四論棉花色特征的綜合評定

　　[摘要]首先闡明作者的論點：分級線由右上方向左下方傾斜，其論據是符合綜合評價法的法則；符合色度學的理論；符合分級員的經驗。然后對“棉花色特征等級線方向(斜率)”一文的論點：分級線由左上方向右下方傾斜進行商榷。
　　Summary: At first, the author put forward arguments: Cotton grade line shall slant from top right corner to lower left, it shall be up to rule of overall evaluation; and be up to theory of colorimetry; and be up to experience of cotton grader. Then deliberate with argument of Study on the Direction of Color Grade Line(Slope): Cotton grade line shall slant from top left corner to lower right corner.
　　[關鍵詞]色特征、黃色深度、反射率、分級線、綜合評價法、色度學
　　Keywords: Color Grade, Hunter’s+b, Reflectance, cotton grade line, overall evaluation, colorimetry
　　河北省紡織纖維檢驗局付局長陸世棟同志的“棉花色特征等級線方向(斜率)”⁽¹⁾一文的論點是：棉花色特征等級線應該是右下傾斜方式，即由左上方向右下方傾斜。本文的論點是：左下傾斜方式，即由右上方向左下方傾斜。截然相反的兩種論點是很值得深入討論的，這樣有利于修訂GB1103--2007《棉花細絨棉》國家標準，從而求得一個科學合理的、切實可行的、廣受歡迎的國家標準?，F從以下兩個方面予以論述。
　　作者鑒于GB1103--2007《棉花細絨棉》中規定：棉花樣品表面反射率和黃色深度測試結果，在棉花色特征圖上的位置所對應的色特征級，即為該樣品的色特征級。因此，本文稱其劃分棉花色特征級的線為分級線，簡稱分級線。
　　一、分級線由右上方向左下方傾斜能做到三個符合
　　分級線由右上方向左下方傾斜能做到三個符合：符合綜合評價法的法則；符合色度學的理論；符合分級員的經驗。
　　(一)符合綜合評價法的法則
　　綜合評價是根據多項指標、從多個不同側面對有關現象進行全面的綜合判斷。用一個總指標來說明被評價事物的水平^[2]。
　　這可從小學生學習成績排出優、良、中、可、劣為例說起。
　　假設：以語文、數學兩門成績的綜合成績排名為例，且兩門成績同等重要(即估價權數相等)，則以兩門成績的平均分數排名?？衫L成圖1所示：

　　A同學語文100分、數學90分，平均95分，評為優；B同學語文90分、數學100分，平均95分，也評為優。以此類推……。又如：G同學語文78分、數學90分，平均78分，落在‘可’的范圍，評為可；H同語文78分、數學90分，平均84分，落在‘可’的范圍，也評為可。即兩門成績可以相互補償，即此升彼降，總的評價值不變。
　　棉花色特征圖是根據黃色深度和反射率兩項指標綜合評定色特征級的。在這里特別要說明的是：黃色深度(+b)愈小是愈好；反射率(Rd%)愈大是愈好。
　　這樣可以仿照圖1的格式，可以繪成圖2：

圖2　　1993年國家棉花實物標準(鋸齒棉)各級的測試結果

　　圖中1.2.3.4.5.6.7點為1993年國家棉花實物標準(鋸齒棉)各級的測試結果^[3]，現作a-a＇線為1-2線的垂直線，……以此類推.這樣a-a＇線等的分級線由右上方向左下方傾斜，可以使反射率和黃色深度兩項指標互相取長補短，如圖中的C1棉樣與C2棉樣相比：反射率低些，但黃色深度淺些，兩者都可以評3級。以互相補償，即此升彼降，總的評價值不變.
　　這類似于上述的小學生根據學習成績排優、良、中、可、劣那樣，語文和數學成績互相可以取長補短排成績。
　　(二)符合色度學的理論
　　棉花測色儀測得的反射率(Rd)%和黃色深度(+b)可溯原于1948年由亨特(Hunter)提出的亨特系統Lab顏色空間[4]，如圖3所示。對表面色它由一個明度因素L和兩個色度因素a、b組成的，L從0到100，a從紅色變化到綠色，b從黃色到藍色。試樣與標準樣的色差用亨特色差△EH表示，計算公式如下：

