Евгений Сергеев - Вспомогательные (прикладные) дисциплины. Фотодело
Великий русский ученый М. В. Ломоносов еще в 1756 году показал, что число простых цветов, необходимых для получения цветного изображения, может быть сведено к трем – синему, желтому, красному.
В 1802 году английский физик Томас Юнг выдвинул предположение, что в человеческом глазе имеется три вида нервных окончаний, реагирующих на синюю, зеленую и красную составляющие видимого спектра, возбуждение которых вызывает ощущение цвета. Трехцветная теория Юнга долгое время оставалась гипотезой и только в работах Г. Гельмгольца нашла свое подтверждение.
В 1855 году Д. Максвелл, опираясь на принципы трехкомпонентной теории цветного зрения, сформулировал теорию. Все цвета, окружающие нас, согласно этой теории, можно получить из трех основных цветов: синего, зеленого, красного
Глаз является оптическим аппаратом , системной переработки информации, воспринимающий сигналы. Свет или световое излучение – это волновые сигналы в электромагнитном спектре. В глазе человека имеется сетка с ее нервными светочувствительными окончаниями. Глаз реагирует не на всякое раздражение, а только на такое, которое достигло определенной величины. Эту минимальную разницу между двумя степенями яркости, которую способен замечать глаз, психологи называют порогом чувствительности . Для того чтобы заметить в натуре и выразить затем тончайшие изменения света и цвета, глаз наблюдателя должен обладать высокой чувствительностью, которая дается от природы и развивается в процессе обучения. Пороговая чувствительность восприятия цвета положена в основе определения цвета, которое предложил физик Шредингер (1920 г.). Колебания волн вызывают в крошечных ячейках радужной оболочки глаза, соответствующие зрительные ощущения.
Если рассматривать свет по волновой теории, то волна кроме длины имеет и вторую характеристику – мощность (амплитуда). Следовательно, объективными характеристиками света являются длина волны и мощность излучения. Излучения, имеющие только одну длину волны, называют монохроматическими излучениями . В интервале длин волн видимого спектра монохроматические излучения определяют как спектральные цвета. Цвета двух монохроматических излучений видимого спектра, образующих белый свет, называют дополнительными цветами.
Цвет – свойство спектральных составов излучений (действия энергии света) определённого интервала видимого спектра, различимых глазом человеком визуально. Цвет может быть ахроматический (achromatic» – бесцветный) и хроматический («chromo» – свет). Цветовой тон и насыщенность определяют цветность предмета. Цветовой тон, или цветовой оттенок, является основным признаком отличия хроматических цветов и характеризуется определённой длиной волны.
Существуют ли и если существуют, то каковы закономерности восприятия цвета? Проблемами цвета с глубокой древности и до наших дней занимается целый ряд научных дисциплин, каждая из которых изучает цвет с интересующей ее стороны. Физику, интересует энергетическая природа цвета, физиологию – процесс восприятия цвета человеком, психологию – проблема восприятия цвета и воздействия его на психику, способность вызывать различные эмоции. Проблема цвета имеет большое значение в сфере искусства, полиграфии, визуальных средствах массовой информации, криминалистике. Многообразие наблюдаемых в природе цветов художники и ученые издавна стремились привести в какую-либо систему – расположить все цвета в определенном порядке, выделить среди них основные и производные. Научной базой теории о синтезе цвета являются три закона, которые в 1853 году сформулировал Г. Грассман.
1. Закон трехмерности . Любой цвет однозначно выражается тремя цветами, если они линейно независимы (линейная независимость заключается в том, что нельзя получить никакой из указанных трех цветов сложением двух остальных).
2. Закон непрерывности . При непрерывном изменении излучения цвет изменяется также непрерывно (не существует такого цвета, к которому невозможно было бы подобрать бесконечно близкий).
3. Закон аддитивности . Цвет смеси излучений зависит только от их цветов, но не от спектрального состава. Все три закона наглядно проявляются в процессе синтеза цветных полутоновых изображений на оттиске.
