Цветоведение и колористика учебное пособие. Цветоведение и колористика методическое пособие покурсу цветоведение угуэс доломатов м.ю

20.10.2020 -

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА»

(«УГУЭС»)

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Доломатов М.Ю., Шуляковская Д.О., Кисмерешкин С.В., Еремина С.А.

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСАМ «ЦВЕТОВЕДЕНИЕ», «КОЛОРИСТИКА»

РИО УГУЭС

УДК 677.027.001.5(035)

М.Ю. Доломатов, Д.О. Шуляковская, С.В. Кисмерешкин, С.А. Еремина Методическое пособие для выполнения лабораторных работ по курсам «Цветоведение», «Колористика». Методическое пособие. Уфа: РИО Уфимск. гос. университет экономики и сервиса, 2015 – 56 с.

В методическом пособии представлено руководство по выполнению лабораторных работ по курсам «Цветоведение» и «Колористика» для студентов ВУЗов таких специальностей как химическая технология, дизайн, компьютерная графика и компьютерный дизайн, полиграфия, текстильная промышленность, технология красителей и пигментов. Лабораторные работы посвящены практическому освоению основных законов оптики и теории цвета. Методическое пособие включает краткие теоретические основы по изучению систем цветовых измерений и рекомендации по проведению исследований окрашенных объектов, текстильных материалов, полиграфической продукции, анализу контраста и ахроматических пределов цвета.

Рецензенты

ШАПИРО С.В., д-р. техн.наук,

профессор кафедры «Физика»

Доломатов М.Ю., 2015

Уфимский государственный университет экономики и сервиса, 2015

Лабораторная работа №1. ПРОВЕРКА ПЕРВОГО ЗАКОНА ГРАССМАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАФИЧЕСКОГО РЕДАКТОРА. КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ RGB И XYZ НА ОБРАЗЦАХ ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ... 4

Лабораторная работа №2. АХРОМАТИЧЕСКИЕ ПРЕДЕЛЫ ЦВЕТА.......................
Лабораторная работа №3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО КОНТРАСТА ПО
ЦВЕТУ, ЯРКОСТИ, НАСЫЩЕННОСТИ......................................................................
Лабораторная работа № 4. РАСЧЕТ ЦВЕТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ XYZ .. 18
Список литературы............................................................................................................
Вопросы для подготовки к зачету...................................................................................
Темы для рефератов..........................................................................................................
Приложение 1.	Цветовой график (локус) системы ХYZ для равноэнергетического
источника E ........................................................................................................................
Приложение 2.	Цветовой круг.........................................................................................
Приложение 3.	Цветовой график (локус) системы ХYZ..............................................

Цель: Проверить первый закон Грассмана. Изучить колориметрические системы RGB и XYZ

1. Определить составы цветов исследуемого объекта с использованием графического редактора Microsoft Paint.

2. Определить яркость цветов с использованием графического редактора Microsoft Paint.

Краткая теория

Законы Грассмана

В результате изучения аддитивного смешения цветов великим немецким математиком Г. Грассманом, основателем современной алгебры, в 1856 г. сформулированы три закона образования цвета.

Первый закон . Любые четыре цвета находятся в линейной зависимости, хотя существует неограниченное число линейно независимых совокупностей из трех цветов (триад). Иначе говоря, каждый цвет может быть выражен через три линейно независимых цвета, а количество триад линейно независимых цветов бесконечно велико.

Линейно независимые цвета – три цвета, каждый из которых не может быть получен смешением двух других.

В данной лабораторной работе линейно независимым цветам F1 , F2 , F3 будут соответствовать красный (R - red), зеленый (G - green) и синий (B - blue) цвета соответственно. В нашем случае закон (1.1) может быть записан:

также непрерывное изменение составных цветов.

Этот закон делает невозможным существования какого-либо отдельного цвета, не примыкающего непосредственно к цветам смешиваемых излучений.

Третий закон. Цвет смеси зависит только от цветов смешиваемых компонентов и не зависит от их спектральных составов.

Составные цвета триад также могут быть сложными, но это не играет роли при образовании сложного цвета. Из этого закона следует: если каждый из двух цветов, смешивающихся с третьим, то не зависимо от спектрального состава излучений этих двух цветов, результирующий цвет в обоих случаях будет одинаковым.

Исключения из законов Грассмана:

1. Не выполним для цветов различной светлоты и насыщенности.

2. Не выполним в мощных монохроматических излучениях, например, в лазерном излучении.

3. Не выполним, если поверхность материала химически взаимодействует с красителями.

4. Не выполним, если потоки складываемых излучений вызывают фотохимические изменения поверхности материалов.

5. Не выполним, если красители или пигменты химически взаимодействуют между собой. Законы Грассмана имеют физиологическую основу. Цветовое зрение человека связано с

наличием трех типов клеток - колбочек в сетчатке глазного дна. Эти колбочки содержат пигменты, максимумы спектральной чувствительности которых соответствуют 450 нм (синий), 550нм (зеленый) и 630 нм (красный). Все многообразные цвета воспринимаются человеком через смешение излучений этих трех компонентов в различных пропорциях. Например, чтобы получить оранжевый цвет, необязательно воспроизводить его тон - длину волны в электромагнитном спектре. Достаточно создать суммарный спектр излучения, который возбуждает колбочки сетчатки глаза так же, как оранжевый цвет.

Законы Грассмана являются теоретической базой современных колориметрических и компьютерных систем измерения цвета.

Колориметрическая система RGB

Цветовая модель RGB описывает излучаемые цвета и является основной для компьютерных цветовых систем. Базовыми являются три излучения - красный , зеленый , синий

(от англ., нем. red, rot - красный; green, grun - зелѐный; blue, blau - синий, голубой).

В модели RGB все цвета выражаются как результат аддитивного смешения красного, зеленого и синего цветов в различных пропорциях. Цветовая система RGB (1931) использует треугольник Максвелла (рис. 2.1). Треугольником Максвелла называют равносторонний треугольник, на вершинах которого лежат цветовые потоки, соответствующие основным цветам.

Свойства треугольника Максвелла системы RGB:

1. Вершины треугольника соответствуют трем основным цветам RGB.

2. В вершинах треугольника расположены источники красного, зеленого и синего излучения со следующими характеристиками: R =700,1 нм, G =546,1 нм, B = 435,8 нм. При этом красный цвет выделяется красным светофильтром из спектра вольфрамовой лампы накаливания; зеленый соответствует линии e в спектре ртутной лампы; синий - линии g в спектре ртутной лампы.

3. Все цвета, которые могут быть получены смешением основных цветов, в соответствии с законом Грассмана лежат на сторонах и внутри треугольника Максвелла.

4. Область белого цвета на треугольнике соответствует не только центру тяжести треугольника, но и равному вкладу зеленого, синего и красного цветов.