　　△EH＝((△L)2+(△a)2+(△b)2)1/2
　　式中：△L、△a、△b為試樣與標準樣顏色空間坐標L、a、b之差。
　　聯系到棉花實際，有兩點需要說明：1反射率(Rd)與明度(L)的關系，它們都是由三刺激值中的綠光刺激值(Y)求得，L＝10Y1/2、；而Rd＝Y，所以L＝10(Rd)1/2。2由于棉花的a值近似一常量[5]，就可以對亨特系統Lab顏色空間簡化為二維坐標，如圖3中的粗線條部分，作為棉花色特征的坐標。
　　因此，對棉花而言，上述色差公式可寫成：
　　△EH＝｛(△〈10(Rd)〉1/2)2+(△b)2｝1/2
　　棉花樣品比對某一級的色特征級的實物標準(或某一個色特征級的色度數據)的反射率(Rd)和黃色深度(+b)時，兩者完全相同，即色差為零是極少的，絕大多數情況下是有色差的，這樣，必定要設定一個色差范圍，要做到這一點，則上述公式中的(△〈10(Rd)〉1/2)2和(△b)2要一定；或(△〈10(Rd)〉1/2)2小的同時，(△b)2要大；或(△〈10(Rd)〉1/2)2大的同時，(△b)2要小?？傊?，Rd與b要相互補賞，才能保持一定的色差范圍，這就是棉花色特征級綜合評定的理論依據。
　　(三)符合分級員的經驗
　　眾所周知，棉檢員憑官感檢驗棉花色特征時，是以實物標準與色特征條件兩
　　者相結合的。絕大多數棉花樣品與實物標準總是有若干差別的，有的棉花樣品會呈現：比某級實物標準的反射率大些(好些)，而黃色深度大些(差些)；或者比某級實物標準的反射率小些(差些)，而黃色深度小些(好些)，在這種情況下，棉檢員必定會根據反射率和黃色深度兩指標相互補償的綜合評價法則，再結合與某級實物標準的差別程度，將這個棉花樣品評定為這個級或下一個級。
　　二.關于與陸世棟“棉花色特征等級線方向(斜率)”^[1]一文的商榷
　　陸文的論點是：棉花色特征等級線應該是右下傾斜方式，即由左上方向右下方傾斜。為此，作者對陸文提出以下兩個方面的問題進行商榷。
　　(一)陸文的論點存在三個不符合勢必在實踐中造成下列問題
　　分級線由左上方向右下方傾斜不符合綜合評價法的法則；不符合色度學的理論；不符合分級員的經驗。由于做不到上述的三個符合，勢必在實踐中造成下列問題：
　　1.造成不三不四的棉花評定成顛三倒四
　　GB1103-2007《棉花細絨棉》的棉花色特征圖如圖4所示^[6]，其分級線是由左上方向右下方傾斜的。

