Основы цвета и цветового зрения

Цвет является важнейшим средством завершения компози­ции, способным создать логику и эстетическую выразитель­ность формы предмета. С помощью цвета обогащаются весь композиционный строй предмета, его ритмическая, пропорцио­нальная и масштабная структура, объемно-пространственное строение. Цвет способен усилить пластическую выразитель­ность и тектоническую ясность предметов.

Окружающий нас мир предстает перед человеком в безгра­ничном разнообразии цвета. Извечно любуясь красками приро­ды, человек наслаждается игрой цвета, гармонией его сочета­ний. В своей практической деятельности он осуществляет пос­тоянный поиск красок с целью их использования в создании ко­лорита изделий второй природы.

Во всей системе органов чувств человека доминирующее по­ложение занимает зрение. Установлено, что на органы зрения приходится до 90 % получаемой информации. Система зрения, восприятие света и цвета существенным образом влияют на функционирование других органов чувств и психическую дея­тельность человека. Способность воспринимать цвет является величайшей ценностью человеческого зрения.

Как известно, весь предметный мир мы воспринимаем с по­мощью света. Зрительно воспринимаемый свет выступает как основа того цветового климата, который дает нам зрение. Свет представляет электромагнитные колебания. Видимая часть спектра имеет волны длиной от 380 до 760 нм. Свет, действуя на глаз, вызывает раздражение сетчатки, которое передается в зрительные нервы, а затем в мозг, вызывает ощущение света.

Цвет - это свойство тел вызывать те или иные зрительные ощу­щения в соответствии со спектральным составом отражаемого, поглощаемого и пропускаемого света. Наличие только отражае­мого и поглощаемого света дает непрозрачные предметы.

Высокая степень пропускания световых волн обусловливает про­зрачность тел. Невысокая степень пропускания света характер­на для полупрозрачных, просвечивающихся предметов.

В зависимости от характера отражения и поглощения, про­пускания волн света, цвета подразделяются на ахроматические и хроматические.

Ахроматические (черно-белые) цвета свойственны поверхностям, отражающим падающий свет равномерно по длине волны. Их называют сложными, поскольку все волны видимого спектра отражаются неизбирательно. Гамма ахроматического цвета от белого до черного образует обширный непрерывный ряд, в кото­ром цвета отличаются по параметру светлоты в соответствии с коэффициентом отражения. Максимум отражения обусловли­вает белый цвет. Минимуму отражения соответствует черный цвет. Между ними находится обширный ряд серых цветов. Се­рая шкала может быть представлена рядом эталонов от самого белого до самого черного. Полированное серебро отражает 91% падающего света, чистый снег — 85 %, белая бумага — 75 %, асфальт — 8—12 %. Белыми принято считать тела, отражаю­щие более 60 % падающего света, черными — менее 10 %. В практике используется шкала, включающая 24 ахроматичес­ких цвета. Графически ахроматическому цвету соответствует прямая линия.

Хроматические цвета воспринимаются при избира­тельном отражении и поглощении света по длине волны. Опре­деленные по длине волны, избирательно отражаясь, вызывают характерные цветовые ощущения. Цветовой спектр представ­ляет собой ряд цветов, непрерывно изменяющихся через множество промежуточных оттенков (от красного до фиолетового). Соседние волны сравнительно ограниченно влияют на восприя­тие цвета, что и обусловливает постепенное его изменение. Цве­та в спектре расположены последовательно по длине волны.

Образованием между крайними смежными цветами — крас­ным и фиолетовым — пурпурного цвета достигается располо­жение цветов в виде замкнутой кривой, дающей круг.

Хроматические цвета в чувственном восприятии характери­зуются тремя параметрами: цветовым тоном, насыщенностью и светлотой.

Цветовой тон — это важнейший показатель цветности, который определяется длиной волны преимущественного отра­жения света. Соответствующий цветовой тон определяет назва­ния цветов, которые сложились исторически.

