Загальні відомості про природу відчуття кольору та схема його формування

Колір – фізична величина, яка не залежить: від яскравості та кольору кольорового об'єкту предметів, від рівня адаптації зору людини сприймаючого колір, від його індивідуальних властивостей. Колір не залежить від індивідуальних властивостей з моменту прийняття «Ординат кривих додавання для стандартного колориметричного спостерігача МКО 1931 р.».

Колориметрія – наука про колір та його фізичні закономірності, які є основою багатьох технічних застосувань.

Сприйняття кольору сильно змінюється для одного кольору і для однієї людини. Вивчення колірних сприйнять і відчуттів належить області фізіології, психології та ін.

Фізична суть кольору визначається залежністю кольору від його спектрального складу випромінювання, що попадає в око людини. Поняття «колір» не збігається з поняттям «спектральний склад». Так, певний спектральний склад визначає певний колір, але певний колір обумовлює випромінювання різних спектральних складів – ізомерні випромінювання. Одержання одного кольору при однакових спектральних складах – умова достатня, але не є необхідною. Метамерні випромінювання – випромінювання, що створюють один колір при різних спектральних складах.

Явище послідовного образа: Два зразки можуть бути однаковими за кольором при різних спектральних коефіцієнтах відбивання та спектральних густинах потужності. Тобто, колір не пов'язаний однозначно зі спектральним складом. Найбільша яскравість предмета, на який спочатку був звернений погляд, особливо після прямого погляду на джерело світла, обумовлює більшу помітність та довший час зберігання послідовного образу.

Наприклад. У ясний день подивіться на небо у вікно. Потім швидко переведіть погляд на стіну кімнати. Ви побачите на ній зображення плетіння вікна на тлі більш темних місць, що відповідають стеклам, крізь які виднілося світле небо. Після перекладу погляду на поверхню середньої яскравості засвічене місце слабкіше сприймає світло, що сприймається як пляма більш темне, ніж навколишнє тло.

Природа явища досить складна, але в основному послідовний образ з'являється тому, що на місці зображення яскравого предмета витратилися світлочутливі речовини і чутливість сітківки локально понизилася.

Явище послідовного колірного контрасту: Якщо яскравий предмет мав ясно виражене фарбування, то визначений колірний тон і колір послідовного образу, близькі до додаткового кольору яскравого предмета.

Наприклад. Візьміть квадратну пластинку, розділену на чотири частини, кожна з яких пофарбована в один з чотирьох кольорів зелений, синій, жовтий, червоний. Якщо протягом 15–20 секунд зафіксувати погляд на середині пластинки, а потім швидко замінити пластинку аркушем білого папера, то ви побачите на ній чотири кольорових квадрати, пофарбовані в кольори, близькі до додаткових кольорів чотирьох квадратів пластинки: червоно-пурпурний, жовтогарячий, пурпурово-синій, синьо-зелений.

Кольори послідовного контрасту пов'язані з локальною адаптацією сітки: направляючи погляд на іншу крапку паперу, ми ясно побачимо, що вся картина переміщається по папері разом з рухом очей.

Одночасний колірний контраст – вплив на колірне сприйняття кольору сусідніх ділянок поля зору. На сприйняття кольору якої-небудь ділянки поля зору впливає не тільки колір, що раніше діяв на око, але й колір поля, що оточує розглянуту ділянку.

Наприклад. Якщо шматочки сірого папера покласти на червоний і синій папір, вони стануть здаватися різними. Сірий папір на червоному тлі здається блакитним, на синьому – жовтим. Колір, що з'являється на сірому паперу, близький до кольору, додатковому до кольору тла, але, очевидно, усе-таки не збігається з ним.

У деяких випадках одночасний контраст знищує колір пофарбованої поверхні – робить її сірою.

Наприклад. Якщо пластинку, що на сірому тлі сприймається як світло-пурпурово-червоний (приблизно 5RP6/4 за Манселом), покласти на яскраво-пурпурно-червоний картон, то вона здасться сірою. У повсякденному житті ми оточені різнокольоровими речами, що розташовані на різних за кольорами тлах.

Погляд переходить з одного предмета на іншій, змінюється колірна адаптація, на сприйняття якої впливають як одночасний, так й послідовний контрасти. Таким чином, відчуття створене одним кольором можуть бути досить різні. Однак, на колірний стимул як на фізичну величину це розходження у відчуттях ніякого впливу не здійснює.

Колір предмета обумовлюється властивостями його поверхні:

– спектральним апертурним коефіцієнтом відбивання (Р(Х));

– спектральною щільністю світла, що висвітлює поверхню (Р_А).

Спектральний коефіцієнт відбивання поверхні даного предмета називається фарбуванням предмета. При зміні висвітлення колір предмета змінюється, фарбування залишається незмінним.

Зір необхідний нам для орієнтації в зовнішньому світі, для розрізнення та упізнання навколишніх предметів. Пізнаємо ми їх за формою та кольором. Для чіткого визначення предмета нам важливий не його колір, що може в широких межах змінюватися незмінне фарбування. Людина значною мірою здатна визначати фарбування предмета незалежно від умов висвітлення. Таку здатність називають константою сприйняття фарбування. Константа сприйняття фарбування далеко не абсолютна, вона тільки до відомого ступеня наближає спостерігача до визначення щирого фарбування предмета, а іноді узагалі відмовляє. Здатність вносити корективу в безпосередньо сприйманий колір, виправлення на особливості даного висвітлення – ця здатність безумовно існує і підтверджується багатьма експериментами. Константа сприйняття фарбування біологічно надзвичайно корисна, але для її вироблення природі треба було створити і розвити надзвичайно складний механізм. Суть його полягає в тому, що при кожному конкретному висвітленні враховувати його спектральний склад і перераховувати сприйманий колір, приводячи його до якого одному, звичному для організму стандарту. Стандартне джерело кольору і, приводячи будь-який сприйманий колір до цього стандарту, ми визначаємо фарбування предмета, його індивідуальні властивості.

Колір відомого предмета, з яким людина порівнює випромінювання, що виходять від інших предметів, допомагає визначити їх фарбування. Білий предмет, що неселективно відбиває випромінювання джерела, дає можливість судити про характеристики висвітлення.

Основою константи сприйняття фарбування є складний механізм, роботи якого людина не відчуває, що спрацьовує автоматично та людина усвідомлюємо тільки готовий результат його роботи – сприйняття фарбування.

Метрика кольору – це фізична наука колориметрія. Метрика кольору пов'язана відчуттями людини, сприйняттям кольору людини. Метрика кольору привертає увагу психологів, фізіологів. Але розробляють її і фізики, світлотехніки, колориметристи, математики. Джерела колориметрії лежать в області колірних відчуттів, що, як й інші відчуття, дають тривимірність кольору – одне з фундаментальних положень колориметрії.