Рис. 1. - Треугольник Максвелла как основа системы RGB

Цветовой треугольник Максвелла позволяет количественно рассчитать эффект смешения любых красителей и любых монохроматических и сложных цветовых лучей. Самая большая площадь, которая может быть охвачена в треугольнике, для передачи изображения соответствует компьютерным мониторам и цветному телевидению. Самая низкая возможность передачи цвета соответствует красителям, полиграфическим краскам и текстильным красителям. В персональных ЭВМ для передачи цвета используется один октет из 8 бит (R, G, B), значения которого обозначаются целыми числами от 0 до 255 включительно. Все популярные дизайнерские пакеты построены на этой основе воспроизводства цвета, в частности, Microsoft Paint, Adobe Photoshop, CorelDraw и т. д. Например, чѐрному цвету соответствует комбинация цифр - (0,0,0), белому -

(255, 255, 255), ярко-оранжевому (242, 105, 53), насыщенному желтому (222, 211, 33).

Вычисление цветового модуля m=R+G+B и трехцветных координат цветности в системе

r = R/m; g = G/m; b = B/m.

Недостатком системы RGB является то, что кривые сложения системы имеют отрицательные участки (отрицательные количества основных цветов), что создает трудности при расчете ряда спектральных цветов. В связи с этим, в 1931 г. в качестве стандарта измерения цвета МКО приняла систему XYZ, в которой отсутствовали недостатки системы RGB.

Колориметрическая система XYZ

Были введены условные цветовые координаты X, Y, Z. В отличие от кривых цветности координат системы RGB, все цветовые координаты были положительны, поэтому расчѐты цвета упрощались.

Вместо треугольника Максвелла, в системе XYZ используют преобразованный цветовой треугольник более удобной формы для представления цвета (рис. 2).

Рис. 2 - Цветовой график (локус) системы ХYZ для равноэнергетического источника E Существует возможность перехода из колориметрической системы RGB в XYZ и обратно

согласно известному в колориметрии преобразованию:

колориметрической системе это sRGB. Преобразование координат цвета из колориметрической системы sRGB в XYZ представлено ниже:

Основные характеристики цвета

Согласно современным представлениям, цвет определяется:

соотношением отражающей и поглощающей способности поверхности и химической природы пигментов, которыми покрыта поверхность;

свойствами источников излучения;

цветовым зрением человека.

Несмотря на многогранность цветовых явлений, в современной колориметрии хроматические цвета характеризуются тремя основными колориметрическими свойствами: цветовым тоном (λ ), чистотой или насыщенностью (P ), яркостью (B ) или светлотой (L ). Яркость определяется для характеристики цвета светящихся тел, светлота (или относительная яркость) – для характеристики цвета несветящихся тел. Рассмотрим эти величины более подробно.

Цвет, аналогичный цвету любого сложного излучения, может быть получен путем смешения определенного монохроматического излучения с белым светом.

Цветовой тон хроматического цвета – длина волны такого монохроматического излучения, смешение которого в определенной пропорции с белым обеспечивает получение цвета, тождественного в визуальном отношении данному. Цветовой тон можно определить по цветовому кругу (применяя транспортир), при этом цветовой тон он будет выражен в градусах.

Чистота (насыщенность) – колориметрическая величина, показывающая степень выражения цветового тона в данном цвете. Чистота цвета Р в процентах равна отношению яркости монохроматического излучения (В λ ) к сумме яркости монохроматического излучения и пучка белого света (В Б ):



		ВБ

Наибольшей чистотой (100%) обладают монохроматические цвета; ахроматические цвета имеют чистоту, равною нулю.

План выполнения работы

1. В папке группы создать собственную папку с именем «Фамилия Имя». Скопировать в новую папку картину Ван Гога согласно своему варианту.

2. Открыть графический редактор Microsoft Paint: Пуск→Все программы→Стандартные→Paint.

3. Открыть файл с картиной: Меню→Открыть→Указать путь к своей папке.

4. Определить состав цвета на картине.

Выбрать любой цвет, навести на него курсор мыши и щелкнуть левой кнопкой. Открыть в меню Палитру. В окне Палитры нажать кнопку «Определить цвет». Нажать кнопку «Добавить в набор» (см. рис. 3).

5. Занести значения, находящиеся напротив пунктов Красный (R) , Зеленый (G) , Синий (B) и Яркость (Br- Brightness) в сводную таблицу. Значения R, G, B и будут вкладом каждого цвета в

результирующий цвет согласно первому закону Грассмана. Иначе, эти значения называются

координатами цвета.

7. Преобразовать координаты цвета из системы sRGB в систему XYZ. Для перехода используем известные соотношения:

X = 0,4124R+0,3576G + 0,1805B;

Y = 0,2126R + 0,7152G+ 0,0722B;

Z = 0,0193R +0,1192G + 0,9505B.

Пример сводной таблицы

Название

Примечание: изображение выполнять цветными карандашами или красками; название цветам давать самостоятельно.

Рис. 3 - Окно палитры

10. Повторить пункты №4-№7 для 8-10 для цветов, которые, по Вашему мнению, являются основными на данной картине.

Структура отчета по выполненной работе: номер лабораторной работы, тема, цель, задачи, краткая теория, сводная таблица с данными для 8-10 основных цветов картины, выводы по лабораторной работе.

Контрольные вопросы

1. Сложением каких цветов из триады красный-зеленый-синий можно получить желтый цвет? Для ответа можно использовать палитру.

2. Как, по Вашему мнению, на практике можно применить полученные в данной лабораторной работе навыки определения состава цвета с использованием графического редактора?

3. Каковы координаты красного, зеленого и синего цветов для цвета №5 из Вашей таблицы?

Лабораторная работа №2. АХРОМАТИЧЕСКИЕ ПРЕДЕЛЫ ЦВЕТА

Цель : Исследование ахроматического предела цвета

Задачи:

1) Изучение ахроматического предела черного цвета с применением графического редактора Microsoft Paint.

2) Изучение ахроматического предела белого цвета с применением графического редактора Microsoft Paint.

Краткая теория

Цвет зависит от свойств поверхности и свойств излучения. Цветовое излучение, которое поглощается поверхностью, называется основным. Цвет отраженного излучения называется дополнительным. Основной цвет связан с дополнительным так же, как поглощение и отражение. Все цвета делятся на две группы – хроматические и ахроматические. Ахроматические - все черные и белые цвета. Серые цвета образуются в результате смешения черного и белого цвета в различных пропорциях. В сером цвете противоположные оптические характеристики белого и черного цветов компенсируются, следовательно, он нейтральный, равновесный цвет. Может быть бесконечное число вариантов серого цвета. Тренированный глаз человека воспринимает из этого бесконечного множества до 300 оттенков серого цвета.

Согласно закону сохранения энергии, падающий поток излучения J делится на четыре составных потока – поглощенный J A , отраженный J R , пропущенный J T , а для оптически неоднородных тел - и рассеянный J S :

J=JA + JR + JT + JS

Исходя из соотношения (1), рассмотрим различные случаи формирования ахроматического цвета.

Все излучение, падающее от источника излучения, поглощается телом (черный цвет).

В этом случае входной поток света равен поглощенному (J=J A ), остальные потоки пренебрежимо малы - и выполнимо условие:

JR +JT +Js =0 .