Эти ощущения различаются, количественно и качественно. Физические свойства излучения – мощность и длина волны – тесно связаны со свойствами возбуждаемого им ощущения. Однако, хотя излучения и ощущения взаимосвязаны, эта связь сложная и подчиняется законам субъективного визуального восприятия светового излучения. Отсюда и деление параметров, характеризующих цвет, на объективные и субъективные.
1.2.2. Субъективные характеристики цвета
Характер ощущения цвета зависит как от суммарной реакции чувствительных к цвету рецепторов глаза (человека), так и от соотношения реакций каждого из трех типов рецепторов. Цветовой тон, насыщенность и светлота – это три субъективно в оспринимаемые глазом признака хроматических цветов.
Суммарная реакция чувствительных к цвету рецепторов глаза определяет светлоту цвета, а соотношение ее долей – цветовой тон. С изменением мощности изменяется светлота, а с изменением длины волны – визуально воспринимаемый цветовой тон и насыщенность цвета. Первоначальное представление о светлоте и цветового тона можно проиллюстрировать, поместив окрашенную поверхность частично на прямой солнечный свет, а частично – в тень. Обе части ее имеют одинаковый цветовой тон, но разную светлоту. Совокупность этих характеристик обозначается одним термином " цвет". Из приведенного примера можно сделать вывод, что качественные субъективные характеристики цвета это цветовой тон который определяется словами – синий, зеленый, красный, желтый и другими цветами и насыщенность, а субъективная количественная характеристика – светлота.
Цветовой тон предметов, не являющимися источниками излучения, зависит от избирательного спектрального пропускания прозрачных предметов и избирательного спектрального отражения непрозрачных предметов, рассматриваемых в отраженном свете. Цветовой тон источника излучения в видимой области спектра определяется составом видимого спектра излучения. В нашем сознании цветовой тон ассоциируется с окраской хорошо знакомых предметов. Многие наименования цветовых тонов и оттенков произошли прямо от объектов с характерным памятным цветом. Например, такие цвета как малиновый, оранжевый (апельсиновый), вишневый, болотный, сиреневый, розовый, кроваво – красный и другие. Наши ощущения субъективны и зависят не только от спектрального излучения, отражения или пропускания, но и от тонкости восприятия, эмоционального состояния, профессионализма, тренированности, национальности и многих других факторов.
Насыщенность цвета – это второй субъективный признак цвета, характеризующий силу, интенсивность ощущения цветового тона. Среди ряда цветов одного тона, например среди синих цветов, можно выделить те, у которых сильнее выражен синий тон; и которые воспринимаются как ярко синими. Насыщенность цвета ассоциируется в нашем сознании с концентрацией количества пигментного вещества в краске, а также с его чистотой. Увеличивая содержание пигмента в краске, мы также увеличиваем ее насыщенность.
Насыщенность цвета предметов проявляет себя максимально, если предметы освещены светом этого цвета. Натренированный наблюдатель при дневном освещении различает около 180 цветовых тонов и 16 ступеней (градаций) насыщенности. Ощущения цветности и насыщенности можно приближенно выразить объективными характеристиками излучений. Так, цветовой тон выражают длиной волны монохроматического излучения, который в смеси с белым светом дает такое же зрительное ощущение цвета, как характеризуемый объект. Длина волны этого монохроматического излучения называется доминирующей длиной волны . Насыщенность при этом количественно выражается чистотой цвета, которая представляет собой долю монохроматического потока в смеси его с белым светом. Чем больше мощность монохроматического излучения в смеси и чем меньше мощность белого света, тем выше чистота цвета. Спектральные цвета имеют максимальную чистоту, равную единице. В спектральных цветах мощность белого света равна нулю.
Светлота – третий субъективный признак, характеризующий ощущения объективной величины яркости цвета. Когда одновременно рассматриваются разноокрашенные предметы, мы отчетливо видим, какие из них светлее, какие темнее, хотя они и различны по цветовому тону. Сопоставляя цвета в светах и тенях отдельных предметов, мы видим различия в освещенности и цвета разных участков рассматриваемого объекта. Например, окрашенные в желтые цвета предметы более светлые, а окрашенные в фиолетовые цвета – более темные. Использование различных «светлот» одного и того же цвета создаёт цветовую тональную перспективу.
