Цвет и свет

Цвет неотделим от света. Он существует или как цвет излучаемого каким-либо телом света (например, желтовато-красноватый свет  лампочек накаливания), или как цвет поверхности тела. В последнем случае цвет воспринимается с помощью отраженных от тела световых лучей.

Посмотрим, как образуется цвет.

Пропустим солнечный луч через узкую щель в темную комнату, а на пути его поставим трехгранную призму. Луч, проходя через нее, разлагается на части и как бы расширяется. На противоположной стене мы увидим результат разложения белого света — полосу из красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового цветов (рис. 1). Это спектр солнечного света — основные цвета, существующие в природе.

Основные цвета, сливаясь, переходя один в другой, образуют до 200 различаемых человеческим глазом оттенков. Таков состав белого света.

Световой поток, падая на какую-либо поверхность, отражается. От белой поверхности он отражается полностью или почти полностью, и она кажется белой. От черной свет не отражается. Поверхность поглощает его полностью и выглядит черной.

А если световой поток падает на окрашенную поверхность? В этом случае часть света поглощается. Отраженный поток уже отличается от первоначального: в нем отсутствуют некоторые составляющие спектра. Тела, кажущиеся нам, например, красными, отражают только красные лучи. Точно так же зеленое тело задерживает все лучи, кроме зеленых, и т. д. Так образуется цвет тела. Он, следовательно, есть результат отражения (или, соответственно, поглощения) телом не всех, а только избранных лучей спектра.

Практика использования цвета как раз и основывается на избирательности тел в поглощении и отражении лучей света.

Заметим, однако, что возникновение цвета зависит не только от пигментного состава поверхности тела, но и от состава самого света. Чистый солнечный свет, имеющий полный набор спектральных тонов и оттенков, гарантирует передачу любого цвета. Искусственный свет, часто не досчитывающий некоторых тонов, такой передачи не обеспечивает. Например, свет лампочек накаливания, в спектре которого преобладают желтовато-красноватые оттенки, не в состоянии точно передать зеленый цвет.

Искусственный свет может вместе с тем усиливать цветность красок. Так, тот же свет лампочек накаливания повышает яркость желтого и красного цветов.

Рис. 1. Разложение солнечного света с помощью призмы. Цвета спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

 

Физическая характеристика цвета

Характеризуя цвета, мы называем их: красный, синий и т. д. Мы исходим при этом из впечатления, производимого на нас данным цветом. Один и тот же цвет у разных людей или у одних и тех же, но в разных условиях, может вызывать различные ощущения. Особенно это касается оттенков. Так, оттенок коричневого цвета одним кажется близким к красному, другим — к оранжевому. Зелено-голубой на зеленом фоне выглядит как чисто голубой, на голубом — как зеленый. Возникает необходимость для точной оценки цветов применять объективные критерии, определенные величины. Цвета принято характеризовать по трем параметрам: длине волны (λ), насыщенности (р) и яркости (светлоте), измеряемой коэффициентом отражения (ρ).

Что такое длина волны? Воспринимаемая глазом часть солнечного излучения охватывает участок электромагнитных колебаний с длинами волн от 0,38 до 0, 78 мкВ некоторых источниках длина волн обозначается и другими величинами: миллимикронами, нанометрами.

Длина волны определяет вид цвета, или тон. Например, при электромагнитной волне λ, = 0,70 излучение производит впечатление красного. И так к любой длине волны в пределах видимой части спектра можно «привязать» соответствующий цвет.

Цвета и длина их волн приведены в табл. 1.

Что такое насыщенность? Цвет одной волны может выглядеть по-разному, т. е. иметь различную степень насыщенности. Он выглядит то интенсивнее, гуще, то, наоборот, кажется бледнее, светлее. Так, неравномерно выгоревшая гимнастерка при всей неровности окраски остается зеленой.

Самым насыщенным является чистый спектральный цвет или соответствующий ему цвет красителя. В этом случае насыщенность принимается за 100%.

Насыщенность цвета зависит от количества добавленного в него белого. Чем больше примесь белого, тем меньше насыщенность. Она, следовательно, может быть определена как доля чистого спектрального цвета в данном оттенке.

Длина волны (тон) и насыщенность (степень приближения к спектральному цвету) определяют и характеризуют качественную сторону цвета; их совокупность называют цветностью.