Поскольку мы воспринимаем глазами свет, испускаемый либо отраженный телом, то такое тело будет невидимо. Это случай полностью черного тела. Существует парадокс, что абсолютно черные тела должны быть невидимы. Чтобы сделать объект невидимым, его необходимо покрыть абсолютно черным красителем, но это - уже из области фантастики. Однако в природе такие тела существуют. В 90-ые гг. ХХ века с помощью рентгеновского телескопа астрофизики обнаружили такие абсолютно черные объекты и назвали их «черными дырами». Черные дыры - это очень массивные, но небольшие по объему звезды с огромной плотностью, которые притягивают свет (втягивают лучи в себя). Обнаружить такие объекты можно косвенно - они видимы только в рентгеновском диапазоне спектра, за счет падающих на них атомов (атомы, падая на такой объект, излучают рентгеновские лучи). В окружающем нас земном мире абсолютно черных объектов, повидимому, нет. Все тела, поглощающие свыше 90% света, выглядят как черные. Самым черным материалом на Земле длительное время считался черный бархат, поглощающий 99,6 % процентов света. По данным газеты Washington Post от 20 февраля 2008 г., в области создания сверхчерных оптических материалов был сделан технический прорыв. Группой исследователей из политехнического университета Райса (США) под руководством Шон-Ю Линя и Пуликеля

Сделал вот конспект по колористике для себя, дабы не забывать. Пытался максимально сократить, поэтому получилось много умных слов. Конспект не полный, но доделать как-то не доходят руки. Если у кого-нибудь появится желание дополнить - не стесняйтесь.

Цвет — это результат взаимодействия трех составляющих: источника света, объекта и наблюдателя . Наблюдатель воспринимает длины волн света, излучаемых источником света и видоизменяемых объектом.
Свет , видимый человеком - это небольшая часть светового спектра электромагнитных волн.

Световые волны сами по себе не имеют цвета, но разные длины волн ассоциируются с определенным цветом.
Порядок следования цветов неизменный - от коротковолнового диапазона (фиолетовый) к длинноволновому (красный) или наоборот. Волны, несколько длиннее красного света, занимают инфракрасный (ИК) диапазон. Волны, короче фиолетового - ультрафиолетовый (УФ) диапазон.
Предметы сами по себе не имеют цвета , он появляется лишь при их освещении .

Человек воспринимает цвет двух типов: цвет светящегося объекта (цвет света или аддитивный цвет) и цвет отраженного от объекта света (цвет пигмента или субтрактивный цвет).

Основные или первичные цвета — это цвета, смешивая которые можно получить все остальные цвета и оттенки. Тип смешивания (аддитивное или субтрактивное ) определяет основные цвета.
Дополнительные или комплиментарные цвета (на цветовом круге расположены напротив друг друга) — это пары цветов, при аддитивном смешивании дающие белый цвет, при субтрактивном — серый или чёрный. Для цветов RGB дополнительными будут соответственно CMY (и наоборот). Каждому цвету можно противопоставить не один контрастный (дополнительный) цвет, а близлежащую пару , которая его образует.

Приведенная схема основных цветов работает только для компьютерных графических систем. У традиционных художников основными цветами считаются красный, желтый и синий . Цвета, получаемые путём смешивания основных, называются составными (зелёный, оранжевый, фиолетовый). Сумма составных цветов даст коричневый.

Аддитивное смешение — (от англ. add — добавлять, т.е. добавление к черному других световых цветов) или RGB (Red, Green, Blue) — метод синтеза цвета, в котором первичными цветами являются аддитивные красный, зелёный и синий. В этой системе отсутствие цветов даёт черный цвет, а добавление всех цветов — белый . Выбор основных трёх цветов обусловлен особенностями физиологии сетчатки человеческого глаза.
Субтрактивное смешение (от англ. subtract — вычитать, т.е. вычитание цветов из общего луча отраженного света) или CMY (Cyan, Magenta, Yellow) — метод синтеза цвета, в котором первичными цветами являются субтрактивные голубой, пурпурный и жёлтый. Цветовая модель основана на поглощающих свойствах чернил. В этой системе отсутствие цветов даёт белый цвет (белая бумага), а смешение всех цветов — условно чёрный (в действительности типографские краски при смешении всех цветов дают темно-коричневый, а для придания истинно черного оттенка добавляют черную ключевую краску — Key color). Обладает сравнительно с RGB небольшим цветовым охватом.

Цветовые модели RGB и CMYK теоретически являются дополнительными друг к другу, а их пространства частично перекрываются .
Цветовая модель CIE LAB (или Lab ). В этой модели любой цвет определяется яркостью «L» (Luminance) и двумя хроматическими компонентами : параметром «а» (изменяется от зеленого до красного ) и параметром «b» (изменяется от синего до желтого ). Разработанные в рамках этой модели цвета будут выглядеть одинаково как на экране, так и при печати независимо от типа устройства воспроизведения. Обладает наибольшим цветовым охватом.

Свойства цвета:

Цветовой тон или оттенок (Hue ) — совокупность цветовых оттенков, сходных с одним и тем же цветом спектра.

Насыщенность (Saturation ) — степень блёклости .

Светлота (Lightness ) — степень близости цвета к белому .

Яркость (Brightness ) — степень близости цвета к чёрному .

Хроматические цвета — все цвета, за исключением ахроматических . Обладают всеми тремя свойствами.
Ахроматические («бесцветные») цвета — белый, оттенки серого и чёрный. Основным свойством является светлота .

Спектральные цвета — это семь ключевых цветов спектра .
Неспектральные цвета (цвета, не входящие в цветовой спектр ) — это оттенки серого , цвета смешанные с ахроматическими цветами (например: розовый, как смесь красного с белым), коричневые и пурпурные цвета (Magenta).

Цветовой круг Иттена:

Академия высокой моды

Негосударственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ИНСТИТУТ МОДЫ, ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИЙ

Учебное пособие

по курсу

«ЦВЕТОВЕДЕНИЕ И

КОЛОРИСТИКА»

Москва – 2009 г.

ЦВЕТОВЕДЕНИЕ И КОЛОРИСТИКА

«Нужно уметь думать в цвете и формах также,

Как мы умеем думать понятиями и идеями. Нужно научиться жить в цвете и формах.»

Рудольф Штейнер (25. 1. 1920г.)

Проблемы цвета под различными углами зрения изучаются в настоящее время в целом ряде наук и научных дисциплин. Физика изучает энергетическую природу света и цвета, физиология – процесс восприятия человеческим глазом волн определенной длины и превращения их в цвет, психология – проблемы восприятия цвета и воздействия его на психику, биология – значение и роль цвета в жизнедеятельности живых и растительных организмов, математика разрабатывает методики измерения цвета. Совокупностью перечисленных наук является научное цветоведение.

Изучая материал, мы, непременно, коснемся этих наук, но, главное, рассмотрим эстетические свойства цвета, закономерности создания цветового строя, гармонии, различные приемы использования контрастов, соотношение цветов с другими компонентами, такими как, линия, пластика, светотень и многое другое для создания неповторимого образа современного человека.

Чтобы видеть нужен свет. Ньютон был первым, кто на основе научного эксперимента показал сложную взаимосвязь света и цвета. Из его опытов стало известно, что ощущение цвета зависит от того, какого рода световые лучи действуют на глаз, и что обычный белый солнечный свет равен сумме всех цветов: «…лучи, если выражаться точно, не окрашены. В них нет ничего другого, кроме силы или предрасположения к возбуждению того или иного цвета».

