Статья в научно-популярное издание |
Что такое цвет? |
Есева Анна |
Оглавление
Что есть цвет?. 3
История цвета. 4
Особенности цветовосприятия. 4
Восприятие цвета. 4
Различие между цветами. 4
Различная ориентация. 4
Различия в восприятии размера. 4
Различные фоны.. 4
Последовательный эффект контраста. 4
Эффект контраста яркости. 4
Эффект контраста тона. 4
Эффект контраста цветности. 4
Цветовая гармония. 4
Что есть цвет?
Что такое цвет? Физика рассматривает свет как электромагнитную волну. Волна - это просто изменение состояния среды или поля, распространяющееся в пространстве с какой-то скоростью. У любой волны есть длина - это расстояние между гребнями волны.
Рис. 1
Те длины волн, которые способен воспринимать человеческий глаз носит название видимого света. Например, свет с наибольшей длиной волны мы воспринимаем как красный, а с наименьшей – как фиолетовый. При этом стоит отметить, что наше ухо тоже воспринимает волны, только очень большой длины волны и несколько другой природы. Звук - это колебания вещества. Например в вакууме нет частичек вещества (воздуха например). И там нет звука, звуковая волна не распространяется в вакууме.
Цвета, которые мы воспринимаем, различаются в зависимости от длины волны видимого света:
Рис. 2
Причина, по которой человек способен видеть свет заключается в воздействии света определенных длин волн на глазную сетчатку. Свет с длинами волн длиннее, чем самая длинная в спектре видимого света (красный цвет), называется инфракрасным (от латинского слова infra - ниже; то есть ниже той части спектра, которую может воспринять глаз). А свет с длинами волн короче наиболее коротких в видимом спектре называется ультрафиолетовым (от латинского слова ultra - более, сверх; то есть длина волны выше той, которую может воспринять глаз).
Человеческому глазу не доступен ни инфракрасный, ни ультрафиолетовый свет, как и многие другие типы волн. Тем не менее, мы можем воспринимать огромный диапазон различных цветов (диапазон волн).
История цвета
С помощью зрения мы получаем большинство информации об окружающем мире. Проблема зрительного восприятия, и восприятия цвета в частности, уже в течение многих веков является предметом исследований многих ученых.
Ещё Демокрит (460 – 370 гг. до н. э.) объяснял зрительное ощущение воздействием попадающих в глаз атомов, которые испускает светящееся тело. Вероятно, первое описание строения человеческого глаза дано в работах Галена (130 – 200 гг.). Хотя это описание очень несовершенно, но в нем уже упоминается зрительный нерв, сетчатка, хрусталик.
Примерно через девять столетий арабский ученый Альхазен (XI в.) первым попытался осмыслить механизм формирования зрительного образа. До Альхазена считали, что зрительный образ возникает каким-то образом сразу, целиком, как некий единый, не расчлененный на части процесс. Альхазен высказал догадку: каждой точке на видимой поверхности объекта должна соответствовать своя точка внутри глаза, и, следовательно, процесс формирования изображения объекта в глазу складывается из множества элементарных процессов формирования изображений отдельных точек объекта. Правда, Альхазен считал, что точки восприятия находятся не на сетчатке, а на передней поверхности хрусталика.
Позже великий итальянский художник и естествоиспытатель Леонардо да Винчи (1452 – 1519 гг.) «перенес» точки восприятия с поверхности хрусталика на сетчатку. Более того, подробно описывая камеру-обскуру (простейшего вида фотокамеры или фотоаппарата), он прямо указал, что «то же самое происходит и внутри глаза». Леонардо да Винчи полагал, что хрусталик имеет форму шара и находится в середине глазного яблока. Ученый считал, что в отличие от камеры-обскуры на сетчатке глаза должно получаться не перевернутое, а прямое изображение. Шаровидный хрусталик внутри глаза, по его мнению, и служил для повторного оборачивания изображения.
Мысль о том, что формируемое на сетчатке глаза изображение является перевернутым, была впервые высказана И. Кеплером в начале XVII в. Кеплер понял также, что хрусталик необходим для аккомодации глаза (процессу адаптации глаза к ясному видению предметов, удаленных на разные расстояния). Однако он считал, что аккомодация осуществляется путем изменения расстояния между хрусталиком и сетчаткой.
Лишь в начале XIX в. Т. Юнг доказал, что механизм аккомодации состоит в изменении кривизны поверхностей хрусталика, то есть его рефракции. Также существенный вклад в физиологическую оптику внес И. Ньютон (XVII в.), заложивший основу для современных работ по цветовому зрению.
Особенности цветовосприятия
Сейчас известно, что цвет - это представление человека о видимой части спектра электромагнитного излучения. Свет воспринимается фоторецепторами, расположенными в задней части зрачка. Эти рецепторы преобразуют энергию электромагнитного излучения в электрические сигналы. Рецепторы сконцентрированы большей частью в ограниченной области сетчатки или ретины, которая называется ямкой (смотри рисунок). Эта часть сетчатки способна воспринимать детали изображения и цвет гораздо лучше, чем остальная ее часть. С помощью глазных мускул ямка смещается так, чтобы воспринимать разные участки окружающей среды. Обзорное поле, в котором хорошо различаются детали и цвет ограничено приблизительно 2-мя градусами.
Существует два типа рецепторов: палочки и колбочки. Палочки активны только при крайне низкой освещенности (ночное зрение) и не имеют практического значения при восприятии цветных изображений; они более сконцентрированы по периферии обзорного поля. Колбочки ответственны за восприятие цвета, и они сконцентрированы в ямке. Существует три типа колбочек, которые воспринимают длинные, средние и короткие длины волн светового излучения.