А что мы подразумеваем под яркостью (светлотой)?

Характеристика цвета по яркости не связана с качеством самого цвета, она определяется освещением. Яркость — это количество отраженного светового потока.

Итак, цвета, помимо названий (красный, синий), можно характеризовать физическими величинами. Физические факторы — длина волны, насыщенность и яркость — позволяют прийти к единому, объективному языку при характеристике цветов.

Цветность распространяется только на хроматические цвета — цвета, образующиеся в результате разложения белого солнечного света.

Ахроматические цвета — белый, черный и серый (образующийся от смеси белого с черным). Глаз человека различает большое их число — до трехсот. Эти цвета характеризуются одним параметром — яркостью.

Яркость, присущая и хроматическим цветам и ахроматическим, определяется коэффициентом отражения и выражается в процентах.

В табл. 2 приведены коэффициенты отражения наиболее часто встречающихся в практике цветов и фактур поверхностей.

 

Измерение цвета

Для измерения цветовых свойств различных объектов созданы специальные приборы — колориметры и спектрофотометры. Но они имеют рядособенностей, которые затрудняют их широкое использование в промышленности. Для измерения и контроля цветов прост и доступен цветовой атлас. В нем помещен набор большого количества образцов накрасок, которым придана соответствующая объективная характеристика по длине волны, насыщенности и яркости. В атласе выбирают более близкий образец, и его характеристики переносят на измеряемый цвет.

В нашей стране применяется атлас, разработанный советским ученым профессором Е. Б. Рабкиным и изданный в 1956 г. Лучшим в зарубежной практике признан атлас американца Манселла.

 

Цвет как ощущение

То, что мы называем цветом, существует в природе как колебания соответствующих электромагнитных волн. Цвет в собственном смысле слова образуется тогда, когда эти колебания, предварительно преобразованные глазом, попадают в высшие отделы головного мозга человека. Здесь и формируется цветовой образ внешнего мира, наши цветовые ощущения.

Цветовое ощущение имеет, следовательно, как и всякое ощущение, двойственную природу. В нем, с одной стороны, отражаются свойства внешнего мира, а с другой, — свойства нашей нервной системы.

Цветовое ощущение не является чистым, зеркальным, бесстрастным отражением внешнего мира, в нем содержится некоторая примесь, свойственная человеческому восприятию действительности вообще.

Вспомните об уколе. Мы ощущаем его как боль — так в нашем нервном аппарате отражается острие. А ведь в самом острие не содержится никакой боли. Не должно ее быть и в «чистом» отражении. Мы же четко ощущаем боль в месте, которого коснулся кончик острия. Это результат взаимодействия острия и нашего нервного аппарата. Мы не можем ощущать предмет, не вкладывая в него частицу нашего я. Так образуется чувственная примесь.

И когда острие встречается нам снова, даже на расстоянии, в мозгу возникают определенные ассоциации. Зрительный образ предмета окрашивается ощущением беспокойства, неудовлетворенности. Объект воздействует на нас вторично, его образ получает чувственно новую, психическую окраску.

Любая форма объектов оставляет в нашем сознании соответствующий след. Так, нам всегда кажется, что шар или колесо катятся — они не создают ощущения устойчивости. Куб, наоборот, твердо покоится на месте, он не создает ощущения легкости, динамичности. В соответствии с этим мы подбираем предметы так, чтобы уже сама форма давала наглядное, чувственное свидетельство устойчивости или динамичности.

Формируя объекты, человек стремится придавать им такие свойства, чтобы их восприятие носило благоприятный характер, чтобы болевые, физические и психические реакции были исключены.

На этом основывается вся предметная практика человечества.

Цвет, воздействуя на сетчатку глаза, также вызывает соответствующее физиологическое ощущение. Оно проявляется, в частности, в том, что при восприятии одного цвета глаз утомляется больше, при восприятии другого — меньше.

Цветовое ощущение имеет также и психическую окраску. Цвет редко существует самостоятельно, чаще он принадлежит объектам и выражает их свойства и отношения. Поэтому психическое восприятие цвета имеет более сложный и часто не сводимый к каким-либо видимым взаимосвязям характер. На восприятии цветов отражается и прошлая, идущая из глубины веков практика человечества.