Однако сила обычного представления о раздельном существовании света и цвета была настолько велика, что открытие Ньютона было не сразу и далеко не всеми. Даже в 19 веке многие крупные ученые, и в особенности философы и художники, относились к нему скептически. Гегель, например, считал дурным и ложным представление, будто свет состоит из различных цветов.

ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Разговор о свете логично начать с рассмотрения того, что служит его источником. Известно, что свет как природное явление представляет собой одну из форм энергии, называемую лучистой энергией, которая в виде электромагнитных колебаний распространяется в пространстве до тех пор, пока не встретит на своем пути какую-либо поверхность или вещество, преобразующие ее в другие виды энергии. Эту энергию излучают различные источники: солнце, луна, звезды и искусственные – огонь, лампы накаливания и др. В зависимости от своей величины, мощности и степени удаленности от освещаемых объектов источники образуют различные условия освещенности, разнообразные световые эффекты.

Солнечный свет наиболее естественен и привычен, и человеческий глаз к нему лучше приспособлен. Электрический свет содержит в своем составе больше лучей длинноволновой части спектра и в силу этого имеет несколько желтоватый оттенок, что заметно сказывается на восприятии объектов, освещенных этим светом. Искусственный, так называемый «дневной» свет, не имеет части длинноволновых лучей и объекты в нем приобретают холодноватые грязноватые оттенки. Концентрированный свет, излучаемый точечным источником, слегка стирая цвета, усиливает объемно-пластические качества предмета. При боковом освещении предмет визуально разделяется как бы на две части – освещенную и затемненную, которые как бы отрицают друг друга, а с другой стороны – подчеркивают единство общей объемной формы. Рассеянный свет делает предмет более плоским, создает мягкость красок и форм. Наиболее привычно для нас освещение сверху, когда тени идут внизу – создается ощущение тяжести внизу, что привычно. «Знай, - предостерегал Леонардо да Винчи, - что если человека, даже хорошо тебе известного осветить снизу, то тебе трудно будет его узнать». Этот эффект описан английским ученым Брюстером (19 век) в «Письмах о естественной магии», Если изменить направление света, падающего на середину предмета, с верхнего на нижний, то выпуклости становятся похожими на углубления. Это объяснятся «результатом деятельности нашего собственного разума, результатом нашей оценки форм и тел, на основании тех знаний, которые нам сообщают свет и тень».

ВИЗУАЛЬНОЕ ВОСПРИЯТИЕ МИРА

«Творчество начинается с видения. Виденье –

Это уже творческий акт, требующий напряжения»

Анри Матисс

Теория эстетического восприятия строится на том, что восприятие в основе своей представляет познавательный процесс, определяемый формами и типом зрительного восприятия.

Особый акцент будем делать на том, что эстетическое восприятие не пассивный, созерцательный акт, а творческий, активный процесс.

Каждый акт визуального восприятия, по мнению Арнхейма (автора интереснейшей книги «Искусство и визуальное восприятие»), представляет собой активное изучение объекта, его визуальную оценку, отбор существующих черт, сопоставление их со следами памяти, их анализ и организацию всего этого в целостный образ.

В 20 годах теперь уже прошлого ХХ века появилось новое направление в психологии, оно называется гештальтом. Термин гештальт не поддается однозначному переводу на русский язык, он обладает целым рядом значений: целостный, образ, структура, форма. И его можно употреблять без перевода, означая целостное объединение элементов психической жизни, несводимое к сумме составляющих его частей. В своих работах гештальтпсихологи уделяли большое внимание проблемам восприятия. Они выступали прежде всего против ассоциативной теории восприятия, господствовавшей в психологических теориях Х1Х века. Они стремились доказать, что восприятие носит целостный характер и строится на основе создания целостных структур – гештальтов. Вместо абстрактных вопросов о том, как мы видим три измерения, что такое сенсорные элементы, как возможно их объединение, гештальтпсихологи выдвинули реальные и конкретные проблемы: как мы видим вещи такими, какими они являются в действительности, как фигура воспринимается отдельно от фона, что такое поверхность, что такое форма, почему можно ничего не меняя в предмете, «изменить» его вес, размеры и другие параметры.

Попробуем разобраться, как мы видим и, тем самым, помочь себе научиться управлять зрительным восприятием.

Итак – любое восприятие есть также и мышление, любое рассуждение есть в тоже время интуиция, любое наблюдение – также и творчество. А каждый человек видит и слышит только то, что понимает и отвергает то, что не понимает.

Часто считают, что глаз похож на фотокамеру. Однако существуют совершенно не сходные с камерой признаки восприятия. Глаз снабжает мозг информацией, кодирующуюся в нервную активность – цепь электрических импульсов, которая в свою очередь с помощью своего кода и определенной структуры мозговой активности воспроизводит предметы. Это как буквы при чтении, символы не являются рисунками. Никакой внутренней картинки не возникает! Для мозга это структурное возбуждение и есть предмет.

Очень интересна тенденция нашего мозга группировать предметы и простые фигуры и продолжать (дорисовывать) незаконченные линии. Несколько линий – вот что нужно для глаза, остальное доделает мозг в меру своего развития и понимания. (Карикатуры, видение в пламени или в облаках – лица и фигуры, гадание на кофейной гуще и т.д.)

Можно с полной уверенностью сказать, что в процесс зрительного восприятия включаются и знания об объекте, полученные из прошлого опыта, а этот опыт не ограничивается зрением, здесь и осязание и вкусовые, цветовые, обонятельные, слуховые, а возможно даже температурные, болевые и другие чувственные характеристики данного предмета.

Восприятие выходит за пределы непосредственно данных нам ощущений. Восприятие и мышление не существуют независимо друг от друга. Фраза: «Я вижу то, что я понимаю» - указывает на связь, которая действительно существует.

Описывая предметы и вещи, мы постоянно указываем на их соотнесенность с окружающей средой. Ни один предмет не воспринимается изолированно. Восприятие чего-то означает приписывание этому «чего-то» определенного места в системе: расположение в пространстве, степени яркости, цвета, величины, размера, расстояния и т.п. Меняя прическу, мы вдруг замечаем, что лицо немного округлилось. Подбирая фасон платья, мечтаем «вытянуть» ноги и шею и «уменьшить» объем талии. Можно сказать с полной уверенностью, что мы видим больше, чем попадает на сетчатку глаза. И это не является действием интеллекта!

Это кажется невероятным, но любая линия нарисованная на бумаге или нанесенная на поверхности предмета (в нашем случае на одежде или на лице), подобна камню брошенному в спокойную воду пруда. Все это нарушение покоя, мобилизация пространства, действие, движение. И зрение воспринимает это движение, это действие.

Здесь вступают в работу перцептивные силы. Являются ли эти силы реальными? В воспринимаемых предметах их естественно нет (конечно, вы не выросли, надев одежду в вертикальную полоску и не расширились от горизонтальной), но их можно рассматривать психологическими двойниками или эквивалентом физиологических сил, действующих в зрительной области головного мозга. Назвать эти силы иллюзиями нет основания, они являются иллюзорными не в большей мере, чем цвета, присущие самим предметам, хотя цвета с физиологической точки зрения это всего лишь реакция нервной системы на свет с определенной длиной волны (но об этом чуть позже).

