Методические указания к выполнению реферативной контрольной работы по курсу «Физика цвета и психология восприятия» (стр. 1 )

Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна

Методические указания к выполнению реферативной контрольной работы

по курсу «Физика цвета и психология восприятия»

Для всех специальностей заочного отделения

Кафедра физики

Санкт-Петербург

2011

Основные требования к написанию реферата

Реферат - это контрольная работа - основное задание для получения зачета. Реферат, объемом не более 5 страниц текста должен, кроме того, включать не менее трех цветных эскизов размером А4. Эскизы выполняются на бумаге для акварели и должны представлять собой абстрактную декоративную композицию (цветные пятна), иллюстрирующую основные цветовые соотношения, характерные для выбранного объекта или темы. Краски для эскизов - по выбору: акварель, гуашь, масляные или акриловые, - к чему Вы больше привыкли. В тексте реферата рекомендуется обсуждать основные контрастные соотношения, гармонические сочетания цветов, явление симультанного контраста, светлотные и тоновые контрасты, методы синтеза цвета. Следует обязательно подробно описать цветовые эффекты, отображенные в эскизах. Если Вас затрудняет композиционная сторона задания, - допустимо представить эскизы в виде схемы из цветных квадратов, например, как на рисунке 1. Можно наклеить цветные квадраты, или иные геометрические элементы, т. е. составить коллаж.

Ничего не нужно копировать! Ваши эскизы должны только выявить цветовые соотношения: основные цвета, их площадь, светлота и яркость, как они сопоставлены в исходном произведении.

Запрещается копировать рефераты из Интернета. Выполняйте самостоятельно и обязательно с эскизами, даже если Ваш художественный опыт невелик.

Далее представлены избранные лекции из курса по «Физике цвета», которые должны помочь Вам справиться с работой.

Исторические этапы науки о цвете.

Создание науки о цвете началось с работ великого физика Исаака Ньютона. В своих экспериментах с солнечным светом (~ 1665 г.) он пускал через отверстие в ставне окна на стеклянную призму пучок солнечного (белого) света. В результате на экране был получен спектр разложения белого солнечного света (рис.1.1). Спектр получится более четким, если за призмой поставить линзу. Полученный спектр состоял известных цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Пурпурного цвета в спектре не было. Если этот разложенный свет пропустить через вторую призму, повернутую относительно первой на 180о, то вновь получится белый свет.

Призма разлагает свет на его составные части потому, что различно окрашенные лучи по-разному преломляются призмой: менее всего отклоняются красные лучи, более всего - фиолетовые. Если выделить из радужного спектра одноцветный луч, например, красный, и пустить его на вторую призму, то нового разложения не произойдет. Это значит, что цвета спектра - простейшие составляющие белого света. Ньютон одним из первых расположил цвета спектра в круге (цветовой круг Ньютона), разделенном вначале на семь окрашенных секторов (рис.1.2). Он использовал этот круг для систематизации цветов и для определения цвета смеси по смешиваемым цветам.

В своем “Учении о цвете” Гёте очень подробно исследовал физиологическое и эмоциональное воздействие цвета. Гете считал, что отдельные цвета вызывают особые душевные состояния и в зависимости от этого делил цвета на положительные и отрицательные. Гете выделял следующие гармоничные цветовые сочетания: желтый ↔ фиолетовый; синий ↔ оранжевый; пурпурный ↔ зеленый. Указанные шесть цветов составляют цветовой круг Гете (рис.1.3), где гармоничные цвета расположены друг напротив друга по диаметру.

Различные теории цвета в своих исходных положениях различались выбором основных цветов, положенных в основу классификации. Интуитивно большинство людей назовут основными красный, синий и желтый, а некоторые добавят к ним еще и зеленый. Психологически эти цвета воспринимаются как независимые.

