Цвет в природе

Мир – это цвет и все, что мы видим, мы видим при помощи цвета и благодаря цвету. Цвет имеет не только информационную, но и эмоциональную составляющую. Человеческий глаз - очень тонкий инструмент, но, к сожалению, восприятие цвета субъективно. Очень трудно пересказать другому человеку свое ощущение цвета. Цвет можно только видеть. Все мы, хоть один раз в жизни видели, любовались и испытывали особые чувства и волнения перед таким явлением природы как радугой. Эти чувства, которые мы испытываем, нельзя ни пересказать, ни передать другому человеку. Все мы определяем, одним словом: "Смотри!".

Однако что такое цвет? Откуда он появляется, из чего состоит? В чем заключается особенность цвета как одного из наиболее сильных средств информационного, эмоционального и эстетического воздействия? Существуют ли и если существуют, то каковы закономерности восприятия цвета?

Природа цвета (Цвет как предмет науки)

Проблемами цвета с глубокой древности и до наших дней занимаются целый ряд научных дисциплин, каждая из которых изучает цвет с интересующей ее стороны. Физику, прежде всего, интересует энергетическая природа цвета, физиологию - процесс восприятия цвета человеком и превращения его в цвет, психологию - проблема восприятия цвета и воздействия его на психику, способность вызывать различные эмоции, биологию - значение и роль цвета в жизнедеятельности живых организмов и растений.

В современной науке о цвете важная роль принадлежит и математике, с помощью которой разрабатываются методы описания и измерения оттенков цвета. Имеется еще ряд научных дисциплин, изучающих роль цвета в более узких сферах человеческой деятельности, например, такие как полиграфия, химия лаков и красок, криминалистика и др. Совокупность всех этих наук, изучающих цвет определяют как область науки о цвете или цветоведение.

Параметры описания цвета

Действие на органы зрения излучений, длины волн которых находятся в диапазоне 400-700 нм, приводит к возникновению зрительных ощущений. 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.

Объективные характеристики цвета

Цвета всех спектральных излучений спектра видимого света располагаются в довольно коротком интервале длин волн излучения: от точки сине-фиолетового излучения с длиной волны 400 нм (нанометров) до точки красного излучения с длиной волны 700 нм.

Если рассматривать свет по волновой теории, то волна кроме длины имеет и вторую характеристику – мощность (амплитуда). Следовательно, из объективных характеристик цвета можно выделить его длины волны излучения и мощности 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.

График цветности с локусом - линией спектральных цветов монохроматических излучений одинаковой мощности и линиями дополнительных цветов монохроматических излучений: желтого (560 им) и сине-фиолетового (450 им); голубого (490 им) и красного (615 им); оранжевого (575 им) и сине-голубого (480 им) приведен на рисунке 1. Внутри локуса располагаются цвета реальных излучений На пунктирной прямой линии, соединяющей две крайние точки локуса, располагаются наиболее насыщенные пурпурные цвета, которые можно получить лишь смешением крайних спектральных излучений красного и сине-фиолетового цвета. Дополнительные цвета располагаются в цветовом круге на прямой линии, проходящей через ахроматическую ось (черный – серый – белый цвет). Так, желтые излучения являются дополнительными к синим, а голубые (сине-зеленые) - дополнительными к красным. К оранжевому цвету дополнительным является сине-голубой. Следует помнить, что смесь двух излучений дополнительного цвета образует белое излучение, а смесь красок дополнительного цвета образует черную или близкую к ней краску.

Мощность излучения для цвета определяется понятием "яркость". Мощность излучения можно рассматривать в двух плоскостях: 1) мощность излучения непосредственно от источника излучения и, 2) мощность излучения от объекта отражающий или пропускающий излучения другого источника. Поверхность и вещество объекта, как правило, меняет мощность и длину волны излучения. Следовательно, яркость – понятие объективное (физическое) и оно характеризуется количеством света, попадающего в глаз наблюдателя от объекта излучающего, пропускающего сквозь себя или отражающего свет.

Белые поверхности

В качестве эталона белой поверхности используют баритовые пластины, поверхность которых покрыта сульфатом бария. Баритовая пластинка почти без потерь и практически равномерно по спектру отражает падающие на нее монохроматические (одноцветные) излучения. Близки к ней по отражательной способности пластинки магния, а также поверхности, покрытые цинковыми или титановыми белилами. Другие краски и предметы обладают меньшей отражательной способностью. Даже небольшая разница в коэффициентах отражения белых поверхностей зрительно очень заметна. Если на баритовой пластинке разместить кусочков самой белой мелованной бумаги, то они будут выглядеть по сравнению с этим эталоном как серые. Некоторые виды бумаги в сравнении с эталоном белого цвета зрительно воспринимаются не только темными, но еще и с некоторым цветным оттенком. Количественная характеристика белизны бумаги имеет в полиграфии большое значение. Чем больше белизна бумаги, тем больше и ступеней градации (насыщенности) цветного изображения на оттиске и выше его контраст.

Черные поверхности

Если от поверхности отражается менее 1,5% каждого из монохроматических излучений видимого спектра, то зрительно эта поверхность воспринимается как черная. Однако для практических целей в качестве эталона черного цвета при рассмотрении в отраженном свете используют поверхности, покрытые черным бархатом, а при рассмотрении в проходящем свете - образцы проявленной черно-белой фотопленки. Цвет черных красок зависит от поглощающей способности пигмента - сажи. Чем больше света поглощает пигмент и чем меньше в краске связующего вещества, тем она чернее. Практически нет красок, которые бы равномерно поглощали все монохроматические излучения. Обычно черные краски имеют коричневый или синий оттенок. На цвет черной поверхности влияет также и ее шероховатость. От черных матовых поверхностей падающие лучи отражаются рассеянно, а от глянцевых - направленно. Гладкие черные поверхности мы видим более черными, чем шероховатые, матовые. Поэтому на глянцевых бумагах контраст однокрасочного черно-белого изображения больше и насыщенность черного глубже, сильнее.