РАВНОВЕСИЕ ПСИХИЧЕСКОЕ И ФИЗИЧЕСКОЕ.

Обсуждая вопрос о влиянии местоположения объекта на его восприятие, мы неизбежно сталкиваемся с фактором равновесия. С точки зрения физики равновесие – это состояние тела, в котором действующие на него силы компенсируют друг друга. Данное определение относится и к перцептивным силам. Как и всякое физическое тело, каждая имеющая границы визуальная модель обладает точкой опоры или центром тяжести. Для чего нужно равновесие в создании образа? Несбалансированная композиция, будь то рисунок, расстановка мебели, подбор одежды или цветов и линий макияжа и прически, выглядит случайной, временной. Когда отсутствует спокойствие и ясность, у нас создается впечатление разрушения или неаккуратности. Например, одежда клоуна – красное и голубое, делящее тело пополам – и фигура кажется нелепой, хотя обе половинки туловища и их физический вес равны. Можно с полной уверенностью сказать, что отсутствие равновесия приводит к невозможности восприятия единого целого.

ВЕС. При создании визуальной композиции нельзя забывать и о кажущемся весе. Вес зависит от местоположения детали или предмета. Элемент, расположенный в центре композиции или близко к нему весит меньше, чем другие. Деталь в верхней части кажется тяжелее, чем внизу, а расположенная с правой стороны имеет больший вес, чем с левой. Вес зависит и от размера, естественно, что больший предмет будет и выглядеть тяжелее. Теперь, что касается «веса» цвета, то красный (теплый) цвет тяжелее голубого (холодного), а яркие и светлые цвета тяжелее темных. Например, чтобы взаимно уравновесить черное и белое необходимо площадь черного пространства сделать чуть больше белого. На вес оказывает влияние также форма предмета и направление воспринимаемых объектов. Правильная геометрическая форма всегда выглядит тяжелее, чем неправильная. Например, при сравнении одинаковых по весу и по цвету шара, квадрата и треугольника наиболее тяжелым кажется шар.

НАПРАВЛЕНИЕ. Направление, так же как и вес, влияет на равновесие, т.е. на создание общего впечатления от предмета. Очень важно понять и запомнить, что в вытянутых формах, пространственная ориентация которых отклоняется от горизонтали или вертикали на небольшой угол, это направление становится главенствующим. Самым простым и доступным примером этого правила является немного смещенный шов на когда-то модных чулках со швом!

ПРАВАЯ И ЛЕВАЯ СТОРОНА. Трудная проблема возникает в связи с асимметрией правого и левого. Любой предмет, расположенный справа, выглядит тяжелее левого. Специалисты считают, все, что расположено слева имеет большее значение для наблюдателя, чем то, что расположено в центре или справа. Вспомните, где стоит трибуна оратора, где происходит главное действие на сцене: посередине, а чаще слева. Данное явление связывают с доминированием левого полушария коры головного мозга, в котором содержатся высшие мозговые центры – речь, чтение и письмо.

ОЧЕРТАНИЕ. В сущности, зрение – это средство практической ориентации в пространстве. Зрительный процесс означает «схватывание», быстрое осознание нескольких характерных признаков объекта. (Плохо пропечатанная фотография превратила лицо в несколько серых пятен, но мы его узнаем) Можно сказать, что человеческий взгляд – это, в какой-то степени, проникновение в сущность предмета. А очертание – всего лишь одна из существенных характеристик предмета, улавливаемая и осознаваемая человеческим глазом. Очертание – это граница массы. Но вот интересный пример, мы не видим скрытую сторону мяча, но твердо знаем, что мяч круглый. То, что нам знакомо, выступает как знание, которое прибавляется к непосредственному наблюдению.

Гештальтпсихологи считают, что любая стимулирующая модель воспринимается наиболее простой, т.е. предмет, который мы видим, состоит из небольшого числа характерных структурных особенностей. И чем дальше от нас находится предмет, тем более простой формы фигуру мы видим. При более пристальном рассматривании мы начинаем видеть и детали.

ПОДОБИЕ. При создании любой композиции необходимо помнить и принцип подобия: чем больше схожи между собой части какой-либо воспринимаемой модели, тем сильнее они будут объединяться в целое. Элементы, связанные подобием формы, цвета, размера и т.д., стремятся быть расположенными в одной плоскости. Подобие создает сильный зрительный эффект, формируя и образовывая зрительные модели. И чем проще модели, получающиеся таким образом, тем сильнее они бросаются в глаза, часто разбивая композицию или создавая новую.

Дальнейшее развитие принципа подобия частей находит свое выражение в закономерности, которая имеет дело с внутренним подобием зрительно воспринимаемого объекта: когда существует выбор между несколькими возможностями продолжения кривых (а человеческое тело, хочу напомнить, состоит только из них), то предпочтение отдается тому, которое наиболее последовательно сохраняет внутреннюю структуру. И еще, всегда интервалы между криволинейными отрезками мысленно заполняются нами и достраиваются до полной окружности. Также доказано, что подобие фигур или цветовых пятен выражается не в строгом повторении предыдущего, а в постепенном изменении формы. И глаз зрителя, вынужденный следовать за этим перцептивным движением, видит новую форму!

Мы убеждены в том, что... молодое поколение архитекторов будет уверенно прибегать при решении задачи к той или иной цветовой гамме на базе вполне научных данных, которые могут накопить объединенные усилия психофизиологов, колористов, производственников и архитекторов.

М. Гинзбург

1.1. Цвет в различных научных дисциплинах

Цветоведение - это комплексная наука о цвете, включающая систематизированную совокупность данных физики, физиологии и психологии о природном феномене цвета, а также данных философии, эстетики, истории искусства, филологии, этнографии, рассматривающихцветкакявлениекультуры.

Колористика - это раздел цветоведения, изучающий закономерности применения цвета в различных областях человеческой деятельности, где цвет используется как одно из выразительных средств, формирующих архи- тектурно-пространственную среду. Колористика мыслится как цветовая среда или полихромия формирующих ее объектов, которые удовлетворяют человека эстетически и утилитарно в отличие от спонтанно возникающего цветового окружения. Такое понимание позволяет говорить о колористике города, архитектурного ансамбля, отдельного произведения архитектуры чаще всего как о результатах профессионального действия * .

Проблемы цвета и колористики с глубокой древности интересовали ученых. Ряд научных дисциплин (философских, естественнонаучных и гуманитарных) изучает цвет в определенных аспектах. Так, физику прежде всего интересует энергетическая природа цвета; физиологию - процесс восприятия света органами зрения и превращение его в цвет; психологию - проблемы восприятия цвета и воздействия его на психику человека, способность вызывать различные эмоции; биологию - значение и роль цвета в жизнедеятельности живых организмов и растений; математика осуществ-

ляет количественную оценку цветов и определяет по соответствующим координатам цветовых графиков цветовой тон и насыщенность требуемого цвета (колориметрия); химия исследует свойства веществ и их соединений для разработки рецептур красителей, адекватных требуемым цветам и их сочетаниям, смесям; философия рассматривает цвет в рамках метафизики света; эстетика исследует законы гармонизации цветовых сочетаний с позиций определенных идеалов общественного сознания в соответствии с мерой человека, мерой вещи, гармонизируемой цветом, и мерой среды, в которой объект функционирует и воспринимается .