К XVIII веку окончательно сформировалось представление, что всякий цвет можно получить путем смешения трех основных цветов, взятых в надлежащих пропорциях. Первая теория трихроматичности предложена в 1802 году английским физиком Томасом Юнгом (). По Юнгу в каждой точке сетчатки глаза существуют по меньшей мере три структуры, чувствительные к красному, зеленому и фиолетовому. Теорию Юнга развил Гельмгольц, и теперь она называется теорией Юнга-Гельмгольца.

Теория четырехкомпонентного цветового зрения предложена Герингом (), который принял четыре цвета (желтый, синий, красный, зеленый) в качестве основных цветов. По Герингу ощущение желтого и красного цвета возникает в результате разложения цветочувствительного вещества в зрительных клетках. Зеленый и синий цвета, наоборот, возникают в результате восстановления этого вещества.

С физической точки зрения в качестве основных можно взять любые три достаточно отстоящих друг от друга (в спектре солнечного света) цвета. Один из величайших физиков в истории, создатель электродинамики, Максвелл предложил выражать все спектральные цвета через три однородные излучения: красное (630 нм), зеленое (528 нм) и синее (457 нм), что и легло в основу современной колориметрии.

Что такое цвет

Цвет - ощущение, вызываемое светом, попадающим в глаз, и переработанное мозгом. Цвет есть результат взаимодействия физиологических и физических факторов.

Феномен цвета исключительно сложен, поэтому потребовался синтез многих наук для его понимания: физики, химии, физиологии и психологии.

Цвет есть совокупность психо-физиологических реакций человека на световое излучение, исходящее от различных самосветящихся предметов (источников света) либо отраженное от поверхности несамосветящихся предметов, а также (в случае прозрачных сред) прошедшее через них. Таким образом, человек имеет возможность видеть окружающие его предметы и воспринимать их цветными за счет света - понятия физического мира, но сам цвет уже не является понятием исключительно физики, поскольку это есть субъективное ощущение, которое рождается в нашем сознании под действием света.

Таким образом, цвет представляет собой характеристику световой энергии (физика) через посредство зрительного восприятия (психология).

Физическая природа света

Свет состоит из частиц - фотонов, движущихся со скоростью с=3×108 м/с. Будет ли поток электромагнитной энергии именно видимым светом, а не рентгеновскими лучами, или радиоволнами, определяется его частотой или длиной волны. Длина волн видимого света лежит в пределах от 380 до 750 нм. Частота света (ν), его скорость и длина волны связаны:

λν = с.

Например: для оранжевого цвета частота

ν » 0,5×1015 с-1. Частота - это характеристика самого света, она не зависит от среды, в которой свет распространяется. Но чаще свет характеризуют длиной волны, ибо обычно среда - воздух. Длина волны зависит от среды. Солнечный (белый) свет состоит из почти однородной смеси лучей с длинами волн, соответствующих видимой и примыкающих частей спектра (рис.2.1). Широкий максимум соответствует спектру испускания абсолютно черного тела при температуре около 5700 К. Свет доходит до поверхности в измененном спектральном составе, в зависимости от времени дня и года, состояния атмосферы и географического положения точки наблюдения.

Если из белого света выделить узкую спектральную полосу, то такой свет называется монохроматическим (рис.2.1). (Строго монохроматическими светом, т. е. светом одной определенной длины волны, является свет лазеров). Цвет зависит от интервала длин волн, входящих в этот спектральный диапазон.

Все цвета делят на две большие группы: хроматические и ахроматические.

Ахроматические цвета - это белый, черный и серый всех возможных градаций. Хроматические цвета - это цвета солнечного спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый; отсутствующий в этом спектре пурпурный, а также все их смеси с ахроматическими цветами в любой пропорции.

Причины и методы образования цвета.