　　現舉例來說，一棉農有A、B兩批棉花，其色特征數據如表1所示，并在圖4上標注其坐標點。

　　由上述圖4和表1不難看出：A批棉花比B批棉花的反射率(光澤)高了4.0%、黃色深度淺(白了)3.5，反而在色特征圖上評定為41級，即白棉4級；B批棉花比A批棉花反射率(光澤)低又黃卻評定為31級，即白棉3級，這樣造成不三不四的棉花評定成顛三倒四。以此類推，其他各級也肯定會有類似的顛倒評級的情況，即一級與二級顛倒；二級與三級顛倒；四級與五級顛倒；五級與六級顛倒；六級與七級顛倒。不僅會顛倒1亇級，甚至于會出現顛倒2-3級的情況。
　　2.石河子纖維檢驗所驗證試驗結果[7]不符率竟高達64.48%。
　　石河子纖維檢驗所根據棉花色特征圖(圖4)，對近7萬包棉花進行感官檢驗色特征級與HVI儀器測試的色特征級進行了驗證試驗對比，其平均不符率竟高達64.48%。
　　在此摘錄該資料的有關內容：
　?、攀幼颖比摵霞庸S北泉分廠
　　共檢驗棉花35364包，感官檢驗色特征級低于HVI檢驗色特征級的占56.75%；高于HVI檢驗色特征級的占12.02%，兩者合計不符率為68.75%。各級情況統計如下：
　　白棉1級：相符率為0%、差1個級的不符率為34.28%、差2個級的不符率級65.71%、差5個級的不符率為0.01%。
　　白棉2級：相符率為21.75%、差1個級的不符率為78.04%、差2個級的不符率為0.13%、差4個級的不符率為0.01%。
　　白棉3級：相符率為72.84%、差1個級的不符率為27.69%、差3個級一的不符率為0.01%。
　　白棉4級：相符率為48.72%、差1個級的不符率為34.28%、差2個級的不符率為17%。
　　白棉5級：差2個級的不符率為50%、差3個級的不符率為50%。
　　白棉6級：差3個級的不符率為100%。
　　從以上數據可以看出：白棉3級因居于圖的中間位置，相符率可達到72.84%；而其他各級(特別兩頭)相符率很低，有的級差達2-3個級。
　?、剖幼右粓F二團糧棉油加工總廠第二加工廠
　　共檢驗棉花34235包，感官檢驗色特征級低于HVI檢驗色特征級的占44.22%；高于HVI檢驗色特征級的占15.99%，兩者合計不符率為60.21%(各一級情況從略)。
　　綜上所述，GB1103--2007《棉花細絨棉》中棉花色特征圖的分級線由左上方向右下方傾斜是值得商榷的。
　　3.山東纖檢局驗證試驗結果[8]相符率也只有84.5%(而且白棉3級的包數占九成)
　　對9719包棉花,以感官檢驗色特征級與HVI儀器測試的色特征級進行了驗證試驗對比，結果如下：兩者相符的有8217包，占84.5%，相差1(士1)級的有1426包，占14.7%。相差2(士2)級的有36包，占0.4%。類型不同的有40包，占0.4%。
　　試驗的9719包棉花中，白棉3級有8736包，占總數的89.89%。
　　上面也曾提到；石河子北泉聯合加工廠北泉分廠的試驗結果中，白棉3級因居于棉花色特征圖的中間位置，相符率可達到72.84%。
　　因此，對驗證試驗結果不能僅看平均的相符率，而要分析各級的相符率，更要研究為什么有的棉樣能相差2-3個級，
　　4.美國試驗資料表明[9]不符率高達56%。
　　美國棉花色特征圖的分級線是由左上方向右下方傾斜，美國試驗資料表明：對2500包各級棉花進行驗證試驗，官感檢驗色特征級與HVI儀器測試的色特征級不符率高達56%。
　　實線是檢驗真理的唯一標準，上述所有實踐數據表明：分級線由左上方向右下方傾斜是不能對反射率和黃色深度兩項指標進行有效的綜合評定，其結果是存在嚴重問題的。如果一旦按色特征級作為結價依據之一，則會造成巨大經濟利益的矛盾問題，必須慎之又慎。
　　(二)關于對陸文的三個主要論據的商榷
　　陸文的論點是‘棉花色特征等級線應該是右下傾斜方式’，即分級線由左上方向右下方傾斜，并提出下面三個主要論據，為此逐個商榷如下：
　　1.基本符合棉花自身不同反射率對應黃色深度對人眼刺激的感覺
　　棉花測色儀測得的反射率、黃色深度是兩個獨立的指標，是根據色度學原理，以統一的標準和方法對顏色作的定量描述。色度學是以視覺生理學為基礎，以物理光學為主體，由心理學和物理學相互滲透，相互結合而發展起來的邊緣科學^[10]。因此，反射率、黃色深度這兩個獨立的指標，己充分體現棉花對人眼刺激的感覺，所以在研究分級線時只需考慮反射率、黃色深度這兩個獨立的指標如何綜合評定的問題，沒有必要再考慮棉花對人眼刺激的感覺。
　　2.和自然變異方向一致
　　棉花自然變異的因素較多，隨著貯藏時間和貯藏條件的不同，棉纖維的反射率、黃色深度、強度等的變化也不同。特別是溫濕度條件^[11]：棉花貯藏在溫度為10℃，相對濕度為50%的條件下，貯藏三年之后，其反射率和黃色深度僅顯示出很小的變化，而當貯藏在較高溫度和濕度的條件下，例如在溫度38℃和相對濕度為90%的條件下，僅12個月之后，其反射率和黃色深度變化很大，白棉上級和次上級的棉花在一年之內變成斑點棉上級，并在三年內降低為黃染棉和污染棉。另外，還指出：某些高品級的棉花放在帶有灰塵的分樣室里不到幾小時，就顯示色澤數據的降低，其結果有降低一、二級的程度。
　　對于棉花測色儀測得的數據，是說明當時被測棉樣的反射率和黃色深度兩個數據，當時只能用當時被測棉樣的反射率和黃色深度的兩個數據來進行綜合評定。至于該棉樣以后的自然變異情況，則必須重新測試該棉樣的反射率和黃色深度，從而再進行綜合評定。因此，在研究分級線時沒有必要考慮棉花今后的自然變異問題。猶如對歌手評定唱歌水平，只能依據當時唱歌情況進行打分評定，以后的唱歌情況難能預測，也不需要在當時打分評定時預測以后的情況(評價以后的從藝道路當然可以的)。
　　3.符合棉花區域分布的色澤特性
　　我國三大產棉區域有：新疆地區、黃河流域、長江流域。如果必須嚴格按照各區域的棉花色特征來進行綜合評定，則必須分別制定各區域的棉花色特征圖；或者在中國棉色特征圖上標出各區域的范圍，這樣才能真正做到符合棉花區域分布的色澤特性。如果是這樣，那么用棉樣反射率和黃色深度兩指標來進行綜合評定，其分級線也應該是由右上方向左下方傾斜，而不應該是由左上方向右下方傾斜。
　　如果現在是研究各區域的棉花色特征要在一個中國棉色特征圖上，并且不表明棉花區域，即研究一個適應全國通用的中國棉色特征圖(相當于現行的國家棉花品級實物標準中的色特征水平)，這就需要在全國各區域棉花色特征(反射率和黃色深度)總的水平基礎上劃分分級線，分級線也應符合綜合評價法的法則，由右上方向左下方傾斜，而不應該是由左上方向右下方傾斜。
　　綜上所述，作者的論點做到三個符合，即符合綜合評價法的法則；符合色度學的理論；符合分級員的經驗。而陸文的論點是三個不符合，即不符合綜合評價法的法則；不符合色度學的理論；不符合分級員的經驗，從而在實踐中造成嚴重的問題。陸文的三個論據：基本符合棉花自身不同反射率對應黃色深度對人眼刺激的感覺；符合棉花區域分布的色澤特性；和自然變異方向一致，也是很不恰當的。
　　本文承蒙青島市紡織工程學會戴受柏高級工程師審閱，深表感謝。

