲線從510～700nm段下移，相對提高了400～519nm段的反射率；若織物經(jīng)漂白和熒光增白處理，使曲線400～550nm段上移。這就是說，增白其實(shí)質(zhì)是使光譜藍(lán)端的反射率增強(qiáng)。

常見白度評定方法

1. 甘茨白度

甘茨白度是CIE 白度委員會(huì)在1986 年正式公布出版的白度公式?？梢詫憺閃GANZ，其特點(diǎn)是：以物體顏色的三刺激值為依據(jù)作為計(jì)算，顏色的三刺激值性質(zhì)決定了對白度的貢獻(xiàn)，它們的等白度表面是等間距的平行面，其白度可以用Y，x，y 的線性公式表示：

W=Y+800（xn- x）+1700（yn- y）

W10=Y10+800（xn- x10）+1700（yn- y10） ?

TW=900（xn- x）- 650（yn- y）

TW10=900（xn- x10）-650（yn- y10） ?????

W10 為白度值；TW，TW10 為淡色調(diào)指數(shù)；Y，x10，y10 為在10o 視場下，測得試樣值；xn，yn 為在10°視場下D65標(biāo)準(zhǔn)光源的坐標(biāo)值；xn=0.3138，yn=0.3309。 ?從公式可以看出，對于任何光譜中性的白度樣品，其白度值W都等于三刺激值Y，W值越大，表示白度越高。淡色調(diào)指數(shù)值可正可負(fù)，正值越大表示帶淡藍(lán)—綠度越大，負(fù)的絕對值越大就表示淡品紅—黃度越大。公式主要用于W（或W10）值大于40、小于（5Y- 280）或小于（5Y10- 280），TW（或TW10）值大 于- 3、小于+3 的樣品。該公式結(jié)果與目視的相關(guān)性較好，但其級差與目視級差差別較大，對明顯帶顏色的樣品沒有意義。

2.?藍(lán)光白度（又稱R457白度）

R457白度是一種簡易的測量方法，在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2470 紙張漫反射比的測量，以及我國造紙、塑料、建材等一些行業(yè)中都使用了R457白度。它規(guī)定利用近似的A光源照明，白度儀器的總體有效光譜響應(yīng)曲線的峰值波長在457nm處，半寬度44 nm。

定義藍(lán)光白度為：Wr=KrΣβ（λ）F（λ）△λ ?????

式中：Kr=100/ΣF（λ）△λ；β（λ）為與標(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)。ISO關(guān)于紙張板白度的最新標(biāo)準(zhǔn)也使用了三刺激值反射比因數(shù)的概念和定義。這樣一般三刺激值色度 測量儀在D65/10°條件下，利用測量Z值獲得R457白度值，其轉(zhuǎn)換方程為：

Wr=0.925×Z+1.16 ?????

3.?亨特白度

根據(jù)GB/T 5950—1996《建筑材料與非金屬礦產(chǎn)品白度測量方法》提出了亨特白度公式：WH=100-［（100- L）2+a2+b2］1/2

式中，WH 為亨特白度；a，b 為亨特色品指數(shù),

a=17.2（1.0547X10-Y10）/Y101/2，

b=6.7（Y10- ?0.9318Z10）/Y101/2；

L 為亨特明度指數(shù)，L=10Y101/2；X10，Y10，Z10為三刺激值。

亨特白度測量條件采用C照明體2 o視場觀測條件。此白度值的特點(diǎn)是以色差的形式計(jì)算白度，測定結(jié)果的白度值較高，級差較小，適合于白度值較高樣 品的測定。

4.?Taube白度

該白度為美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(313-73ASTM)使用的TAUBE公式計(jì)算出的一個(gè)數(shù)值，公式為： WT=3.367X-3Y ?該公式計(jì)算出的白度值的級差與目視感知的級差符合性較好，但只能用于中性樣品。有的美國企業(yè)使用Y 值來表示測定樣品的白度值。

5.?建材與非金屬礦產(chǎn)品通用公式

WG=Y10+400x10-1000y10+205.5 ?????

這個(gè)公式是在GB/T5950-1996《建材及非礦產(chǎn)品白度測量方法》中規(guī)定的公式之一，它在考慮了我國白色產(chǎn)品生產(chǎn)情況及產(chǎn)品白色度值的前提下，同時(shí)做了向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏的工作，使得該公式在測試方法、 量值評價(jià)等方面既符合我國實(shí)際情況，又與國際測試水平靠攏。

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白度測定儀器的測定方法

測定物體白度的儀器白度儀、色差儀、分光測色儀等。其中白度儀是專用的白度檢測設(shè)備。色差儀和分光測色儀既可以檢測白度，還可以檢測顏色、黃渡、色牢度等其他色度指標(biāo)，是一種全面的色度檢測設(shè)備。