Причиной окраски тел является избирательное поглощение ими части световых лучей из общего светового потока в видимой области электромагнитного спектра. Цвета, ощущение которых возникает в результате воздействия на зрительный аппарат всех цветовых лучей видимой части спектра, за вычетом поглощенных лучей, называются дополнительными. Если, например, тело избирательно поглощает лучи с длинами волн от 500 до 560 нм, то воздействие лучей с длинами волн от 400 до 500 и от 560 до 760 нм вызовет ощущение пурпурного цвета (дополнительного к зеленому). В то же время, если бы на сетчатку глаза попал свет с длинами волн от 500 до 560 нм, то мы “опознали” бы его как зеленый.

Таким образом, любые два цвета, дающие при их одновременном зрительном восприятии ощущение белого цвета, являются взаимно дополнительными.

Цвет и электронные спектры красителей и пигментов

Для изучения поглощения света веществом, его последовательно подвергают действию световых лучей с изменяющейся длиной волны и через каждые 0,1-5 нм измеряют ослабление светового луча после прохождения через образец, или отражения от красочной поверхности. Получившийся график зависимости доли пропущенного, поглощенного или отраженного света от длины волны называется соответственно спектром пропускания, поглощения или отражения, а прибор, выполняющий эти измерения, называется спектрофотометром. Результат этих измерений отличается от обобщенной информации, получаемой с помощью зрения. Дело в том, что приемники излучения реагируют на его энергию, а человеческий глаз обладает спектральной чувствительностью, которая резко зависит от длины волны. Проще говоря, идентичные спектры по всей видимой области указывают на идентичность цвета, но обратное, вообще говоря, не верно. Глаз выделяет даже из широкого диапазона излучения доминирующую длину волны, а не сканирует смешанное излучение по длинам волн. Доминирующая длина волны адекватна понятию цвет.

Добиваться совпадения спектров, чтобы с гарантией получить нужный цвет и дорого и не всегда нужно. Несколько отличающиеся спектры могут принадлежать красителям совершенно одинакового цвета. Однако в некоторых случаях проблема получения нужного цвета может быть решена только методами спектроскопии. Для этого очень коротко

познакомимся с информацией, которую можно получить из спектров.

По спектру поглощения можно сказать, какого цвета исследуемое вещество. Например, для спектра 1 на рис.3.2, где максимум лежит поглощения при 445 нм, т. е. в синей части спектра, поэтому само вещество будет иметь желтый цвет - дополнительный к ”поглощенному” цвету. Если вещество поглощает красную и синюю части спектра, то само оно будет иметь один из зеленых оттенков (спектр 2). Если максимумы лежат в интервале 400-520 нм, то вещество имеет красный цвет (спектр 3), потому что сине-зеленую часть спектра оно поглощает.

Пигменты не растворимы. Поэтому единственно доступными являются спектры отражения. Так, хромовосвинцовая соль поглощает волны сине-зеленого, синего и фиоле-тового диапазонов; и отражает желто-зеленого, желтого, оранжевого и красно-оранжевого диапазонов. В результате выделения зрением доминирующей длины волны воспринимаемый цвет где-то посередине: желтый (рис. 3.3). Обратите внимание! Этот цвет создается всем диапазоном длин волн от зеленого до красного. Они могут простираться на половину видимой области, вплоть до дополнительных длин волн. Синие цвета тел создаются также диапазоном длин волн от зеленого до фиолетового.

Методы образования цвета: аддитивное и субтрактивное сложение

Результат взаимодействия цветов зависит от способа получения этого результата. Принципиально различными способами являются два: аддитивный и субтрактивный способы получения цвета.

