ГлавнаяСтатьиЗнанияФизиология и психология восприятия света и цвета. Физика цвета. Цветовое зрение человека

Физиология и психология восприятия света и цвета. Физика цвета. Цветовое зрение человека

Весь видимый нами спектр электромагнитных излучений заключен между коротковолновым (длина волны от 400 нм) излучением, которое мы называем фиолетовым цветом, и длинноволновым излучением (длина волны до 700 нм), называемым красным цветом. Остальные цвета видимого спектра (синий, зеленый, желтый, оранжевый) имеют промежуточные значения длины волны. Смешение лучей всех цветов дает белый цвет.

Цвета спектра и основные цвета

Впервые непрерывный спектр на семь цветов разбил Исаак Ньютон. Это разделение условно и во многом случайно. Условность вызвана европейским менталитетом ученого и традициями: семь нот, семь планет, семь металлов, семь грехов и т.д.

Стоит заметить, что существенный вклад в цветоведение внесли художники, философы и поэты. Величайший поэт Гете создал трактат «Учение о цвете». Все явления, связанные с цветом, Гете рассматривал с позиции воздействия цвета на человека, выделяя два вида такого воздействия: на организм человека (физиологическое) и на его духовный мир (психологическое). Цвет он называл продуктом света, вызывающим эмоции. Гете первым предложил систему, описывающую влияние различных цветовых впечатлений на психику человека.

У Гете каждый цвет — это сгусток эмоциональной сущности, имеющий свой темперамент и по-разному проявляющийся в стол- кновении с другими цветами. Эмоциональные реакции на эти взаи- моотношения являются эстетической основой цветовой гармонии.

Шесть основных цветов, по Гете, образуют два треугольника. Первая характерная пара — желтый и синий — это основание цветового треугольника, на вершине которого поэт-философ расположил «царственный» пурпурный цвет. Вторая характер- ная пара — оранжевый и фиолетовый — служила основанием треугольника, вершина которого отводилась «плебейскому» зеленому цвету. Таким построением Гете впервые установил ие- рархию гармонических взаимосвязей.

Свернув непрерывную линию спектра в кольцо, поэт создал цветовой круг Гете, где друг напротив друга оказались противо- положные цвета, соединения которых принято считать гармони- ческими сочетаниями.

По мнению Гете, цвет объективен, как и электромагнитные колебания, столь высоко ценимые физиками. Этот подход не от- рицает наличия электромагнитного спектра, регистрируемого физическими методами как индикатора некоторых цветов.

Взгляды Гете позволяют выйти из сферы физики и физиологии в область, непосредственно относящуюся к психологии.

На практике художники многие цвета и оттенки получали смешением небольшого количества красок.

Ученые, анализируя явления природы, пытались разложить цвет на элементы, что привело к выделению основных цветов, в ка- честве которых эмпирически выбрали красный, зеленый и синий.

В Англии основными цветами долго считали красный, желтый и синий. Лишь в 1860 г. Д. К. Максвелл ввел аддитивную (осно- ванную на прибавлении) систему RGB (красный, зеленый, синий). Эта система в настоящее время доминирует в различных систе- мах цветовоспроизведения.

В 1931 г. CIE разработала цветовую систему XYZ, называе- мую также нормальной цветовой системой.

В 1951 г. Э. Мюллер предложил субтрактивную (основанную на вычитании) систему CMYK (сине-зеленый, пурпурный, желтый, черный), которая широко применяется в полиграфии и цветной фотографии.

Понятие «дополнительный цвет» было введено по аналогии с основным цветом. Было установлено, что оптическое смешение некоторых пар цветов может давать ощущение белого цвета. Так, к триаде основных цветов «красный — зеленый — синий» до- полнительными цветами являются голубой —пурпурный — жел- тый. На цветовом круге Гете дополнительные цвета располагают оппозиционно основным, так что цвета обеих триад чередуют- ся. В полиграфической практике в качестве основных цветов ис- пользуют разные наборы тех же основных цветов.

Цвет — это субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, которая зависит от физиче- ских, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света и несветящимися объектами. Следует отличать отраженный цвет как психофизиологическую характеристику объекта (бурый медведь, малиновый автомо- биль) и испускаемый цвет как характеристику источника света (красный свет, зеленый свет).

Теории цветоощущения. Наиболее признана трехкомпонентная теория Г. Гельмгольца, согласно которой цветовое вос- приятие обеспечивается тремя типами колбочек с различной цветовой чувствительностью. Одни из них чувствительны к крас- ному цвету, другие — к зеленому, а третьи — к синему. Любой цвет оказывает действие на все три цветоощущающих элемента, но в разной степени. Эта теория прямо подтверждена в опытах, где измеряли поглощение одиночными колбочками сетчатки че- ловека излучений с разной длиной волны.

 Согласно другой теории, предложенной Э. Герингом, в колбочках есть вещества, чувствительные к бело-черному, крас- но-зеленому и желто-синему излучениям. В опытах, где микро- электродом отводили импульсы клеток сетчатки животных при освещении монохроматическим светом, обнаружили, что разряды большинства нейронов возникают при действии любого цвета. В других клетках-модуляторах импульсы возникают при освещении только одним цветом. Выявлено семь типов модуля- торов, оптимально реагирующих на свет с разной длиной волны (от 400 до 600 нм).