Рис. 3
Каждый тип колбочек обладает собственной спектральной чувствительностью. Приблизительно считается, что первый тип воспринимает световые волны с длиной от 400 до 500 нм (условно "синюю" составляющую цвета), второй - от 500 до 600 нм (условно "зеленую" составляющую) и третий - от 600 до 700 нм (условно "красную" составляющую). Цвет ощущается в зависимости от того, волны какой длины и интенсивности присутствуют в свете.
Глаз наиболее чувствителен к зеленым лучам, наименее - к синим. Экспериментально установлено, что среди излучений равной мощности наибольшее световое ощущение вызывает монохроматическое желто-зеленое излучение с длиной волны 555 нм. Спектральная чувствительность глаза зависит от внешней освещенности. В сумерках максимум спектральной световой эффективности сдвигается в сторону синих излучений, что вызвано разной спектральной чувствительностью палочек и колбочек. В темноте синий цвет оказывает большее влияние, чем красный, при равной мощности излучения, а на свету - наоборот.
Рис. 4
Разные люди воспринимают один и тот же цвет по-разному. Восприятие цветов изменяется с возрастом, зависит от остроты зрения, от настроения и других факторов. Однако, такие различия относятся в основном к тонким оттенкам цвета, поэтому в целом можно утверждать, что большинство людей воспринимает основные цвета одинаково.
Восприятие цвета
Как человек воспринимает цвета? Возьмем, к примеру, яблоко. В полной темноте яблоко не имеет цвета. Для того, чтобы получить восприятие цвета нам нужен источник света.
Говоря проще, отраженный от поверхности объекта свет попадает в глаза, информация о нем передается в мозг, который воспринимает цвет. Яблоко имеет красный цвет, потому что его поверхность отражает красную составляющую и поглощает остальную часть светового спектра. Потом отраженный свет попадает в глаз, а оттуда передается в мозг человека.
Рис. 5
Изучая статью, вы можете экспериментировать с цветами, используя "Генератор цветовых схем". Это поможет вам лучше понять цвета и их взаимодействие между собой.
Различие между цветами
Различные источники света
Вы когда-нибудь покупали яблоки, выглядевшие красными и очень спелыми в бакалейной лавке и гораздо менее привлекательными при флуоресцентном освещении дома?
Характеристики света от источников, таких как солнце, флюорисцентные лампы или лампы накаливания отличаются. Одно и то же яблоко будет иметь различные оттенки под воздействием света от каждого из этих источников.
Рис. 6
Различная ориентация
Краска на автомобиле, например, из различных положений кажется темнее или светлее. Эта тенденция особенно заметна для цветов с прозрачным или металлическим эффектом.
Сказанное означает, что для правильного сравнения цветов очень важно смотреть на них из одного и того же положения (под одним и тем же углом). Кроме того, цвета могут восприниматься различным образом в зависимости от угла освещения.
Рис. 7
Различия в восприятии размера
Иногда, увидев привлекательный образец обоев, мы находим его очень кричащим после расклейки. Большие площади цвета обычно выглядят более светлыми и живыми, чем маленькие участки.
Именно поэтому трудно выбрать идеальное покрытие для крупной площади по мелким образцам.
Рис. 8
Различные фоны
Яблоко, помещенное на светлый фон, выглядит более темным, нежели будучи помещенным на темный фон, что связано с так называемым эффектом контраста.
Давайте посмотрим на то, как эффект контраста влияет на наше восприятие цвета.
Рис. 9
Последовательный эффект контраста
Посмотрите на зеленый квадрат в течение 30 секунд, а затем – на точку в центре квадрата справа. Вы должны увидеть красный квадратик. Красный и зеленый – комплиментарные цвета. Феномен восприятия цвета иным образом после созерцания другого цвета в течение определенного промежутка времени вызван остаточным изображением второго цвета.
Рис. 10
Эффект контраста яркости
Один и тот же серый квадрат выглядит более ярким на темном фоне и соответственно темнее – на светлом.
Рис. 11
Эффект контраста тона
Оранжевый цвет на фоне красного выглядит несколько желтоватым, а на желтом фоне приобретает красноватый оттенок. Это еще раз иллюстрирует влияние фона, на котором находится цвет на его восприятие.
Рис. 12
Эффект контраста цветности
Этот эффект имеет место, когда два контрастирующие по яркости цвета помещаются рядом друг с другом. Будучи помещенным на яркий фон, синий квадрат тускнеет, и, наоборот - выглядит ярким на более тусклом фоне. То же произошло бы и с любым другим цветом. 
Рис. 13
Цветовая гармония
В теории цвета цветовой круг содержит в себе все цвета, видимые человеком, от фиолетового до красного. Цветовой круг показывает, как цвета связаны между собой, и позволяет определять по определенным правилам гармоничные сочетания этих цветов.
Рис. 14
Черный, белый и серый не обозначены на цветовом круге, так как, строго говоря, они не являются цветами. Это нейтральные тона.
Перечень изображений:
Рис. 1. 3
Рис. 2. 4
Рис. 3. 4
Рис. 4. 4
Рис. 5. 4
Рис. 6. 4
Рис. 7. 4
Рис. 8. 4
Рис. 9. 4
Рис. 10. 4
Рис. 11. 4
Рис. 12. 4
Рис. 13. 4
Рис. 14. 4
Список источников:
1. http://colory. ru/colorhistory/
2. http://colory. ru/vospriyatie/
3. http://colory. ru/colortheory/
4. http://colory. ru/colorgarmony/