Аддитивное сложение цветов. Почти все цвета можно получить, составляя комбинации из трех удаленных друг от друга в спектре белого света цветов, например, красного, синего и зеленого. Такое смешение можно продемонстрировать, направив на белый экран свет от трех проекционных фонарей со светофильтрами, каждый из которых пропускает только один из этих цветов. Если спроектировать цветовые пятна с некоторым сдвигом относительно друг друга, то можно увидеть места перекрывания цветовых потоков (рис.3.6). Там, где лучи перекрываются попарно, образуются голубой, желтый и пурпурный цвета, а там, куда попадают лучи всех трех цветов - белое пятно. Видно, что белый цвет можно получить, складывая синий с желтым светом, красный с голубым, или зеленый с пурпурным. Иначе говоря, любые два дополнительных цвета дадут в сумме белый, если конечно, у них правильно подобраны интенсивности. При оптическом сложении световых потоков близких в спектре цветов получится промежуточный цвет: красный и желтый в сумме дадут оранжевый, оранжевый и зеленый - желтый, синий и зеленый - голубой. Возникает ощущение, соответствующее смешенному цвету. Такой способ оптического смешения цветов называется аддитивным (слагательным). Именно вследствие аддитивного сложения цветов такими яркими, светлыми и сияющими кажутся краски на полотнах импрессионистов, вышивке и гобелене.

Субтрактивное сложение цветов. Ранее мы знакомились с опытами Ньютона по разложению белого света в спектр с помощью призмы. В результате на экране появлялась радужная полоска, где каждый цвет занимает свое положение. Если поставить между источником и призмой красный светофильтр, то на экране исчезнут все цвета спектра, кроме красного. Следовательно, красный светофильтр пропускает только лучи красного света, а остальные поглощает. Подобный результат получится, если поставить любой другой окрашенный светофильтр: будет пропущен только свет цвета светофильтра.

Теперь можно раскрыть тайну получения зеленого цвета при смешивании синей и желтой красок. Если на пути белого луча поставить друг за другом желтый и синий светофильтры, то на экране будет получено зеленое пятно. Дело в том, что желтый светофильтр пропускает довольно широкую полосу цветов между зеленым и красным (доминирующая длина волны определяет желтый цвет). Синий фильтр пропускает тоже широкую полосу цветов от фиолетового до зеленого включительно (но больше всего синий свет). Поэтому вместе они пропустят только то свет, который они оба пропускают, т. е. зеленый. Остальные лучи фильтры поглотят. Со смесью красок получается аналогично: эта смесь поглощает все цвета спектра, а зеленый отражает.

Следует понимать, что эффект превращения синего с желтым в зеленый наблюдается только у достаточно широкополосных красителей, каковыми большинство из них и являются. Если бы мы взяли нереальные краски, которые пропускают узкий интервал вблизи доминирующей длины волны, то смесь синего с желтым дала бы черный. Если последовательно пропустить белый свет через систему из нескольких светофильтров, то будет получен цвет, который пропустили они все. Через любые два поставленные друг за другом широкополосные светофильтры любой пары дополнительных цветов свет вообще не пройдет. Аналогичным образом образуются цвета при замене светофильтров слоями прозрачных красок, нанесенных на белую бумагу. Такой способ образования цветов путем вычитания из белого света той или иной доли первичных цветов называется субтрактивным синтезом цвета.

Субтрактивный метод образования цвета широко используется в фотографии, полиграфии и в некоторых графических редакторах (CMYK). Вообще, если графический материал предназначен для последующей цветной печати, следует обратить внимание на совместимость методов образования цвета при его создании и у печатающих устройств.

Основные колориметрические характеристики цвета

Цветовой тон. С физической точки зрения, для монохроматического излучения цветовой тон полностью определяется длиной волны. Но цвета окружающего мира имеют более сложный спектральный состав, причем зрение воспринимает аккорд длин волн как один определенный цвет. Точно такой же по зрительному впечатлению цвет может быть получен смешением определенного монохроматического излучения с белым светом. Правда, спектральный прибор сразу обнаружит подделку.

Цветовой тон хроматического цвета - это длина волны такого монохроматического излучения, смешение которого в определенной пропорции с белым обеспечивает получение цвета, тождественного в визуальном отношении данному.