В сетчатке и зрительных центрах найдено много так называ- емых цветооппонентных нейронов. Действие на глаз излучений в какой-то части спектра их возбуждает, а в других частях спек- тра — тормозит. Считают, что такие нейроны наиболее эффек- тивно кодируют информацию о цвете.

Известно, что если долго смотреть на окрашенный пред- мет, а затем перевести взор на белую бумагу, то тот же пред- мет виден окрашенным в дополнительный цвет. Причина этого явления — в цветовой адаптации, т.е. снижении чувствительности к этому цвету. Поэтому из белого света как бы вычитается тот, который действовал на глаз до этого, и возникает ощущение до- полнительного цвета. Такое явление вызывает последователь- ные цветовые образы.

Характеристики цвета

Прежде всего повторим, что цвет — это свойство тел вызы- вать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом и интенсивностью отражаемого, или ис- пускаемого, или видимого излучения. Цвет как явление изучает- ся целым рядом наук. Изучению подлежат наблюдаемые цвета.

Цвет любого тела воспринимается нами благодаря тому, что тела пропускают или отражают часть световых лучей, падаю- щих на них. Поглощение и отражение лучей избирательно для каждого тела, так что мы видим цвет тела таким, который соот- ветствует суммарному эффекту смешения отдельных лучей, вхо- дящих в спектр.

Все цвета делятся на две группы. В первую входят белый, черный и серые цвета — от самого светлого до самого темного. Такие цвета называются ахроматическими. Ахроматические цвета различаются между собой только яркостью. Никакой дру- гой характеристики они не имеют.

Во вторую группу входят все спектральные цвета плюс пурпурный, с любыми переходами между ними и оттенками. Эти цвета называются хроматическими. Каждый хромати- ческий цвет обладает тремя свойствами: тоном, светлотой и насыщенностью.

Тон — основная характеристика цвета, которую имеют в виду, называя цвет красным, синим и т.д. Цветовой тон может быть определен местом спектра, наиболее подходящим к дан- ному цвету.

Помимо тона, цвета различаются по светлоте, одни из них называются светлыми, а другие — темными. Какую бы светлоту ни имел хроматический тон, всегда можно найти равный ему по светлоте ахроматический. Поэтому светлоту хроматического цвета характеризуют сравнением с ахроматическим.

Насыщенностью цвета называется степень отличия этого цвета от равного ему по светлоте ахроматического.

Наряду с описанной системой характеристики цветов суще- ствуют следующие понятия:

• Оттенок (цвет) — название цвета (красный, синий и т.д.).
• Интенсивность — уровень концентрации цвета (преобладание того или другого тона).

• Глубина — степень яркости или приглушенности тональности цвета.
• Светлота — процент присутствия в цвете белого и светло-серого тонов.

• Насыщенность — процент присутствия темно-серого и черного тонов.
• Яркость — характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, пер- пендикулярную этому направлению.
• Контрастность — отношение разности яркостей объекта и фона к их сумме.

Важным свойством цвета является его теплота. Группу красных, оранжевых, желтых и желто-зеленых цветов принято называть теплыми (по сходству с цветом солнца, огня), а голубо-зеленые, голубые, синие и фиолетовые цвета — холодными (по сходству со льдом, водой, небом). Это деление условно. Всякий цвет может иметь разные оттенки и в сочетании с дру- гими казаться теплее или холоднее. Например, красный цвет с легкой примесью синевы будет холоднее оранжево-крас- ного; чем больше в зеленом примеси золотисто-желтого, тем теплее его оттенок; лимонно-желтый оттенок холоднее золо- тистого и т.д.

Художники, характеризуя цвет, употребляют такие термины, как светосила, интенсивность, звучность, блеклость.

Видимый цвет зависит от характера освещения. Вечером при свете лампы все холодные цвета темнеют, причем голубые зеленеют, синие теряют свою насыщенность; красный цвет при электрическом освещении становится насыщеннее, оранже- вый краснеет, светло-желтый трудно отличить от белого, кото- рый желтеет. В целом искусственное освещение в комнате от- личается от дневного красновато-желтым оттенком.

Человеческий глаз обладает неодинаковой чувствительностью к разным цветам при изменении условий есте- ственного освещения. Так, например, днем, когда колбочки наиболее задействованы, желтые цвета глаз видит самыми светлыми. Красный и синий цвет, к примеру цветок мака и василек, воспринимаются близкими по светлоте. При на- ступлении сумерек, колбочки постепенно перестают реаги- ровать, палочки, не чувствительные к свету, начинают пре- валировать. Постепенно глаз перестает различать цвета, начиная с красных; дольше всех видим синий свет. Поэтому в сумерках василек выглядит светлее мака, который кажется почти черным.

Важно подчеркнуть, что человеческое восприятие цвета субъективно, оно связано с бесконечно разнообразными усло- виями наблюдения натуры и индивидуальным творческим потен- циалом, поэтому полученными знаниями нельзя пользоваться механически.

Автор Андрей Мельник, художник по свету и сценограф

Продолжение

Комментариев нет

Оставить комментарий

Разработка и поддержка: Дизайн студия Visuallab | 2016