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在纺织行业中,白度是控制其质量和外观的重要物理指标。为统一物体表面白度评价,国际照明委员会(CIE)于1986年推荐了CIE白度公式,之后,各国颜色科学家又相继提出许多白度公式。然而,采用不同白度公式评定纺织品白度的效果存在差异,故选择一个较优的白度公式对纺织行业非常重要。
本研究通过自制白色(非荧光和荧光)涤纶织物,采用成对比较法和类别判定法分别对白色样品进行视觉评价,获取原始视觉白度,利用8个典型的和较新的主要白度公式(Hunter、Ganz、Grum、CIE、Uchida、C/V、Wuv、WLAB)计算客观白度,借助数理统计方法评价各个公式的计算白度值与人眼视觉感知的一致性。主要研究内容及结论如下。
(1)在成对比较法视觉实验中,从自制样本里筛选出28个非荧光和22个荧光白色织物为目测样品;在类别判定法的视觉实验中,从自制样本里筛选出85个非荧光和72个荧光白色织物为目测样品。主观评价结果显示,超出CIE白度范围的一些样品也被观察者判断为白色,亦说明CIE白度范围需要进一步调整。
(2)将两种视觉实验方法得到的4组原始视觉数据进行数理统计分析,总体而言,评价符合CIE白度范围的非荧光样品,各白度公式的预测性能从优到劣排列为:Hunter2>CIE>Grum>Ganz>Uchida>Wuv=WLAB>Hunter1>C/V,其中Wuv和WLAB预测性能相似且一般,Hunter1和C/V预测性较差,基本不能正确评价非荧光物体表面白度;评价符合CIE白度范围的荧光样品,各白度公式的预测性能排序为:Grum>Hunter2>C/V>CIE>Uchida>Ganz>Wuv>WLAB,其中Wuv和WLAB预测性能较为接近。
(3)评价包含CIE白度范围外荧光样品时,8个公式的预测性能排序是:Grum>Hunter2>C/V>WLAB>Wuv>Uchida>CIE>Ganz,其中Grum、Hunter2和C/V公式依然表现出显著的优异性,Uchida、Wuv和WLAB的预测性能明显提升且大于CIE,比CIE能更很好地评价CIE范围外的样品。虽然Grum稍好于Hunter2排名第一,但在增加CIE白度范围外样品时其变化趋势不如Hunter2好。
(4)C/V公式在评价非荧光样品时计算值与人眼几乎不相关,但在评价荧光样品时表现较好,建议对该公式的适用范围划定界限。Hunter1在自身定义的范围内(评价非荧光样品)与人眼的一致性较差,Hunter2无论评价非荧光还是荧光样品都显示卓越的预测性能,而研究文献大都采用Hunter1,因此未见对Hunter公式的积极评价。根据本研究结果,建议评价纺织品时,无论是否荧光增白,均可采用Hunter2公式,以进一步检验该公式的效果。
排除C/V和Hunter1公式,采用多指标综合评价,无论对荧光样品还是非荧光样品,各白度公式的预测性能从优到劣排序为:Hunter2>Grum>CIE>Uchida>Ganz>Wuv>WLAB。本文研究对白度公式的优化及发展具有理论指导和实际应用意义。
本研究通过自制白色(非荧光和荧光)涤纶织物,采用成对比较法和类别判定法分别对白色样品进行视觉评价,获取原始视觉白度,利用8个典型的和较新的主要白度公式(Hunter、Ganz、Grum、CIE、Uchida、C/V、Wuv、WLAB)计算客观白度,借助数理统计方法评价各个公式的计算白度值与人眼视觉感知的一致性。主要研究内容及结论如下。
(1)在成对比较法视觉实验中,从自制样本里筛选出28个非荧光和22个荧光白色织物为目测样品;在类别判定法的视觉实验中,从自制样本里筛选出85个非荧光和72个荧光白色织物为目测样品。主观评价结果显示,超出CIE白度范围的一些样品也被观察者判断为白色,亦说明CIE白度范围需要进一步调整。
(2)将两种视觉实验方法得到的4组原始视觉数据进行数理统计分析,总体而言,评价符合CIE白度范围的非荧光样品,各白度公式的预测性能从优到劣排列为:Hunter2>CIE>Grum>Ganz>Uchida>Wuv=WLAB>Hunter1>C/V,其中Wuv和WLAB预测性能相似且一般,Hunter1和C/V预测性较差,基本不能正确评价非荧光物体表面白度;评价符合CIE白度范围的荧光样品,各白度公式的预测性能排序为:Grum>Hunter2>C/V>CIE>Uchida>Ganz>Wuv>WLAB,其中Wuv和WLAB预测性能较为接近。
(3)评价包含CIE白度范围外荧光样品时,8个公式的预测性能排序是:Grum>Hunter2>C/V>WLAB>Wuv>Uchida>CIE>Ganz,其中Grum、Hunter2和C/V公式依然表现出显著的优异性,Uchida、Wuv和WLAB的预测性能明显提升且大于CIE,比CIE能更很好地评价CIE范围外的样品。虽然Grum稍好于Hunter2排名第一,但在增加CIE白度范围外样品时其变化趋势不如Hunter2好。
(4)C/V公式在评价非荧光样品时计算值与人眼几乎不相关,但在评价荧光样品时表现较好,建议对该公式的适用范围划定界限。Hunter1在自身定义的范围内(评价非荧光样品)与人眼的一致性较差,Hunter2无论评价非荧光还是荧光样品都显示卓越的预测性能,而研究文献大都采用Hunter1,因此未见对Hunter公式的积极评价。根据本研究结果,建议评价纺织品时,无论是否荧光增白,均可采用Hunter2公式,以进一步检验该公式的效果。
排除C/V和Hunter1公式,采用多指标综合评价,无论对荧光样品还是非荧光样品,各白度公式的预测性能从优到劣排序为:Hunter2>Grum>CIE>Uchida>Ganz>Wuv>WLAB。本文研究对白度公式的优化及发展具有理论指导和实际应用意义。