棉花顏色分級研究內容包括顏色分級圖、實物標準、文字描述三部分。顏色分級圖明確了各棉花顏色級的區(qū)域和所在位置，用于顏色測試儀判定顏色級。實物標準顯示了各顏色級棉花的實際顏色特征，用于感官檢驗，實物標準是保證感官檢驗和儀器檢驗相符的技術基礎。文字描述體現了各顏色級棉花的自然特性，說明了顏色分級是如何表現棉花自然特性的。

一、棉花的反射率（Rd）和黃色深度（＋b）

任一物體的顏色，都可以用色度學的三個基本參數來描述它的特性，即明度、色調和飽和度。明度是指非自發(fā)光物體表面相對明暗的特性，相當于自發(fā)光物體的亮度因素。色調表示色彩彼此區(qū)分的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的顏色特性，相當于光的主波長。飽和度表示顏色的豐滿程度，即濃淡程度。若以這三個參數為坐標，可以形成一個三維的顏色空間，任一顏色對應于空間中的一個點。目前，國際上廣泛采用孟塞爾（Munsell）顏色空間來表示顏色特性。孟塞爾色空間的中心軸代表無彩色黑白系列的明度等級，與中心軸垂直的平面的各個方向代表不同的孟塞爾色調，離開中心軸的距離表示飽和度。

圖1 孟塞爾色卡

對于非彩色棉，棉花的基本色調很接近孟塞爾色卡的10YR，可以認為，不同的棉花色調是相同的，也就是說棉花的色調在孟塞爾色空間的10YR平面上。為此，在10YR色平面上，只要用明度和飽和度兩個坐標來刻劃棉花的顏色特性。

棉花測色儀采用亨特（Hunter）坐標，其中Rd（%）表示反射率；＋a表示反射光紅色成分，-a表示綠色成分；＋b表示黃色成分，-b表示藍色成分。亨特系統(tǒng)Rdab與國際照明委員會的CIE1931色度系統(tǒng)存在下列關系：

應用CIE1931系統(tǒng)測量出物體顏色的X、Y、Z三刺激值，就可以計算出Rd、a、b參數。對于棉花來說，a近似一常數，無須測量，即三刺激值中的X無須測量。所以，棉花測色儀只要測量棉花的Y、Z兩刺激值便行了。根據棉花測色儀測得的Y、Z兩刺激值，利用下列公式得出亨特系統(tǒng)顏色空間的結果：

其中，Rd是反射率，屬明度指標；＋b是黃色深度，屬飽和度指標。

二、關于棉花顏色類型

棉花顏色的變化，在色度學上是三維漸變的，很難有真正意義上的空間分割。只是人們?yōu)榱藚^(qū)別顏色的需要，將其分類。棉花顏色類型的劃分也是這樣。試驗研究人員在對我國幾大棉區(qū)，大量棉花實物樣品的基礎上，將棉花按顏色劃分為白棉、淡點污棉，淡黃染棉，黃染棉四個類型。

棉花顏色類型的劃分，主要依賴于棉花樣品中黃色程度而定。正常棉花的底色為白或乳白色，這樣的棉花為白棉類型。由于在未成熟期就因霜或干旱、蟲害而死的棉纖維呈現的是深黃色，因此棉花中含有的這種纖維越多，顏色就越黃越深。另一個造成棉花顏色發(fā)黃的原因是皮棉的存儲。發(fā)黃纖維程度的多少取決于存儲時的溫度、濕度和存儲時間的長短。

1.對各類型棉花的理解。

白棉：中國主產區(qū)主要品種在正常天氣下正常生長、成熟或過成熟的棉纖維（包括日照過度和灰塵污染），都描述為白棉類型。這里所述正常天氣是是指當地代表性氣候，籽棉未受特殊的雨水污染。正常生長是指未因病蟲害、干旱、洪澇等自然因素影響棉株生長發(fā)育。包括正常的早期棉、所有的中期棉、未受霜凍的晚期棉，以及中期棉中含有少量晚期棉和個別早、中期僵瓣棉。

此類型棉主要突出“正常”，在一切涉及影響棉花色澤因素均基本正常時的棉花劃為白棉，給人的色感為潔白、灰白、乳白色，不應該有偏黃、陰黃的感覺。

淡點污棉：白棉中混有部分在未成熟期就因霜或干旱、蟲害而死的發(fā)黃的纖維，或因受輕度污染和長期儲存變黃的纖維，即白棉中混有部分僵瓣棉，或是白棉因受輕度污染或水分過大引起纖維整體色澤變黃。

此類型棉花突出白棉中混有少量的淡黃色纖維的概念，黃色纖維來源有很多種，并不限于是哪種。從字面理解就是白棉中有淡黃色纖維斑點，即是淡點污染，用含量來描述是少量。其它達到同種黃度的棉花還有幾種，一是因儲存時間較長，原來白棉中未成熟棉顏色變異較快，形成淡黃染斑點。二是新棉因多種原因整體變黃，此種淡點污棉外觀形態(tài)不同于典型的淡點污棉外觀，容易引起爭議，長江流域棉區(qū)比較常見。

淡黃染棉：各種僵瓣棉和部分晚期次棉、污染棉、爛桃棉，或是淡點污棉變異而來。此類型棉正常情況很少出現，多為加工白棉時分離出來的棉花和污染棉組成。

黃染棉：新棉中幾乎找不到這種棉花，在特殊情況下才會出現，為多年儲存變異，或回潮率大的籽棉，沒有及時晾曬變黃。

2.對棉花顏色分級圖類型線的理解。

由視覺特性可知，相同黃色深度的顏色，反射率越低，給人感覺顏色越重，主觀認為就是越黃。只有反射率低、黃色深度小一些的棉花，才能和反射率高、黃色深度大一些的棉花視覺黃度相當。為此類型線需要從右上向左下傾斜。

從棉花自然生長特性看，一般情況反射率高的棉花，籽棉吐絮好，成熟度高，黃色深度略大一些，不影響對籽棉質量的判斷。然而高級別棉，黃色深度略大一些，仍可判定為白棉。反射率低的棉花，如黃色深度稍大，籽棉表現為吐絮不好，成熟度低，籽棉質量差，那么反射率越低，對黃色深度要求就越高。所以類型線從右上向左下傾斜符合籽棉自然生長特性。

類型線應處在棉花由白變黃過程中視覺感覺黃色深度變化較大的位置，或者處在籽棉性質發(fā)生較大變化的位置。

三、關于棉花顏色級別

依據黃色深度確定的同一類型的棉花，其反射率也各不相同，我國棉花的反射率一般在40%～85%。按反射率高低，可以將其劃分為不同級別。如果對照實物標準確定棉花級別，這里所指的反射率，可以理解為受到光線照射的棉花在人的視覺上的“反射率”。

由視覺特性可知，相同反射率時越黃的棉花感覺越亮。等級線向右下傾斜，使同一等級棉花給人的綜合感覺亮度相同。

從棉花自然生長特性看，籽棉顏色存在地域差，相同程度的籽棉，由于不同地域呈現不同反射率，黃色深度低的，反射率相應高；黃色深度高的，反射率相應低，因此級別線從左上向右下傾斜，也符合籽棉的地域特性。

圖2 棉花顏色分級圖