Насыщенность — свойство, выражающее степень соот­ветствия воспринимаемого цвета цвету спектра. Она характе­ризует степень монохроматичности, выраженную в данном цве­товом тоне. Чем больше насыщенность, тем яснее и чище выра­жен цветовой тон. Самыми насыщенными цветами являются семь основных цветов и пурпуровый. Их называют чистыми, интенсивными. В практике состав отраженных волн по их дли­не характеризуется большим многообразием и монохромотическое отражение можно рассматривать как частный случай. В составе отраженного света может присутствовать широкий диа­пазон волн. Примеси волн различной длины или всего видимо­го спектра приводят к снижению насыщенности, вплоть до се­рого цвета с цветовым оттенком. Различают цвета со снижен­ной насыщенностью при добавлении белого цвета, так называе­мые разделенные (розовый, сиреневый и др.). Цвета при добавлении черного цвета также теряют насыщенность, становятся затемненными (темно-синий, темно-зеленый и др.).

Светлота — свойство цвета, выражающее ощущение его яркости, определяемое степенью отражения падающего света. Каждый цвет обладает определенной светлотой. В спектре са­мым светлым является желтый, оранжевый светлее красного, синий темнее голубого и т.д. Графически хроматические цвета характеризуются кривой отражения.

Хроматические цвета характеризуются большим разнообра­зием. В самом спектре люди способны различать в пределах 150 цветов и дополнительно 20 пурпуровых.

С учетом насыщенности и светлоты разнообразие цветов су­щественно возрастает. Достаточно сказать, что существуют цве­товые атласы, включающие 3500 цветов. Обычно цвета распре­деляют по гаммам. Многообразие практического использова­ния цветов достигается путем их смешения.

Различают два способа смешения цветов:

- аддитивный, или слагательный, оптический способ, который характеризуется одновременным восприятием в нашем глазу отраженных волн соответствующих цветов путем их слияния в один суммарный цвет. Одним из примеров такого смешения может служить вра­щающийся диск с цветными секторами со скоростью более 2000 оборотов в минуту.

- пространственное смешение,

когда по­лосы цветных линий воспринимаются как результирующий цвет. Слагательным такое смешение называется потому, что волны отраженных цветов воспринимаются как сумма одновре­менного восприятия. Особенности аддитивного смешения ха­рактеризуются рядом закономерностей. Одна из них состоит в том, что для каждого промежуточного цвета может быть най­ден другой хроматический цвет, который при оптическом сме­шении с ним в определенной пропорции дает ахроматический цвет. Такие цвета называются дополнительными и в цветовом круге они расположены диаметрально противоположно.

Другая закономерность характерна тем, что при смешении соседних цветов получают цвета промежуточные между смеши­ваемыми. Так, смешение красного и желтого дает оранжевый цвет. При смешении других цветов они дают менее насыщен­ные хроматические цвета, и чем дальше они расположены в цветовом круге, тем менее насыщенные цвета получают при смешении.

Следующая закономерность оптического смешения выражена в том, что при смешении трех основных цветов (красного, зеленого и синего) можно получить все цвета как хроматические, так и ахроматические. Эта закономерность и лежит в основе трехкомпонентной теории цветового зрения, согласно которой W наши глаза имеют три независимых светочувствительных ре­цептора, реагирующих соответственно на красный, зеленый и синий цвета. Комбинация возбуждения рецепторов и вызывает соответствующее цветовое ощущение. Именно эта теория ис­пользуется в цветной фотографии, телевидении и других облас­тях использования цвета.

Механическое смешение (субъективное или вычитательное) проявляется при смешивании красок или наложении тонким прозрачным слоем (лессировка) одной краски на другую. Это смешение называется вычитательным согласно избирательно­му поглощению и вычитанию определенных длин волн. Каж­дая краска характеризуется поглощением и отражением опре­деленных волн. Например, желтая краска характеризуется по­вышенным поглощением волн короткой части спектра, синяя имеет высокую степень поглощения волн длинной части спек­тра. При смешивании желтой и синей красок оказываются в на­именьшей степени поглощенными длины волн средней части спектра, отражение которых дает зеленый цвет.

Таким образом, при механическом смешении результирую­щим цветом является цвет, волны которого при смеси оказались наименее поглощенными и характеризуются высокой сте­пенью отражения. В практике крашения, зная спектры погло­щения тех или иных красок, осуществляется подбор в опреде­ленной пропорции красок с целью получения желаемого цвета. Соответственно используются нерастворимые красящие веще­ства — пигменты и растворимые — красители.

При механическом смешении цветов основными являются красный, желтый и голубой. Их смешением достигается много­образие хроматических цветов, используемых в практике коло­ристического оформления товаров.