以色差儀為例。具體使用方法如下所示：

1、開機(jī)。按下電源開關(guān)鍵，出現(xiàn)開機(jī)動(dòng)畫。

2、校正。如果校正超過有效期，需要重新校正，根據(jù)頁面提示操作即可。

3、設(shè)置參數(shù)。選擇白度作為頁面顯示數(shù)據(jù)，白度數(shù)據(jù)會(huì)直接顯示在測量屏幕上。

4、準(zhǔn)備樣品。準(zhǔn)備好測量的樣品，樣品表面需保持清潔，不能有臟污。

5、開始測量。按下測量鍵，等待片刻，可以在顯示屏上查看測量結(jié)果。

6、重復(fù)測量。選擇不同的樣品位置驚醒測量，以便得出準(zhǔn)確的白度數(shù)據(jù)。

8、保管儀器。測試完后，關(guān)閉電源。用保護(hù)袋和箱子儲(chǔ)存好儀器。

紙張白度定義

對于印刷來說，紙張白度直接影響著產(chǎn)品的印刷效果。因此，紙張的白度是紙張適性中很重要的參數(shù)之一。 所謂紙張白度，是指紙張的潔白程度，它是對在全波長范圍內(nèi)光波的反射能力的表現(xiàn)。

印刷行業(yè)中常用的白度測量方法主要以藍(lán)光白度居多，它是對紙張表面在波長457nm（半波寬44nm）處反射藍(lán)光百分比的定義，它并不能反映紙張的顏色，因?yàn)榘锥戎皇呛饬?57nm位置的反射率數(shù)據(jù)而忽略掉可見光譜上的其他波段信息。因而對于越白的紙張，反射的藍(lán)光光量會(huì)比不夠白的紙張更多。因?yàn)樗饕从车氖撬{(lán)光區(qū)域的反射特性，也被稱為藍(lán)光白度。

白度的基準(zhǔn)值是以457nm的藍(lán)光照射到氧化鎂板的反射率為基準(zhǔn)，以該種光照到紙面上，其反射率與氧化鎂板上的反射率的百分比來表示紙張白度。

紙張白度測量

1白度測量標(biāo)準(zhǔn)

目前表示白度的標(biāo)準(zhǔn)有很多，常用的有TAPPI T452白度、ISO2470-1/2白度、GB/T 7973/7974白度和CIE白度(ISO1147/11476)等，無論對于哪種標(biāo)準(zhǔn)，不同版本之間的差異主要是從紙張材料含有熒光增白劑的多少來定義的。對于含有熒光增白劑較少或者沒有的紙張，建議調(diào)整照射到樣品的光源UV含量與CIE照明體C一致的儀器來測定反射因數(shù)；對于含有熒光增白劑較多的紙張，建議使用調(diào)整照射到樣品的光源UV含量與CIE照明體D65一致的儀器來測定反射因數(shù)。

2對標(biāo)準(zhǔn)照明體的設(shè)定建議

在ISO 2470-2標(biāo)準(zhǔn)中，CIE光源C的紫外線含量接近某些室內(nèi)觀察條件下存在的紫外線能量水平，明顯低于CIE標(biāo)準(zhǔn)光源D65的紫外線含量。CIE白度分為C光源和D65光源兩種照明條件，相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)分別為ISO11475《紙和紙板-CIE白度的測定，D65/10°(室外光)》和ISO11476《紙和紙板—CIE白度的測定，C/2°(室內(nèi)光)》，ISO2470-1標(biāo)準(zhǔn)中使用C光源，ISO2470-2標(biāo)準(zhǔn)中使用D65光源，也被稱為D65亮度；GB/T7974-2002《紙、紙板和紙漿亮度(白度)的測定(漫射垂直法)》中定義的亮度是在GB/T7973所規(guī)定的反射光度計(jì)的模擬D65光源條件下，試樣對主波長(457±0.5)nm藍(lán)光內(nèi)反射因數(shù)。

3測量設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)及原理

下表為常用白度標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的測量設(shè)備需要符合的幾何條件及光源設(shè)定：

TAPPI T 452 指定 45° 照明、0° 觀測（即 45°/0°）的定向照明/測量幾何結(jié)構(gòu)。換句話說，測試儀器發(fā)出的光以45°入射角接觸紙張表面，然后接收器位于垂直于被測樣品的0°位置。

接收器接收到的反射光量是根據(jù)相對于100%氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)品反射的光量來測量的。因此TAPPI方法要求的亮度測量值并不是實(shí)際從紙張反射的光的確切百分比。TAPPI T 452 白度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的定向幾何結(jié)構(gòu)各有利弊，定向照明和測量的挑戰(zhàn)之一是照明幾何結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)對紙張表面的不均勻性非常敏感。在不同的方向（即分別平行于紙張紋理和非紋理方向）測量時(shí)，可以獲得不同的測試結(jié)果。有些行業(yè)常用的數(shù)字白度儀采用的是就是45°/0°的幾何條件。

