Книга: «Цветной мир, 4, 2009»

Цветной мир

Статья о цвете в обычном смысле. См. также цвет (значения).

Цвет — качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения, и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Индивидуальное восприятие цвета определяется его спектральным составом, а также цветовым и яркостным контрастом c окружающими источниками света, а также несветящимися объектами. Очень важны такие явления, как метамерия; особенности человеческого глаза, и психики.

Введение

Субъективно воспринимаемый зрением цвет излучения зависит от его спектра, от психофизиологического состояния человека (влияют: фоновый свет/цвет, его цветовая температура; зрительная адаптация), и от специфических свойств индивидуального глаза (дальтонизм). См. также Психология восприятия цвета.

Различают ахроматические цвета (белый, серый, чёрный) и хроматические, а также спектральные и неспектральные (например, пурпурный или коричневый цвет).

Неоднозначность понятия «цвет»

Спектр на экране монитора (справа добавлен неспектральный пурпурный участок).
Яркость на красном, зелёном и синем прямоугольниках под спектром показывают относительную интенсивность ощущения на каждом из трёх независимых типов рецепторов человеческого зрения — колбочек.

Понятие Цвет имеет 2 смысла: оно может относиться как к психологическому ощущению, вызванному отражением света от некого объекта (оранжевый апельсин), так и быть однозначной характеристикой самих источников света (оранжевый свет). Поэтому следует заметить, что в тех случаях, когда мы хотим дать цветовую характеристику источников света, некоторых имён цвета просто «не существует» — так, нет серого, коричневого, бурого света.

Различный спектральный состав света может давать одинаковый отклик на зрительных рецепторах (эффект метамерии цвета).

Физиология восприятия цвета

Средние нормализованные спектральные характеристики чувствительности цветовых рецепторов человека — колбочек. Пунктиром показана чувствительность палочек — рецепторов сумеречного зрения. Ось длин волн на графике имеет логарифмический масштаб

Ощущение цвета возникает в мозге при возбуждении и торможении цветочувствительных клеток — рецепторов глазной сетчатки человека или другого животного, колбочках. У человека и приматов существует три вида колбочек — «красные», «зелёные» и «синие», соответственно. Светочувствительность колбочек невысока, поэтому для хорошего восприятия цвета необходима достаточная освещённость или яркость. Наиболее богаты цветовыми рецепторами центральные части сетчатки.

Каждое цветовое ощущение у человека может быть представлено в виде суммы ощущений этих трех цветов (т. н. «трёхкомпонентная теория цветового зрения»). Заметим, что у птиц и рептилий зрение четырёхкомпонентно и включает рецепторы ближнего ультрафиолета, выше 300 нм. При достижении необходимой для восприятия цвета яркости наиболее высокочувствительные рецепторы сумеречного зрения — палочки — автоматически отключаются.

Субъективное восприятие цвета зависит также от яркости и скорости её изменения (увеличения или уменьшения), адаптации глаза к фоновому свету (см. цветовая температура), от цвета соседних объектов, наличия дальтонизма и других объективных факторов; а также от того, к какой культуре принадлежит данный человек (способности осознания имени цвета); и от других, ситуативных, психологических моментов.

Спектральные цвета

Основная статья: Спектральные цвета

Непрерывный спектр

Непрерывный оптический спектр. Для мониторов с показателем Гамма-коррекции 1.5.

Непрерывный спектр цветов можно наблюдать на дифракционной решетке. Хорошей демонстрацией спектра является природное явление радуги.

Цвета спектра и основные цвета

Впервые непрерывный спектр на семь цветов разбил Исаак Ньютон. Это разбиение условно и во многом случайно. Скорее всего, Ньютон находился под действием европейской нумерологии и основывался на аналогии с семью нотами в октаве (сравните: 7 металлов, 7 планет…), что и послужило причиной выделения именно семи цветов. В XX веке Освальд Вирт предложил «октавную» систему (ввел 2 зелёных — холодный, морской и тёплый, травяной), но большого распространения она не нашла.

Практика художников наглядно показывала, что очень многие цвета и оттенки можно получить смешением небольшого количества красок. Стремление натурфилософов найти «первоосновы» всего на свете, анализируя явления природы, всё разложить «на элементы», привело к выделению «основных цветов», в качестве которых не сразу выбрали красный, зелёный и синий.

В Англии основными цветами долго считали красный, жёлтый и синий, лишь в 1860 г. Максвелл ввел аддитивную систему красный, зелёный, синий). Эта система в настоящее время доминирует в системах цветовоспроизведения для электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) мониторов и телевизоров.

В 1931 CIE разработала цветовую систему

В 1951 г. Энди Мюллер предложил субтрактивную систему сине-зелёный, пурпурный, жёлтый, чёрный), которая имела преимущества в полиграфии и цветной фотографии, и потому быстро «прижилась».

На экранах ЭЛТ и ЖК-мониторов невозможно воспроизвести «настоящий» спектральный фиолетовый цвет. В таблице фиолетовый цвет изображен условно, настоящий фиолет можно видеть в радуге или в спектре от солнечных лучей, пропущенных через призму.

Основные и дополнительные цвета

Основная статья: Дополнительные цвета

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-Зелёный-Синий дополнительными являются Голубой-Пурпурный-Жёлтый — цвета. На цветовом круге эти цвета располагают оппозиционно, так что цвета обеих триад чередуются. В полиграфической практике в качестве основных цветов используют разные наборы «основных цветов».

Мнемоника для цветов спектра и радуги

• Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан
• Как Однажды Жак-Звонарь Головою Сшиб Фонарь (варианты: Головой Сломал Фонарь, Городской Сломал Фонарь)

Чтобы вспомнить, где в радуге красный — следует читать цвета сверху, снаружи дуги радуги — и далее вниз и внутрь, то есть от красного к фиолетовому.