В современном мире есть еще целый ряд научных дисциплин, изучающих роль цвета в более узких сферах человеческой деятельности, например полиграфия, криминалистика и др. Совокупность таких наук и определяют как цветоведение. Интегрируя знания, полученные из цветоведения, колористика дает на вооружение архитектору и дизайнеру определенный набор приемов и средств для отображения композиционного замысла в цвете.

1.2. Осмысление цвета в процессе развития человечества

Отношение человека к цвету менялось в зависимости от уровня развития материальной, духовной и художественной сфер жизни общества. Важное значение для осмысления роли цвета имел постепенный переход от мифологического сознания к научному знанию о природе цветовых явлений.

В истории систематизации и классификации цветов можно выделить два больших периода: первый - донаучный - с доисторических времен до конца XVI в., второй - научный - с XVII в. до настоящего времени .

В первый период вырабатывались основные понятия человека о цвете

и зарождались главные традиции применения цвета во всех видах жизнедеятельности. Так, первобытные люди отождествляли цвета с наиболее ценными для них веществами и жизненно важными стихиями (кровь, молоко, огонь, земля), которым соответствовали красный, белый и черный цвета. Цвета и краски были очень важными элементами магических ритуалов: цвет выполнял функцию слова порождающего или убивающего, доброго или злого. Мифологичность мышления доисторического общества унаследуют первые цивилизованные государства. С развитием земледелия, скотоводства

и формированием пантеона к основным цветам добавились другие. Например, у древних греков и китайцев - желтый, у китайцев и египтян - синий цвет неба, а у всех народов - зеленый цвет растительности . Цвет приписывался каждому из сонма богов. При этом не только одежды, но и тела имели свою окраску.

Более сложные общественные отношения и развитие науки в эпоху ан-

тичности внесли изменения в классификацию цветов и правила их сочетаний: цвета стали делить на благородные и низкие, культурные и варварские, темные и яркие. Люди все больше начинали осознавать красоту как таковую, важнейшей категорией стало понятие гармонии. В это время появилось деление на цвета архитектурной полихромии и цвета живописи. Кроме того,

существовала и классификация цвета на основе мифологической традиции. В соответствии с античной мифологией выделялись цвета, символизирующие стихии, свет и тьму.

Христианская религия и ее догматы в средневековой Европе подразделяют цвета на «божественные» и «богопротивные»: первые - это главные, почитаемые и прекрасные, остальные - второстепенные, или презираемые . К «божественным» цветам относились золотистый, красный, голубой, белый, зеленый, пурпурный; серые, коричневые, многие смешанные цвета считались будничными и прозаичными .

В странах Ближнего Востока большое влияние на классификацию цвета оказывал ислам. В соответствии с Кораном, содержащим догматы веры ислама, начала философии, этики и эстетики, к благородным, красивым цветам относились белый, золотой, красный, голубой, зеленый, жемчужный. Остальные цвета считались некрасивыми. Идеал культуры ислама - это райский сад, поэтому мавзолеи, гробницы, храмы (мечети), богословские школы (медресе) украшались цветочным орнаментом .

В эпоху Возрождения в Европе получили распространение античная

и средневековая классификации цвета, дополненные Леонардо да Винчи. Его система цветов основывалась на минимальной палитре живописца. В качестве четырех главных цветов в природе он выделил желтый, синий, красный

и зеленый . В недрах культуры Возрождения также началось зарождение объективного физико-оптического знания о цвете и цветовом зрении. В конце XVI в. в связи с развитием естественных наук феномен цвета перекочевал из философских трудов, где он занимал незавидное место, в лаборатории физиков, которые «разъяли его по частям» методами экспериментальноматематического естествознания .

С середины XVII в. меняются представления о природе цвета. Основы современных научных понятий о цвете заложены И. Ньютоном в опубликованной им в 1672 г. работе «Новая теория света и цвета». Ньютон впервые разделил науку о цвете на две части - объективную (физическую) и субъективную, связанную с чувственным восприятием. Он установил, что солнечный свет имеет сложный состав и состоит из излучений с различными показателями преломления, что однородное излучение не может изменить своего первоначального цвета, каким бы преобразованиям оно не подвергалось. Получив солнечный спектр и дав объяснение его природе, Ньютон положил начало линейной систематизации цветов. Цвета он разделил на однородные (первичные или простые) и неоднородные (производные). Семь «простых» спектральных цветов и один - пурпурный, образованный смешением крайних цветов спектра, - послужили основой для систематики цветов в виде круга. Ньютон дал правильное объяснение цветам естественных тел, поверхностей предметов. Ему принадлежат первые опыты по оптическому смешению цветов . Спектральная система цветовой классификации Ньютона стала основой систематики цвета в наше время.

В конце XVIII в. В. Гете, не согласный с теорией Ньютона, создал новый способ классификации цветов - по физическому принципу. Построенный им цветовой круг состоит из трех пар контрастных цветов. Основой круга служит треугольник главных цветов. Желтый и синий соответствуют светлому и темному и являются первичными цветами, так как возникли из противоположностей. Красный цвет Гете рассматривал как усиление желтого, фиолетовый - синего . Работа Гете «Учение о цвете» (1810) заложила основы двух новых ветвей науки о цвете - физиологической оптики и учения о психологическом воздействии цвета.

В 1772 г. немецкий ученый И. Ламберт попытался построить классификацию цветов, отображающую изменение цвета по светлоте и насыщенно-

сти. В 1810 г. свою теорию цвета опубликовал немецкий живописец О. Рунге, в которой впервые был затронут вопрос о малонасыщенных цветах. Благодаря его трудам цветовая система приобрела третье измерение. Немецкий художник построил цветовой шар, в котором соединились спектральные и ахроматические цвета, разбеленные и зачерненные .

В XIX в. немецкий ученый Г. Гельмгольц в своих работах уточнил вопрос об основных цветах (красном, зеленом и синем), дающих в слагательных смесях все остальные цвета спектра в любой насыщенности. Физиологическая оптика приняла эту триаду за основу. Однако не утратила своего значения и триада основных красок - красной, желтой и синей, которые составляют основу цветового круга. Также Гельмгольц установил три компонента для характеристики цветов: цветовой тон, насыщенность и светлоту. Немецкий физиолог Э. Геринг определил три области исследования цвета - физическую, физиологическую, психологическую. А работы по изучению восприятия цветов английского физика Дж. Максвелла заложили основы трехкомпонентной теории зрения .

В XIX в. научную систематику цвета стали использовать уже живописцы. Французский художник Э. Делакруа одним из первых начал решать колори-

стические задачи живописи при помощи цветового треугольника, круга

и шкал смешений . Достижения точной науки о цвете затем нашли отражение в произведениях импрессионистов и неоимпрессионистов. Интересны

и актуальны исследования чешского ученого Я. Пуркине в области восприятия цвета в зависимости от угла зрения и адаптации глаза.

Начало XX в. - новый период создания научных систем, разработки способов количественной оценки и измерения цвета. Огромная работа в области систематизации цветов была проделана рядом ученых: В. Оствальд - «цветовое тело» Оствальда; А. Манселл - пространственная модель, основанная на цветовом шаре Рунге; Ж. Гилдон и В. Райтон - точные исследования по определению функций сложения цветов (данные, полученные конгрессом Международной комиссии по освещению в 1931 г., были положены в основу международной системы измерения цвета) и др.