Свет с одинаковым цветовым тоном может иметь различную яркость. Яркость монохроматического луча тем больше, чем больше переносимая им энергия. Ощущение яркости зависит не только от попадающей в глаз энергии, но и от чувствительности глаза к свету данной длины волны. Например, красный луч с большей энергией будет казаться менее ярким, чем зеленый со значительно меньшей энергией. Яркость несветящейся поверхности зависит и от её отражающей способности и от количества падающей на эту поверхность световой энергии. Если яркости всех предметов в поле зрения изменить в одинаковое число раз, то глазу будет казаться, что соотношение между яркостями не изменилось. Но если относительную яркость предметов изменить непропорционально, то глаз сразу отреагирует.

Чтобы избежать проблем, вызванных особенностями зрительного восприятия, рассмотрим так называемые фотометрические величины.

Потоком энергии излучения называется энергия Q, проходящая в единицу времени t через произвольную площадку: Ф= Q/t. Поток энергии изучения измеряется объективно при помощи физических приборов в ваттах - Вт. Следует различать понятия поток энергии излучения и световой поток.

Световой поток оценивается по действию потока энергии излучения на зрительную систему человека и измеряется в люменах (лм). 1 люмен равен световому потоку, излучаемому изотропным источником с силой света 1 кандела (кд) в пределах телесного угла 1 стерадиан (ср): 1 лм = 1 кд×1 ср. Установлено, что световому потоку в 1 лм, образованному излучением с длиной волны 555 нм соответствует поток энергии 1,46 мВт. Величина 1,46 мВт/лм называется механическим эквивалентом света. Световому потоку в 1 лм, образованному излучением с другой длиной волны соответствует поток энергии

, мВт,

где функция характеризует относительную спектральную чувствительность зрения человека.

Разберемся, почему эти два потока с похожими названиями не совпадают. Действие света на человеческий глаз зависит от его длины волны. Максимум функции приходится на длину волны 555 нм (зеленый свет). Вблизи границ видимой области глаз почти полностью теряет чувствительность, а физические приборы - нет. Прибору все равно, “какого цвета энергия”. Поэтому для перехода от потока энергии излучения к световому потоку вводят пересчетные коэффициенты. Для этого служит функция , которая принимается равной 1 при λ = 555 нм. Для других длин волн < 1. Например, = 0,5 означает, что для получения зрительного ощущения такой же интенсивности свет с длиной волны λ1 должен иметь величину потока энергии в 2 раза большую, чем свет с длиной волны λ = 555 нм. Для малого интервала длин волн dλ соответствующий малый световой поток dF, измеряемый по интенсивности зрительного впечатления, определяется как

.

Сила света - это отношение светового потока точечного источника к величине телесного угла Ω, в котором он распространяется:

.

Для изотропного источника , где F - полный световой поток источника. Единица силы света, кандела (кд) в системе СИ является основной 1 кд = 1 лм/ср. Ее значение принимается таким, чтобы полный излучатель при температуре затвердевания платины излучал 60 кд с каждого квадратного сантиметра своей поверхности.

Справка. Канде́ла - одна из семи основных единиц СИ, равна силе света, испускаемого в данном направлении источником монохроматического излучения частотой 540×1012 герц (зеленый свет), сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.

Освещенность Е определяют как световой поток, падающий на единицу площади поверхности

.

Единица освещенности - люкс: 1 лк = 1 лм/м2. Поскольку dФпад =JdΩ, где dΩ = dS cos α/r2, следовательно

.

Цвет светящихся тел характеризуют яркостью, несветящихся - светлотой, которая по смыслу приводимых ниже определений является относительной яркостью.

Яркость (В) - сила света, отнесенная к единице площади светящейся поверхности, расположенной перпендикулярно направлению света:

В = J/S.

Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м2).

Светлота характеризует степень отличия данного цвета несветящегося тела от белого или черного. Человек способен различать до 400 серых оттенков. Вспомним, что белое отражает весь свет, а черное - весь поглощает. Серое - часть поглощает, а часть отражает. Чем больше поверхность отражает, тем она светлее. Понятие светлоты применимо и к хроматическим цветам. В этом случае под светлотой понимается наличие в цвете того или иного количества черного и белого. Количественно светлотой (L) называется отношение яркости отраженного (или пропущенного) телом светового потока, к яркости падающего на тело светового потока.