Ахроматические цвета

Оттенки серого (в диапазоне белый — черный) носят парадоксальное название ахроматических (от греч. α- отрицательная частица + χρώμα — цвет, то есть бесцветных) цветов. Наиболее ярким ахроматическим цветом является белый, наиболее тёмным — чёрный. Можно заметить, что при максимальном снижении насыщенности тон (отношение к определённому цвету спектра) оттенка становится неразличимым.

Характеристики цвета

Каждый цвет обладает количественно измеряемыми физическими характеристиками (спектральный состав, яркость):

Яркость

Одинаково насыщенные оттенки, относимые к одному и тому же цвету спектра, могут отличаться друг от друга степенью яркости. К примеру, при уменьшении яркости синий цвет постепенно приближается к чёрному.

Любой цвет при максимальном снижении яркости становится чёрным.

Следует отметить, что яркость, как и прочие цветовые характеристики реального окрашенного объекта, значительно зависят от субъективных причин, обусловленных психологией восприятия. Так, к примеру синий цвет при соседстве с жёлтым кажется более ярким.

Насыщенность

Основная статья: Насыщенность (цвет)

Два оттенка одного тона могут различаться степенью блёклости. Например, при уменьшении насыщенности синий цвет приближается к серому.

Светлота

Основная статья: Светлота (цвет)

Степень близости цвета к белому называют светлотой.

Любой оттенок при максимальном увеличении светлоты становится белым.

Цветовой тон

Основная статья: Тон (цвет)

Любой хроматический цвет может быть отнесён к какому-либо определённому спектральному цвету. Оттенки, сходные с одним и тем же цветом спектра (но различающиеся, например, насыщенностью и яркостью), принадлежат к одному и тому же тону. При изменении тона, к примеру, синего цвета в зеленую сторону спектра он сменяется голубым, в обратную — фиолетовым.

Иногда изменение цветового тона соотносят с «теплотой» цвета. Так, красные, оранжевые и жёлтые оттенки, как соответствующие огню и вызывающие соответсвующие психофизиологические реакции, называют тёплыми тонами, голубые, синие и фиолетовые, как цвет воды и льда — холодными. Следует учесть, что восприятие «теплоты» цвета зависит как от субъективных психических и физиологических факторов (индивидуальные предпочтения, состояние наблюдателя, адаптация и др.), так и от объективных (наличие цветового фона и др.). Следует отличать физической характеристику некоторых источников света — цветовую температуру от субъективного ощущения «теплоты» соответственного цвета. Цвет теплового излучения при повышении температуры проходит по «тёплым оттенкам» от красного через жёлтый к белому, но максимальную цветовую температуру имеет голубой цвет.

Другие цвета, в том числе неспектральные

(См. более полный список цветов)

Физико-химия цвета

• Хромофор
• Свет
• Электромагнитный спектр
• Спектральная плотность излучения
• Цветовая яркость
• Цветовая температура
• Теория цвета
• Батохромный сдвиг

Колориметрия и воспроизведение цвета

Связь цвета и спектральных цветов

Существует несколько цветовых шкал, удобных для применения в различных отраслях. Для измерения цвета используют колориметры и спектрофотометры. На практике в промышленном производстве, полиграфии используются атласы цветов.

Диаграмма цветового пространства CIE 1931. На внешней линии, ограничивающей цветовое пространство, указаны длины волн спектральных (монохроматических) цветов, в нм.

Применение цветов

Цвет широко применяется, как средство для управления вниманием человека. Некоторые сочетания цветов считаются более благоприятными (например, синий + жёлтый), другие — менее приемлемыми (например, красный + зелёный). Психология восприятия цвета объясняет, почему те или иные сочетания способны сильно воздействовать на восприятие и эмоции человека.

• Искусство сочетания цветов называется колористика.

Смешение и смешивание цветов

• Смешение цветов
• Колеровка

Психология восприятия цвета

Основная статья: Психология восприятия цвета

• Имя цвета
• Синестезия
• Цветовая рифма

Цвет в исторической науке

• Цвет (геральдика) — цвета в геральдике.

См. также

• Цвета в Web
• Цветовой миксер
• Список цветов

Литература

• Артюшин Л. Ф., Основы воспроизведения цвета в фотографии, кино и полиграфии, М., 1970;
• Вавилов Н. Свет и цвет в природе
• Гуревич М. М., Цвет и его измерение, М. — Л., 1950;
• Кустарёв А. К., Колориметрия цветного телевидения, М., 1967;
• Ивенс Р. М., Введение в теорию цвета, пер. с англ., М., 1964:
• Wyszecki G., Stiles W. S., Color science, N. Y. — L. — Sydney, 1967.
• Deane B. Judd and Gunter Wyszecki — Color in business, science and industry 1975, ISBN 0-471-45212-2

Внешние ссылки

• Статья «Цвет» из Большой советской энциклопедии
• Все о цвете
• Статья "Цвет" в Физической энциклопедии

На английском языке

• Munsell Color Science Laboratory — лаборатория изучения цвета
• Comparative Article examining Goethean and Newtonian Color — сравнение подхода Гёте и Ньютона к понятию цвета
• Kruithof curve citation
• Article by technical lighting manufacturer on rod/cone vision, with cites to literature
• Stanford Encyclopedia of Philosophy entry
• Почему предметы имеют цвет?
• Why Should Engineers and Scientists Be Worried About Color?
• Цвет, Контраст & Пространство в современном дизайне
• Наука о цвете

Источник: Цветной мир