Свое теоретическое обоснование и признание в качестве одной из веду-

из основных композиционных средств цвет получает благодаря представителям первой высшей школы художественного конструирования Баухауз в Германии, крупнейшими представителями которой были И. Иттен, В. Кандинский, П. Клее и др. В России эффективные методы обучения наработаны представителями ВХУТЕМАС: А. Родченко, В. Татлиным и многими др. Однако в дальнейшем это положение практически не подкрепляется деятельностью конструктивистов и рационалистов в области архитектуры.

С середины XX в. большое развитие получили прикладные науки о цвете. Исследованиями психологов, физиологов, эргономистов было доказано, что цвет - важнейший компонент среды обитания и жизнедеятельности человека. Это стимулировало появление огромного количества исследований, экспериментов в этой области .

В связи с оформлением и успехами гуманитарных наук в XX в. цвет стал объектом исследования различных направлений гуманитарной мысли в таких областях, как лингвистика, психология, культурология, искусствоведение. В лингвистике исследуются вопросы, связанные со словообразованием наименований цветов, особенностями цветосемантики и лексики цветообозначений, категоризации цветов. В психолингвистическом аспекте изучаются вопросы, связанные с символической, подтекстовой природой цвета в языке художественной литературы. В культурологических исследованиях особое внимание уделяется вопросам семантики и символики цвета в различных культурах. В эстетике цвет рассматривается как эстетическое явление, способствующее достижению гармонии и красоты. В психологии изучается воздействие цвета на физиологические и эмоциональные состояния, психодиагностические возможности цветовых тестов. Для искусствоведения представляет интерес изучение закономерностей цветового строя, модели цветовых сочетаний в изобразительном искусстве: цветовая гармония, колорит, цветовые контрасты. В рамках гуманитарной мысли особо следует отметить ряд авторских теорий, специально посвященных исследованию цвета: теорию взаимосвязи цвета и психики Б. А. Базымы, теорию хроматизма Н. В. Серова, психосемантику цвета П. В. Яньшина .

На сегодняшний день ведущим отечественным специалистом в области архитектурной колористики является А. В. Ефимов, доктор архитектуры, заведующий кафедрой дизайна МАрхИ. Уже в конце 1970-х гг., осознавая насущную потребность архитекторов в знаниях по цветоведению, он разработал и ввел в учебную программу МАрхИ дисциплину «Архитектурная колористика».

Исследования последних лет позволяют существенно скорректировать воззрения ХХ в. на механизмы зрения, в частности механизмы цветовосприятия. Возникло новое научное направление, связанное с экологией визуальной среды и красотой, - видеоэкология, разработанная в России на основе многолетнего изучения механизмов зрительного восприятия в норме и патологии В. А. Филиным.

Работая над натюрмортом акварелью, учащиеся знакомятся с основами живописи. Как один из видов изобразительного искусства, живопись передает все многообразие окружающего нас мира (свет, пространство, объем и т. д.) на плоскости с помощью цвета, отличаясь тем самым от графики, где средствами выражения являются штрих, линия, пятно, светотень, а цвет исполняет ограниченную, вспомогательную роль. Иногда ввиду специфичности техники и некоторой условности приемов акварель относят к области графики. С этим трудно согласиться. На первых порах освоения этой техники ученик, выполняя натюрморт акварелью, должен ставить перед собой лишь живописные задачи. Выбор акварели на первом этапе приобщения ученика к живописи делается не из-за легкости технических и технологических задач, а просто из-за доступности материалов. Чтобы с самого начала занятия живописью не носили любительского характера, необходимо знание основ цветоведения.

Цвет - один из признаков любого предмета. Наряду с формой он определяет индивидуальность предмета. Характеризуя окружающий предметный мир, мы упоминаем цвет как одну из главных его особенностей.

Постичь цвет пытались еще древние греки. В 450 г. до н. э. Демокрит писал: «В восприятии имеются сладость, горечь, тепло и холод, а также цвет. В действительности имеются атомы и пустота».

Понятие цвета обычно рассматривают в трех аспектах: физико-техническом, психобиологофизическом и психологическом.

Первые, кто пытался объяснить природу цвета и света, были философы. «Свет - это не огонь, не какое-либо тело вообще и не истечение из какого-либо тела, нет, свет - это наличие огня или чего-то подобного в прозрачном», - писал Аристотель. Особый интерес к учению о цвете возник в первой половине XVII в., когда на смену философским понятиям приходят физические, основанные на опытах и экспериментах. Создав корпускулярную теорию света, великий английский физик Исаак Ньютон объяснял различные цвета излучения наличием составляющих их корпускул. Излагая свою теорию, Ньютон считал цвета не качествами, а первоначальными свойствами света, которые отличаются между собой из-за различного преломления. Он писал: «Вид цвета и степень преломляемости, свойственные каждому отдельному сорту лучей, не изменяются ни преломлением, ни отражением, ни какой-либо иной причиной, которую я мог наблюдать». В начале XIX в. исследования О. Френеля, Ж. Фуко и других ученых подтвердили преимущество волновой теории, которую выдвигали еще в XVII в. Р. Гук и X. Гюгенс, иезуит Игнатий Гастон Парди, перед корпускулярной. В марте 1675 г. Гук, выступая в Королевском обществе, заявил: «Свет - колебательное или дрожательное движение в среде… происходящее из подобного же движения в светящемся теле, подобно звуку, который обычно объясняется дрожательными движениями среды, проводящей его, вызванного дрожательными движениями звучащего тела. И так же, как в звуке пропорциональные колебания производят различные гармоники, так и в свете различные странные и приятные цвета создаются при смешении пропорциональных и гармонических движений. Первые воспринимаются ухом, вторые - глазом».

Но даже до сих пор еще не ясно, почему в одних явлениях свет обнаруживает волновые свойства, а в других - корпускулярные.

Немецкий физик М. Планк, а затем Эйнштейн, Бор и др. открыли, что свет излучается не в виде волн, а в виде определенных и неделимых порций энергии, которые называли квантами, или фотонами. Фотоны разной энергии представляют собой свет различных цветов.

Созданная сейчас квантовая теория как бы объединяет волновые и корпускулярные свойства света, так как они являются природными качествами всей материи. Каждая волна обладает корпускулярными свойствами, и каждая частица вещества - волнами.

Экспериментируя со стеклянными призмами, Ньютон в 1672 г. разложил белый свет на отдельные спектральные цвета. Эти цвета плавно переходят один в другой, от красного до фиолетового. Разложение белого цвета в какой-либо среде, называемое дисперсией, является разделением его на разные по длине волны. Между фиолетовым и пурпурно-красным, т. е. крайними цветами спектра, примерно 160 различных цветовых оттенков. Незаметность переходов одного цвета в другой затрудняет и усложняет работу по изучению их свойств. Поэтому обычно весь спектр делят на шесть или восемь интервалов, которые соответствуют красному, оранжевому, желтому, зеленому, синему и фиолетовому цветам с вариациями желто-зеленого, светло- и темно-синего.