積分球類設(shè)備測量白度是利用漫射光學(xué)幾何結(jié)構(gòu)（漫射照明，0°觀察，即 d/0°）。接收器位于 0° 位置，垂直于紙樣的平面，并采集從樣品表面反射的光量，然后計(jì)算光譜功率分布在 457 納米處的能量響應(yīng)。漫反射測量結(jié)構(gòu)反映了在樣品的非均勻性表面上反射的光量，并平均了紙張不同位置由于反射差異造成的影響，因此，積分球類儀器的測量值對紙張表面的不平整性敏感較低。

影響紙張白度的因素

3.1. 填料的白度：填料的白度因其種類和等級不同，有很大的差別。如果使用比漿料白度高的填料，則填料越多，紙張的白度也就越高。

3.2. 涂料的白度：涂料印刷紙的白度是由原紙的白度、涂料的白度以及涂布量來確定的。如果原紙的白度高于涂層，一些透過涂層的光線將被原紙表面反射回去，并再次通過深層涂層的表面反射出來，則白度也可提高。

3.3. 表面施膠劑，也是提高紙張白度的有效途徑。

紙張白度與印刷顏色之間的關(guān)系

1. 紙張白度與印刷色差之間的關(guān)系

　　無論是通過目測還是儀器測量，紙張本身的白度總是一定的，不同紙張間的白度差也是一定的。白度不同的紙張?jiān)谟∷r(shí)色差是不恒定的，時(shí)大時(shí)小。對于某一指定標(biāo)準(zhǔn)，紙張的白度差越大，產(chǎn)生的色差值并不像人們預(yù)料的那樣大，有時(shí)反而更小，因而紙張的印刷色差與白度差之間并不存在正向的關(guān)系。所以，各種紙張?jiān)诎锥壬系南嘟潭扰c印后顏色的相近程度間并無正向關(guān)系，在印刷缺紙的情況下，憑目測的方法挑選一種白度相近的紙張代替的作法是不可取的。

2紙張白度與呈色效果的關(guān)系

　　紙張白度越高，其表面越能使油墨色彩的特性準(zhǔn)確地表現(xiàn)出來。這是因?yàn)榘准堃淹ㄟ^透明墨層減色合成的色光反射回去。所以白度高的紙張幾乎可以反射全部的色光，使印品墨色鮮艷飽和，視覺效果也好。而白度低的紙張，由于會(huì)吸收部分色光，既不能真實(shí)的表現(xiàn)明暗色調(diào)的反差，又容易造成顏色偏差。比如有的出現(xiàn)偏黃，有的出現(xiàn)偏紅，還有的出現(xiàn)偏綠等等。當(dāng)紙張本身偏色時(shí)，紙面上所印的顏色便是油墨和紙張兩者綜合呈色的效果了，這樣必然會(huì)出現(xiàn)一些偏色情況?；谶@一情況，印刷時(shí)有必要對紙張的白度和偏色情況對照原始的顏色進(jìn)行分析，通過適當(dāng)?shù)姆椒m正偏色。如當(dāng)紙張顏色偏黃時(shí)，就不應(yīng)該選用深黃、孔雀藍(lán)和大紅等色相的油墨印刷，也就是說，一方面，應(yīng)根據(jù)紙色特點(diǎn)，正確選用油墨來消除偏色。另一方面，可通過調(diào)墨方法來糾正色偏。

3紙張白度對專色油墨的影響

白度不同(或帶有一定顏色)的紙張，對印刷墨層的顏色顯現(xiàn)有不同的影響。對同一種白板紙而言，白度不同印刷墨層的顏色差異主要體現(xiàn)在專色墨中黑墨成分的多少，尤其是對L*值在70以上的顏色，影響特別明顯，造成專色墨的配比差別很大。如果專色配墨房現(xiàn)有的紙張白度和客戶來樣所用紙張差別較多，在配制淺色時(shí)，難度會(huì)很大，有些顏色甚至很難達(dá)到顏色匹配的效果，視覺匹配也更難。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用白度相同的紙張印刷，以減小紙張白度對印刷顏色的影響。

　　紙張白度是準(zhǔn)確呈現(xiàn)印刷顏色的基礎(chǔ)，印刷用紙的白度對所呈現(xiàn)印刷色的色相、明度、飽和度起著決定性作用。所以在印刷中，由于不同的印刷品所需要的紙張的白度是不一樣的，一定要選擇合適的紙張來追色和印刷，才能保證最好的印刷顏色質(zhì)量。