Насыщенность. У разных объектов, которые мы видим имеющими окраску, например, спектральных цветов, цветовой тон выражен очень резко, у других - едва заметно. Это качество характеризуют термином насыщенность. Насыщенностью называется степень отличия хроматического цвета от равного ему по светлоте ахроматического. Понятие насыщенности близко по смыслу к понятию чистота цвета.

Чистота (Р) показывает степень выражения цветового тона в данном цвете, иначе говоря, выражает степень разбавления спектрального света белым светом. Например, если смешать спектральный свет (λ = 500 нм) и яркостью 40 кд/м2 и белый свет с яркостью 80 кд/м2, тогда чистота Р этого цвета равна

≈ 0,33 = 33 %.

Наибольшей чистотой (100%) обладают монохроматические цвета. Ахроматические цвета обладают нулевой чистотой.

Теории цветового зрения

Трехкомпонентная теория цветового зрения. По Юнгу в каждой точке сетчатки глаза существуют по меньшей мере три структуры, чувствительные к красному, зеленому и фиолетовому цветам. Эта поразительная догадка была подтверждена экспериментально лишь в 1959 году (!). Сетчатка состоит из рецепторов четырех типов: палочек и трех видов колбочек (рис. 6.1). Палочки отвечают за способность видеть при слабом свете и не различают цвета. Палочковый пигмент родопсин содержит группу, называемую ретиненом, которая отщепляется при поглощении света. Человек не может целиком синтезировать ретинен в собственных клетках, и поэтому должен получать очень похожее вещество с пищей. Это вещество - витамин А, недостаток которого вызывает куриную слепоту, т. е. почти полную потерю способности видеть в сумерках.

Палочки отличаются от колбочек строением, формой и меньшими размерами. В палочках может содержаться только один пигмент, а в колбочках - один из трех различных пигментов, в соответствии с которыми колбочки условно называют “синие”, “зеленые” и “красные”. На самом деле (рис. 6.1), монохроматический свет с длинами волн, равными максимумам чувствительности разных колбочек будет: фиолетовым (430 нм), бирюзовым (530 нм) и желто-зеленым (560 нм). Однако терминология сложилась раньше, чем удалось исследовать колбочковые пигменты.

Увидим мы объект белым или цветным, определяется тем, какие из трех типов колбочек активизируются. На физиологическом уровне цвет - это результат неодинаковой стимуляции колбочек разного типа. Цвет с широким спектральным распределением будет стимулировать колбочки всех типов, и тогда ощущение окажется белым.

Четырехкомпонентная теория цветового зрения. Четырехкомпонентная теория цветового зрения долгое время представлялась оппонентной к трехкомпонентной теории. Только во второй половине 20 века выяснилось, что эти теории не исключают, а дополняют друг друга. Ибо четырехкомпонентная теория описывает процесс передачи зрительной информации уже после этапа первичного восприятия зрительными рецепторами глаза. По Эвальду Герингу () в системе глаз+мозг могут осуществляться четыре процесса: два для ощущения красного и зеленого, два для желтого и синего. Ощущение желтого и красного возникает в результате разложения светочувствительного вещества. Цвета зеленый и синий возникают в результате восстановления этого вещества. При смешении цветов внутри указанных пар в надлежащей пропорции, они полностью исчезают. Поэтому Геринг считал красный, желтый, синий и зеленый основными цветами.

