Цвет и окраска

Для правильной интерпретации восприятия цвета необходимо различать понятия цвета и окраски предмета.

Окраска — это способность предмета отражать излучение в том или ином диа­пазоне длин волн.

Цвет является более широким понятием, включающим окраску и условия осве­щения.

Чтобы представить имеющееся между ними различие, вспомните, как, например, выглядит снег при различных условиях освещения (зимний, мартовский или в су­мерках) или сравните его изображения на картинах Пластова, Грабаря и Кустоди­ева. Несмотря на то что чистый снег всегда имеет белую окраску, его цвет в зависи­мости от освещения может не только быть белым, но иметь голубой, розовый и даже желтый оттенки. Эту разницу очень важно понимать при использовании цвета в прикладных целях, поскольку различия в освещении при настройке цветопере­дачи изображения разработчиком и последующем просмотре изображения потре­бителем дадут совершенно разные результаты.

Цвет - это один из факторов нашего восприятия светового излучения. Светом и цветом исследователи интересовались давно. Одним из первых выдающихся достижений в этой области являются опыты Исаака Ньютона в 1666 г. по разложению белого света на составляющие. Ранее считалось, что белый цвет — простейшей. Ньютон опроверг это. Суть опытов Ньютона такова. Белый луч света (использовался солнечный свет) направлялся на стеклянную треугольную призму. Пройдя сквозь призму, луч преломлялся и, будучи направ­ленный на экран, давал в результате цветную полосу — спектр. В спектре присутствовали цвета радуги, которые плавно переходили друг в друга. Эти цвета уже не раскладывались на составляющие. Ньютон разбил весь спектр на семь участков, соответствующих ярко выра­женным различным цветам. Он считал эти семь цветов основными — красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Почему именно семь? Некоторые объясняют это убежденностью Ньютона в мистических свойствах семерки.

Вторая часть опытов Ньютона такова. Лучи, прошедшие сквозь призму, направлялись на вторую призму, с помощью которой удалось снова получить белый свет. Таким образом, было доказано, что белый цвет — это смесь множества разных цветов. Семь основных цветов Ньютон расположил по кругу (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Цветовой круг Ньютона

Ньютон предположил, что определенный цвет получается путем смешивания основных цветов, взятых в определенной пропорции. Если в точках на границе цветового круга, которые соответствуют основным цветам, расположить грузы, пропорциональное количеству каждого цвета в смеси, то суммарный цвет будет соответствовать точке центра тяжести, Бе­лый цвет соответствует центру цветового круга.

Последующие исследования цвета выполняли Томас Юнг, Джемс Максвелл и другие ученые. Исследования че­ловеческого цветовосприятия являлись довольно важной задачей, но основные усилия были направлены на изуче­ние объективных свойств света. В настоящее время физи­ки полагают, что свет имеет двойственный характер. С одной стороны, свет представляется в виде потока частиц (еще Ньютон выдвинул так называемую корпускулярну теорию). С другой стороны, свету присущи волновые свойства. С помощью волновой теории, выдвинутой Христианом Гюйгенсом в 1678 году, были объяснены многие свойства света, в частности, законы отражения и преломления.

Рис. 5.7. Зависимость чувчтвительности человеческого зрения от длины волны светового излучения

С позиций волновых свойств цвет описывается следующим образом. Одна из волновых характеристик света - длина волны - расстояние, которое проходит волна в течение одного периода колебания. Монохромотическим называется излучение, спектр которого состоит из единственной линии, соответствующей единственной длине волны. Радуга, полученная Ньютоном, состоит из бесчисленного множества монохроматических излучений (равно как и радуга, наблю­даемая нами после дождя). Довольно качественным источником монохроматического излучения является лазер - именно поэтому его луч легко сфокусировать. Цвет монохроматического излучения определяется длиной волны. Диапазон дайн волн для видимого света простирается от 380-400 нм (фиолетовый) до 700-780 нм (красный). В указанном диапазоне чувствительность человеческого зрения непостоянная. Наибольшая чувствительность наблюдается для длин волн, соответствующих зеленому цвету.

Как показал Ньютон, белый цвет можно представить смесью всех цветов радуги. Другими словами, спектр белого является бесконечным, сплошным - в нем присутствуют излучения всех длин волн видимого диапазона.