什么是白度？白度是某些行业（如造纸、纺织等）产品质量和外观的一个重要物理指标。影响物体白度的因素很多，所以白度的测量方法和计算公式也有很多。本文对白度的定义及白度的定量评定公式进行了简单的介绍，对白度知识感兴趣的朋友可以了解一下！
什么是白度？
在五彩斑斓的颜色世界里，白色和近白色是人们接触最多也是最喜欢的颜色。“白”拥有光反射比高、色饱和度低的颜色属性。基于视觉感知而判断反射物体所能“显白的程度”，学术上称为白度。白度（Whiteness）表示物质表面的白色程度，用白色含量的百分率来表示。通常把氧化镁的白度定为100%，即其反射率为100%，反射率越高，白度越高。白度的单位为“%”。白色与其他颜色一样是一种三维空间的量，位于色空间中相当狭窄的范围内。正常色觉的观察者可根据一定范围内光反射比、色饱和度和主波长不同，将一系列白色按其白度高低排成一维序列，进行定量评价。20世纪60年代以来，因不同的生产领域对白度的评价有不同的见解，所以先后提出的白度公式达上百种，令人遗憾的是到目前为止仍然没有一个通用的白度公式。但是在保证可靠性和准确性前提下，不同的公式依然可以得到相对统一的白度标准。
一般情况下，当物体表面对可见光谱内所有波长反射比都在80%以上时，可认为该物体表面为白色。从反射率曲线上可看出，白色物质在可见光谱区间内几乎呈一条光滑曲线没有峰谷。理想标准白板应对一切波长辐射完全漫反射无吸收，即其反射比对任何波长的辐射都等于1的纯白物质，但是这种全漫反射物质在现实情况中几乎不存在，故现在所用的标准白板都是以反射比非常接近1的化学物质（如高纯度硫酸钡、氯化镁）作为替代，以此对被测物质作目视的相对比较。实际上白度可以看作是距离理想白色的程度。
白度的定量评价公式：
目前对白度的定量评价主要有三方面的困难。首先由于人们对物质表面的颜色感觉带有一定的主观性和个体差异性，例如有的人喜欢暖红色的白，有的人喜欢带蓝色的白，因此不同的人目视的白度就会有一定的差别；其次物质的颜色会随着观察环境和条件的改变而有些许变化；最后因为不同的行业和产品的差异需要不同的评价标准，因此想要得到一个既符合目视评定又符合色度学测量的通用白度公式有一定的困难。目前根据不同行业的特点，以下几个公式得到了相对广泛的认可。
1.单波段白度公式
我们已经知道对任何一种白色物质的表面都可以用色度坐标三个参数（X，Y，Z）按照颜色的三个基本属性（光反射比、色饱和度和主波长）来表示。但是现实中人们都不停地探索着用距离理想白度的百分比来简单表示，即用一个或两个参数表示。
蓝光白度（又称R457白度）是一种单波段白度公式被广泛应用在造纸、塑料、建材等行业中。纸张、建材、织物等物质的白度之所以能用一维标准来表示，主要取决于这些物质本身的固有属性，这些物质的白度在色空间近似直线分布。此外对于纸张的分光测试结果显示，短波长比长波长的分光反射率下降很多。因此对于纸张可以使用短波长区域的反射率来表示。
2.多波段白度公式
同样有很多物质（如染料）由于自身特性的原因，其表面白度无法简单的用一维标度来表示。对一部分染料，其波长在450nm以上时才有较高的反射率，但在短波长处反射率却快速下降，分光反射率曲线不呈平坦分布，其目视反射率较高；另一部分染料，分光反射率较低，曲线平坦，目视反射率较低。由于这两种相反情况的存在，无论用长波长还是短波长反射率来评价染料的白度显然不够科学，因此就需要用两种或以上波长的反射率组合表示白度。这样通过同时使用短波长、长波长的反射率及其系数的方法来表示试样的白度，更符合试样的目视评定和色度学测量。多波段白度公式一般的形式为：W=f（R1，R2），其中f表示系数，R代表反射率。染料行业常用的BASF白度公式就是典型的多波段白度公式。
BASF白度公式：W=4Rz-3Ry
3.明度及纯度型白度公式
在自然界中，有一些白色物质的分光反射率并不对特定波长有峰值，其色调有些偏黄。此外由于现代工业中人们大量使用蓝色染料和荧光增白剂，这些添加物的使用不仅会使白度增加，而且会导致白色夹杂颜色（如偏蓝）。这两种情况都会使目视反射率升高，色度降低。对于这些物质学者们尝试用明度和纯度函数来表示样品的白度，国标GB/T5950《建筑材料与非金属矿产品白度测量方法》中提出亨特完全白度公式，此白度公式特点是以色差的形式计算白度，测定结果级差较小，白度较高，此公式只适合用于白度较高的物品。
亨特完全白度公式：WH10=100-[（100-L）2+a2+b2]1/2
式中WH10表示亨特完全白度，L代表明度，a、b代表色度。
4.甘茨白度
以上几种白度公式中，基本上没有考虑偏色的影响，偏红、偏绿都统称为白。
但在实际中，理想的中性白是不存在的。经过国际上长期的讨论和商议，CIE色度技术委员会在1986年制定了白度测量的规范：
（1）应该使用同样的标准光源（或照明体）例如D65照明体（色度学用CIE标准照明体）为近似的CIE标准光源，进行视觉的仪器的白度测量。
（2）不符合（1）条件下得到的实验数据不能确定或检验白度公式。
（3）推荐使用白度W=100的完全反射体（在可见波段光谱反射比都等于1的理想漫射体。简称PRD）作为白度公式的参照标准。
按照CIE制定的标准，测量白度时采用其推荐的D65标准光源，参照标准白采用完全反射漫射体，在此基础上CIE委员会制定了甘茨白度公式，此公式以物体颜色三刺激值为基准来计算，颜色三刺激值的特性决定了白度值大小。
甘茨（Gans）白度公式：
W10=Y10-800x10-1700y10+813.7
Tw10=650y10-900x10+67.3
上式中W10代表白度值，Tw10代表色泽值。
总体来看，基于白度检测的理论及公式繁多，国际和国内标准也没有统一完善的标准。在我国由于检测设备的生产技术比较落后，国内企业生产的各种白度仪所采用的检测技术不尽相同，品质参差不齐，标准白板的一致性也有偏差。所以测量样品白度时一定要根据样品的属性选择适合的白度公式，在此基础上采用对应的白度测量设备，同时在测量过程中尽量连续测量多个样品，保证各个样品测试环境相同，只有这样才能得到可靠性较高的白度值。