Цветовая чувствительность глаза

Порог цветоразличения. Чувствительность глаза к изменению цветового тона неодинакова для разных цветов. Порог цветоразличения равен минимальному различию в цветовом тоне, воспринимаемому глазом. Наибольшая величина порога цветоразличения (Δλ) характерна для крайних цветов спектра. Минимальное значение Δλ лежит в двух областях: немного менее 500 нм и вблизи 590 нм. В этих областях спектра глаз способен заметить различие в цвете излучений в 1 нм. В диапазоне 430-650 нм порог цветоразличения составляет 2-3 нм. После 650 нм порог начинает резко увеличиваться, а при длине волны 700 нм уходит на бесконечность. Это значит, что любой свет с длиной волны, большей 700 нм не различается глазом по цвету и воспринимается одинаково красным. Для всего спектра число различающихся по цветовому тону цветов приблизительно равно 130. Количество различных по цветовому тону пурпурных цветов равно 20.

Порог насыщенности (чистоты цвета). Чувствительность глаза к изменению чистоты цвета также не одинакова. Наибольшее число порогов (18-19) характерно для областей, близких к границам видимого диапазона: при рассматривании синих, голубых, зеленых и красных цветов глаз замечает различия примерно в 5-6%. Для излучения желто-зеленого цвета (λ = 560-590 нм) число порогов составляет около 7, следовательно, минимально заметная глазу разница между цветами составляет около 16 %.

Порог яркости. Реакция зрения на изменение яркости света прямо пропорциональна относительному изменению яркости. Поэтому для темных цветов изменение светлоты будет визуально более заметно, чем для светлых цветов, поскольку относительное приращение светлоты будет в первом случае больше, чем во втором. Едва различимая глазом величина относительного приращения яркости (ΔВ/В) называется относительным порогом яркости. Относительный порог яркости имеет постоянное значение (~1,4 %) и не зависит от цвета только в диапазоне 30-1000 кд/м2. При яркости, меньшей 30 кд/м2 относительный порог яркости увеличивается по-разному для разных цветов. Увеличение яркости свыше 1000 кд/м2 также приводит к увеличению относительного порога яркости. Таким образом, вне указанного интервала чувствительность глаза к различиям в яркости уменьшается.

Контраст цветов. Цветовая адаптация

Цветовая адаптация - изменение цветового и яркостного восприятия во времени. Когда мы начинаем что-то рассматривать, восприятие быстро изменяется. По прошествии некоторого времени, глаз привыкает (адаптируется) к распределению цветов в поле зрения. Цветовая адаптация протекает в течение более короткого времени, чем световая адаптация. Наибольшее время адаптации потребуется для красного цвета, наименьшее - для желтого и зеленого цветов.

Контраст цветов означает, что при их сравнении видны принципиальные различия. Интересно, что общепринятой классификации контрастов не существует. Мы рассмотрим семь типов контрастов.

Хроматический контраст. Наибольшим цветовым контрастом обладают три основных цвета: синий, желтый и красный; или четыре (те же, плюс зеленый). Интенсивность цветового контраста уменьшается по мере удаления цветов от основных. Все чистые цвета обладают выраженным хроматическим контрастом, но не в одинаковой степени.

Контраст светлого и темного. Чтобы увидеть контраст светлого и темного во всех возможных градациях следует изобразить равноступенный ряд серых тонов от черного до белого. Контраст светлого и темного имеется и у хроматических цветов. Чистый желтый цвет соответствует третьей ступени серого (начиная от белого); оранжевый - пятой; красный - шестой; синий - восьмой, а фиолетовый - десятой. Желтый - самый светлый цвет, а фиолетовый - самый темный.

Контраст теплого и холодного. Если в цветовом круге провести горизонтальную ось через красно-оранжевый и сине-зеленый, то эта ось соединит цвета, которые являются полюсами контраста холодного и теплого. Ассоциация очевидна: так соотносятся оттенки холодного льда и горячего огня. Интересно, что холодные и теплые цвета вызывают разные физиологические ощущения.

Очень важно! Если необходимо создать композицию, строго выдержанную с точки зрения определенного контраста, то все остальные виды контрастов должны занять подчиненное положение, или вообще не использоваться. Контраст холодного и теплого считается самым выразительным среди всех контрастов.