　　參考資料

　　[1]陸世棟.棉花色特征等級線方向(斜率).北京.中國纖檢.2010.7
　　[2]杜棟等編著.現代綜合評價方法與案例精選.北京.清華大學出版社.2008
　　[3]呂善模等.中國棉花色特征和品質調查試驗報告.北京.中國標準化協會纖維分會優秀論文匯編.1993
　　[4]李汝勤.宋鈞才主編.纖維和紡識品測試技術.上海.東華大學出版社.2009
　　[5]王德洛編著.美國棉花纖維檢測技術.北京.中國纖維檢驗局1986.
　　[6]GB1103-2007《棉花細絨棉》.北京.中國標準出版社.2007
　　[7]張偉、何啟平、揚君，棉花色特征級驗證試驗數據分析.鄭州.中國棉花加工.2009.NO.3
　　[8]張現方等.淺談棉花色特征檢驗.北京.中國纖檢2010.NO.8
　　[9]雷雷譯編.神經網絡在棉花色特征級檢驗中的研究應用進展.北京.中國纖檢.2008..NO.5
　　[10]束越新編著.顏色光學理論基礎.濟南.山東省科學技術出版社.1981
　　[11]宋鈞才.棉花品級標準樣品保管方法的研究介紹.北京.纖維檢驗通訊.1984.NO.4