Дистанция от точки наблюдения до наблюдаемого объекта.

Кроме физических факторов на восприятие цвета влияют психологические факторы, о которых будет подробно сказано в соответствующих лекциях. Несмотря на то, что один и тот же определенный цвет источника света и несамосветящегося тела, например, красный, имеет одинаковое название, воспринимается он в этих двух случаях различно, даже при относительно одинаковом спектральном составе и интенсивности излучаемого и отражаемого светового потока.

На Земле основной оптической средой, веществом, заполняющим пространство, сквозь которое проходит свет, благодаря чему мы наблюдаем все видимые объекты, являются плотные слои атмосферы, то есть воздух. Отсюда и термин для обозначения земной оптической среды — световоздушная среда. Наличие на Земле атмосферы создает уникальные условия визуального восприятия окружающего мира, в том числе и восприятия цвета. Воздух является относительно проходящего сквозь него света так называемой «мутной» средой, причем мутящими частицами являются молекулы воз- духа, которые не отражают, а рассеивают лучи света. Обычный воздух рассеивает только коротковолновую часть видимых излучений, поэтому (как уже было сказано) мы видим небо синим. Облака, туман, которые содержат во взвешенном состоянии более крупные частицы влаги, рассеивают и длинноволновые излучения, поэтому в свете, прошедшем сквозь густые облака или в тумане, смешиваются все излучения, и он опять становится белым — ахроматическим. Менее плотные «мутные» среды в проходящем свете кажутся желтоватыми или красноватыми, а в отраженном — голубоватыми. Красивые оранжевые и красные зори объясняются тем, что лучи солнца, стоящего низко над горизонтом, проходят сквозь самые плотные нижние слои атмосферы, в которых взвешенные частички пыли рассеивают все лучи, кроме самых длинноволновых красных и оранжевых.

Рассеиванием в воздухе лучей отраженного света объясняется и явление так называемой световоздушной и цветовой перспективы, выражающейся в ослаблении контрастов на дальних планах и в голубоватом тоне слабо освещенных далеких частей пейзажа.

Плоскостный цвет — цвет поверхности предмета, находящегося на таком расстоянии, что особенности фактуры и структуры уже не различаются глазом, цвета отдельных участков также не различаются и в восприятии сливаются в один результирующий цвет. Объемные формы предметов при этом зритель- но становятся плоскими (например, силуэт дерева, наблюдаемого издалека). На этой особенности восприятия основана военная маскировка и искусство создания декораций в театре и кино.

Пространственный цвет — обобщенный цвет больших форм дальнего плана, трансформированный световоздушной средой (горы, лесной массив, силуэты от- дельных зданий большого размера или обобщенный силуэт городской застройки, наблюдаемые с большого расстояния). Пространственным называется также цвет разнообразных сред: неба, облаков, тумана, воды.

Цветовой спектр. Цветовой круг как основа графического изображения системы цветов. Законы смешения цветов. Аддитивное и субтрактивное смешение цветов. Основные и дополнительные цвета

При разложении белого цвета получается непрерывный цветовой спектр, в котором цвета располагаются в строго определенном порядке от красного до фиолетового, образуя так называемый естественный цветовой ряд, при этом каждый цвет имеет определенную светлоту (наиболее светлая часть — желтая, наиболее темная — сине- фиолетовая). Спектр послужил основой для начала систематизации цветов. Ньютон выделил в спектре семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Предполагают, что он хотел соотнести число цветов с числом раз- личных нот в октавах. Деление это условное, так как в непрерывном спектре человеческий глаз может выделить около 150 оттенков различных спектральных цветов и около 30 оттенков чистого пурпурного цвета, отсутствующего в спектре. Однако все цвета, названные Ньютоном, можно отнести к наиболее значимым, то есть к таким, которые наше сознание одномоментно и непроизвольно выделяет, разделяя при этом весь цветовой спектр на несколько больших интервалов. Поэтому цвета, выделенные Ньютоном, с добавлением или изъятием некоторых цветов присутствуют в каждой из
созданных до сегодняшнего дня цветовых систем (рис. 2.1).

По длине волн электромагнитных излучений спектр можно разделить на диапазоны, представляющие оттенки наиболее значимых цветов (длина волн дается в нм):

380–436 — фиолетовый; 566–589 — желтый;

436–495 — синий; 589–627 — оранжевый;

495–566 — зеленый; 627–780 — красный.

Ньютону принадлежит и идея графического изображения системы цветов в виде

цветового круга: он свернул спектр в кольцо и условно разделил его на семь выделенных им цветов. Позднее между красным и фиолетовым был помещен отсутствующий в спектре пурпурный цвет, который как раз получается путем смешения красного и фиолетового. Расположение цветов в виде круга очень удобно и наглядно, оно широко применяется для объяснения многих закономерностей теории цвета (рис. 2.2).

Одна из важных проблем колористики — закономерности смешения цветов. При

выяснении этих закономерностей необходимо знать, что есть два различных типа

смешения цветов.

Первый тип — аддитивное смешение цветов — является сложением световых потоков, имеющих разную окрашенность. Его примером может служить смешение на экране света, направленного из двух источников, перед которыми по- ставлены разные по цвету фильтры.