Контраст дополнительных цветов. Важно всегда понимать, о каком способе получения цвета идет речь: о смешивании потоков цветного света, или двух красок. Ранее было дано определение дополнительных цветов, как цветов таких двух окрашенных потоков света, которые в смеси дают белый свет. Это - физически (или оптически) дополнительные цвета. Существует еще и другое определение: два цвета красок являются дополнительными, если при их смешивании можно получить черный, или нейтральный серый цвет. Важно, что пары цветов, которые считаются в этих случаях дополнительными, различны. Так, при оптическом смешивании дополнительными будут синий и желтый цвета, а при смешивании красок - желтый и фиолетовый. В данном случае мы будем исходить из смешивания красок.

Дополнительные цвета резко контрастны. Расположенные рядом, они возбуждают друг друга до максимальной яркости, и уничтожаются при смешивании. Физиологически при восприятии какого-то цвета, зрительная система одновременно симулирует в поле зрения дополнительный к нему (явление симультанного контраста). Зрение само подсказывает, какого цвета оно ждет. Поэтому дополнительные цвета признаются гармоничными в любой теории цветовой гармонии. Каждая пара дополнительных цветов обладает еще каким-либо типом контрастов. Так, пара желтый↔фиолетовый представляет собой еще и контраст темного-светлого; пара красно-оранжевый↔сине-зеленый имеет очень сильный контраст холодного и теплого. Пара красный↔зеленый близки по светлоте, их тепло - холодные взаимоотношения также не очень заметны. Зато у этой пары исключительно напряженный контраст по цветовому тону.

Симультанный контраст может быть последовательным или одновременным; (и каждый из них светлотным и хроматическим). Последовательный контраст - изменение цвета в результате предварительного воздействия на глаз других цветов. Симультанно порожденные цвета объективно не существуют. Они не могут быть сфотографированы. Прикроем половину листа белой бумаги черным листом. Если смотреть в какую-либо точку на границе черного и белого в течение 20 с, а затем убрать черный лист, продолжая смотреть в ту же точку, то ранее закрытая черным часть белого листа будет казаться значительно более светлой, чем остальной белый лист. Это пример последовательного контраста, заключающийся в кажущемся изменении светлоты цвета. Во время фиксации глаза на границе раздела белого и черного, в глаз попадают лучи, отраженные от белой и черной частей листа, причем эти лучи действуют на разные участки сетчатки. Лучи от белой части листа «утомляют» соответствующий участок сетчатки, в то время как другой участок «отдыхает». После того, как черный лист убрали, на все участки сетчатки действует свет одинаковой интенсивности, но утомленные нервные окончания воспримут его как более темный, а окончания почти не работавшие - как более светлый.

Последовательный контраст может быть и хроматическим. Поместим на белый лист бумаги небольшой кружок красного цвета и будем в течение 20 с сосредоточенно наблюдать этот кружок. Если после этого перевести взгляд на чистый участок листа, то на новом месте в течение нескольких секунд мы будем видеть такой же кружок голубовато-зеленого цвета, но менее насыщенного. При рассматривании красного кружка в большей степени работали красночувствительные колбочки, в результате чего произошло снижение их чувствительности. При перемещении взгляда на белый участок, на сетчатку попадут примерно одинаковые отраженные лучи. Однако в тех местах сетчатки, где «поработали» красночувствительные колбочки, их дополнительная стимуляция красным цветом в составе белого уже не вызовет столь сильной реакции. Поэтому идущая от них в зрительную кору мозга мощность импульса будет меньше, чем от отдохнувших колбочек. Преобладание импульсов от сине - и зеленочувствительных колбочек вызовет указанное ощущение образа кружка голубовато-зеленого цвета. Если вместо красного взять зеленый кружок, то в результате последовательного контраста мы увидим розовый кружок. Из этих опытов видно, что возникающий при хроматическом контрасте цвет близок к цвету, дополнительному по отношению к цвету исходного объекта.