Возникает окраска предмета из-за избирательной абсорбции, т. е. поглощения предметом избранных длин волн. Если посмотреть на красную драпировку через зеленое стекло, то она покажется нам черной. Почему? Красное отражает в основном красные лучи и в меньшей степени оранжевые и желтые. Все остальные - поглощает. Зеленое стекло поглощает красные лучи, а все остальные уже были поглощены ранее красным.

Поэтому драпировка будет казаться черной. Любой предмет поглощает все цвета, кроме собственного, составляющего его окраску. Если же на красную драпировку посмотреть через красное стекло, то она будет восприниматься очень интенсивно, насыщенно. Наоборот, при освещении любыми другими цветными источниками ее можно увидеть и оранжевой, и даже коричневой.

Интенсивность света зависит не только от количества лучистой энергии, но и от ее цветового качества. Кроме того, интенсивность света определяется реакцией глаза на излучение, что связано с психофизиологией, т. е. субъективными ощущениями человека.

Измерить световые и цветовые ощущения может лишь чувствительность глаза. Осложняется это измерение и восприятие цвета тем, что нет равенства между степенью чувствительности к отдельным, монохроматическим лучам и величиной их энергии. Распределение энергии по спектру и распределение интенсивности светового потока не совпадают.

Основными параметрами цвета являются цветовой тон, насыщенность и яркость.

Цветовым тоном называется качество хроматического цвета, которое отличает его от ахроматического. Это основная характеристика хроматического цвета. В ахроматических цветах цветового тона нет. Иначе говоря, цветовой тон является различием цвета по длине волны.

Насыщенность - это полная выраженность цветового тона. Чем более цвет отличается от ахроматического, тем более он насыщен. Насыщенность - это чистота цвета. Разбеливая цвет, мы уменьшаем его насыщенность.

Яркость цвета - это его светлота. Она определяется отношением количества отраженных лучей к количеству упавших.

Таким образом, цвет выражается качественной характеристикой (цветовой тон и насыщенность) и количественной (яркость). Чтобы дать точные характеристики цветовому тону, насыщенности и яркости цвета, необходимо измерить их. Измерять можно визуально, но это будет неточно.

Кроме семи основных цветов спектра глаз человека при среднем уровне яркости может различать 180 цветовых тонов, включая 30 пурпурных, которые отсутствуют в спектре, но получаются смешением синих и красных тонов. Всего же тренированный глаз художника различает около 10 тыс. цветовых оттенков. Максимальная чувствительность глаза при дневном освещении приходится на излучение с длинной волны 553-556 нм, что соответствует желто-зеленому спектральному цвету, а минимальная - на крайние длины волн видимого диапазона, которые представляют собой красный и фиолетовый света. Этот эффект наблюдается лишь при одинаковой энергетической мощности излучения.

Человеческое зрение является сложнейшей проблемой для науки. Оно включает в себя не только чисто физиологические, но и психологические вопросы. Имея смутное представление об анатомии глаза и видя, что глаза некоторых животных светятся в темноте, античные ученые выдвинули своеобразную теорию. Согласно ей человек видит из-за исходящего из глаза света. Луч света, выйдя из глаза и «ощупав» предмет, приходит снова в глаз. Евклид называл его световым лучом. Левкипп и Демокрит выдвигали свою версию теории видения. Они утверждали, что от каждого предмета исходят лучи, которые состоят из мельчайших частиц - корпускул. Таким образом, каждый предмет посылает в наш глаз своеобразные «лучи-образы». Аристотель развил эту теорию, доказывая, что, глядя на предмет, мы воспринимаем некоторое движение. Мы видим окружающий мир из-за взаимодействия двух способов: «света очей» и «лучей-образов» предметов, говорил Платон. В XIII в. в Западной Европе возник интерес к достижениям арабской науки. Переводились научные труды арабов, в частности был сделан перевод книги крупнейшего оптика Арабского Востока Ибн-ал-Хайсама (Альхазена, 965-1039 гг.) «Оптика». Ибн-ал-Хайсам утверждал, что изображение предмета образуется в хрусталике и что глаз состоит из жидких и кристаллических сред. Даже если глаз излучает свет, писал он, все равно глаз воспринимает лучи, пришедшие извне. Почему у человека болят глаза, когда он смотрит на солнце? Видимо, человеческий глаз получает что-то исходящее от предмета. Он является как бы приемником излучения, писал Ибн-ал-Хайсам.

Эта теория просуществовала вплоть до XVII в., уже после того, как ученые открыли роговицу и сетчатку глаза. В 1630 г. появилась книга X. Шейнера «Глаз - основа оптики», где были описаны опыты с препарированными бычьим и человеческим глазом. На основе этих опытов было доказано, что на сетчатке образуется перевернутое изображение.

Современные ученые доказали, что человеческий глаз состоит из трех цветоощущающих нервных аппаратов, состоящих из колбочек, способных возбуждаться и передавать в мозг три разновидности цветовых возбуждений - синее, зеленое и красное. Приемниками цветной информации являются колбочки сетчатки глаза, чувствительные к красным, зеленым и синим цветами. Основы этой теории были заложены еще М.В. Ломоносовым в середине XVIII в. Дальнейшие физиологические исследования, в частности Томаса Юнга в начале XIX в., подтвердили и развили ее.

Но каждый из трех центров по-разному реагирует на цвет спектра дневного света. Из сказанного выше о максимальной чувствительности глаза можно сделать вывод, что в желто-зеленом диапазоне спектра необходима меньшая интенсивность света по сравнению с фиолетовым и красным, чтобы глаз ощутил ту же яркость цветов визуально. Если взять цвет изолированно и наблюдать его, то можно сделать вывод: чем меньше примесей он имеет, чем он чище, чем ближе он к спектральным, тем он красивее. Падающий на предмет свет может влиять на цвет предмета. Некоторые минералы, относящиеся к драгоценным или полудрагоценным камням, меняют окраску. Освещенный дневными лучами света александрит зеленого цвета, а при освещении лампой накаливания - красного. Рассматривая картины старых мастеров, пользовавшихся техникой лессировок, мы часто видим светящиеся куски живописи, особенно если приглушено окружение. Менее насыщенным, но более светлым будет цвет, если область отражения шире. И, наоборот, при узкой полосе отражения цвет кажется насыщенным, но и более темным. Поэтому живопись в холодном и теплом колорите по-разному смотрится в различном освещении.

Человек все, в том числе и цвет, видит в сравнении. Влияние же одного цвета на другой приводит к различным цветовым эффектам. Если рассматривать характеристики спектральной чувствительности глаза при дневном свете и сумеречном (слабом), то максимум яркого света приходится на длину волны 556 нм, а слабого - 510 нм. Причем в первом случае у человека действует колбочковое зрение, а во втором - палочковое. Эта особенность называется «эффектом Пуркинье» в честь чехословацкого ученого Я.Э. Пуркинье, который установил данную зависимость. Темнеет красно-оранжевая область спектра и светлеет в этих же условиях зелено-синяя. Каждый может проверить этот эффект, рассматривая букет цветов при дневном (солнечном) и лунном освещении. Максимальная чувствительность глаза при дневном и сумеречном зрении изменяется более чем в 250 раз.