Второй тип — субтрактивное смешение цветов — характеризуется в отличие от первого поглощением (вычитанием) отдельных цветов общего светового потока. Пример — направленный на экран свет от одного источника, пропущенный через два фильтра разного цвета.

Впервые на это указал и ясно объяснил суть различия процессов смешения цветов первого и второго типов известный немецкий естествоиспытатель Герман Гельмгольц.

В некоторых случаях смешение двух цветов по первому и по второму типам дает близкие результаты; например, смешение красного и желтого в обоих случаях дает оранжевый цвет. В других случаях результат различный: синий и желтый при аддитивном смешении дают белый цвет, а при субтрактивном — зеленый. Смешение красок всегда в результате является субтрактивным (смешение синей и желтой красок дает зеленый цвет). Аддитивное смешение обычно является сложением разноокрашенных излучений самосветящихся источников света, например, света люминофоров на экранах электронных оптических приборов (табл. 2.1). Однако еще в XIX веке художники-импрессионисты разработали метод нанесения краски мелкими мазками чистого цвета, добиваясь эффекта так называемого «оптического смешения цветов», когда разноокрашенные пучки света от мелких мазков на поверхности, воспринимаемой с определенного расстояния, смешиваются непосредственно на сетчатке глаза зрите- ля, что, по сути, является аддитивным смешением. До законченной системы этот метод, получивший название «пуантилизм» (от фр. point — точка), довели художники Жорж Сёра и Поль Синьяк. Правда, белого цвета смешением синих и желтых точек получить всё равно не удается. Но и насыщенного зеленого цвета не возникает; тон поверхности, закрашенный таким образом, воспринимается как близкий к ахроматическому светло-серому тону.

Три цвета, смешивая которые в различных пропорциях можно получить все остальные цвета, называются «основными» или «первичными» цветами.

При аддитивном смешении в электронике такими цветами являются красный, синий и зеленый. Кстати, современная физиология считает, что сетчатка глаза содержит рецепторы (колбочки) трех типов, воспринимающие электромагнитные излучения, соответствующие именно этим трем цветам. Все остальные цвета наше сознание определяет как результат смешения в различных пропорциях этих трех типов им- пульсов. Трихроматическую или трехкомпонентную теорию цветового зрения предложил в начале XIX века английский физик Томас Юнг, а позже развил тот же Гельмгольц. Но еще раньше Юнга идею о трехкомпонентности цветового зрения высказал великий русский ученый Ломоносов (рис. 2.3).

Основными цветами при субтрактивном смешении часто до сих пор традиционно называют красный, желтый и синий. Эти цвета выделяются нашим сознанием как наиболее значимые, они определялись как основные еще в ранних цветовых системах, например в цветовом круге Гете. Однако практика работы с красками показала, что тремя цветами, субтрактивное смешение которых дает наибольшее количество различных оттенков всех цветов, являются голубой, пурпурный и желтый (табл. 2.2). И в технологии растровой печати в полиграфии оптимальными цветами, смешением которых получают почти все оттенки других цветов, наряду с желтым стали фиолетово-красный (малиновый) и голубой. В растровой печати цвет формируется нанесением на белую поверхность разноцветных точек или микроштрихов. Такой процесс называется автотипным смешением. Автотипное смешение имеет двойственный, аддитивно-субтрактивный характер.

Аддитивное смешение трех основных цветов дает белый цвет (полный спектр), а субтрактивное смешение — ахроматический темно-серый тон (рис. 2.4).

Два цвета, которые так же, как и три основных, при аддитивном смешении дают белый цвет, а при субтрактивном смешении — серый ахроматический тон называются « пара дополнительных цветов».

В паре дополнительных цветов, где одним из цветов является какой-либо из тройки основных, второй представляет смесь двух других первичных цветов. При аддитивном смешении основными такими парами будут красный и зелено-голубой, синий и желтый, зеленый и пурпурный, а при субтрактивном смешении красок — красный и сине-зеленый, синий и оранжевый, зелено-желтый и фиолетовый.

Пары дополнительных цветов при аддитивном смешении определил еще Ньютон. Отведя, например, красный луч разложенного на спектр света, он собрал с помощью линзы оставшиеся лучи. Их смесь дала зелено-голубой цвет. Соединив его с красным, он опять получил белый свет. То же он проделал и с другими цветами. То, что две составные части белого света при соединении дают белый свет, неудивительно. Удивительно, что пары отдельных спектральных лучей могут при смешении давать белый свет, например, красный с длиной волны 656,2 нм дополнителен к зелено- голубому с длиной волны 492,1 нм. То есть существуют не только сложные, но и простые дополнительные цвета. Таковы особенности нашего восприятия видимых электромагнитных излучений! Интересно то, что соотношение длин волн простых дополнительных цветов всегда близко к значению 3/4 (рис. 2.5).

Пары дополнительных цветов при субтрактивном смешении художники давно определили в процессе смешения красок. Точнее эти цвета называть контрастными, так как строгой дополнительности двух красок, т.е. получения полностью ахроматического тона, добиться очень сложно.