Глава I. Неоднозначность понятия «цвет» и формирования цветов

1.1 Психология восприятия цвета

Спектр на экране монитора (справа добавлен не спектральныйпурпурныйучасток). Яркость накрасном,зелёномисинемпрямоугольниках подспектромпоказывают относительную интенсивность ощущения на каждом из трёх независимых типовколбочек — рецепторовчеловеческого зрения.

Понятие «цвет» имеет 2 смысла: оно может относиться как к психологическому ощущению, вызванному отражением светаот некого объекта (оранжевыйапельсин), так и бытьоднозначной характеристикой самих источников света(оранжевый свет). Поэтому следует заметить, что в тех случаях, когда мы хотим датьцветовую характеристику источников света, некоторых имён цветапросто «не существует» — так, нетсерого,коричневого,бурогосвета.

Различный спектральный состав света может давать одинаковый отклик на зрительных рецепторах (эффект метамериицвета).

Ощущение цветазависит от комплексафизиологических,психологическихикультурно-социальных факторов. Существует т.н. цвето ведение — анализ процесса восприятия и различения цвета на основе систематизированных сведений из физики, физиологии и психологии. Носители разныхкультурпо-разному воспринимают цвет объектов. В зависимости от важности тех или иных цветов иоттенковв обыденной жизнинарода, некоторые из них могут иметь большее или меньшее отражение вязыке. Способность цветораспознавания имеет динамику в зависимости от возраста человека. Сочетания цветов воспринимаютсягармоничными (гармонирующими)либо нет. Субъективный аспект восприятия цвета известен также какквалиа.

Существует цветотерапия— лечение цветом.

Физиологиявосприятия цвета

Средние нормализованные спектральные характеристики чувствительности цветовых рецепторовчеловека —колбочек. Штриховой линией показана чувствительностьпалочек— рецепторов сумеречного зрения. Ось длин волн на графике имеетлогарифмический масштаб

Ощущение цвета возникает в мозгепри возбуждении и торможении цветочувствительных клеток —рецепторовглазнойсетчаткичеловека или животного, —колбочек. Считается (хотя на сегодняшний день так никем и не доказано), что учеловекаиприматовсуществует три вида колбочек, различающихся по спектральной чувствительности, — ρ (условно «красные»), γ (условно «зелёные») и β (условно «синие»), соответственно. Светочувствительность колбочек невысока, поэтому для хорошего восприятия цвета необходима достаточнаяосвещённостьилияркость. Наиболее богаты цветовыми рецепторами центральные частисетчатки.

Каждое цветовое ощущение у человека может быть представлено в виде суммы ощущений этих трёх цветов (т. н. «трёхкомпонентная теория цветового зрения»). Установлено, чтопресмыкающиеся,птицыи некоторыерыбыимеют более широкую область ощущаемого оптического излучения. Они воспринимают ближнееультрафиолетовое излучение(300—380 нм), синюю, зелёную и красную частьспектра. При достижении необходимой для восприятия цветаяркостинаиболее высокочувствительные рецепторы сумеречного зрения — палочки — автоматически отключаются.

Субъективное восприятиецвета зависит также от яркости и скорости его изменения (увеличения или уменьшения),адаптацииглаза к фоновому свету (см.цветовая температура), от цвета соседних объектов, наличиядальтонизмаи других объективных факторов; а также от того, к какойкультурепринадлежит данный человек (способности осознанияимени цвета); и от других, ситуативных,психологическихмоментов.

Спектральные цвета 

Основная статья: Спектральные цвета

Непрерывный спектр 

Непрерывный оптический спектр. Для мониторов с показателем Гамма-коррекции1.5.

Непрерывный спектр цветов можно наблюдать на дифракционной решетке. Хорошей демонстрацией спектра является природное явлениерадуги.

Цвета спектра и основные цвета 

Впервые непрерывный спектр на семь цветов разбил Исаак Ньютон. Это разбиение условно и во многом случайно. Скорее всего, Ньютон находился под действием европейскойнумерологиии основывался на аналогии с семьюнотамивоктаве(сравните: 7 металлов, 7 планет…), что и послужило причиной выделения именно семи цветов. ВXX векеОсвальд Виртпредложил «октавную» систему (ввел 2 зелёных —холодный, морской и тёплый, травяной), но большого распространения она не нашла.

Цвет	Диапазон длин волн, нм	Диапазон частот, ТГц	Диапазон энергии фотонов,эВ
Красный	625—740	405—480	1,68—1,98
Оранжевый	590—625	480—510	1,98—2,10
Жёлтый	565—590	510—530	2,10—2,19
Зелёный	500—565	530—600	2,19—2,48
Голубой	485—500	600—620	2,48—2,56
Синий	440—485	620—680	2,56—2,82
Фиолетовый	380—440	680—790	2,82—3,26

Заметно, что цвета спектра, начинаясь с красного и проходя через оттенки противоположные, контрастные красному (зелёный, циан), затем переходят в фиолетовый цвет, снова приближающийся к красному. Такая видимая близость фиолетового и красного цветов связана с тем, что частоты, соответствующие фиолетовому спектру, приближаются к частотам, превышающим частоты красного ровно в два раза. Но сами эти последние указанные частоты находятся уже вне видимого спектра, поэтому мы не видим перехода от фиолетового снова к красному цвету, как это происходит в цветовом круге, в который включены неспектральныецвета, и где присутствует переход между красным и фиолетовым черезпурпурныеоттенки.

Стоит отметить, что цвета, которые мы видим в таблице — смесь частот излучаемых светодиодами мониторов. Все цвета, которые мы можем получить на этих экранах, будут являться суммой цветов всего трёх люминофоров (излучателей), используемых в этих панелях. Именно таким образом воспоизводятся все цвета на экранах ЭЛТ,ЖК-дисплеев, плазменных панелей и т. д., а частота, соответствующая в спектре конкретному видимому цвету, может при этом отсутствовать.

Практика художников наглядно показывала, что очень многие цвета и оттенки можно получить смешением небольшого количества красок. Стремление натурфилософов найти «первоосновы» всего на свете, анализируя явления природы, всё разложить «на элементы», привело к выделению «основных цветов».

Аддитивное смешение цветов

В Англииосновными цветами долго считаликрасный,жёлтыйисиний, лишь в1860г.Максвеллввел аддитивную системуRGB(красный,зелёный,синий). Эта система в настоящее время доминирует в системахцветовоспроизведениядля электронно-лучевых трубок (ЭЛТ)мониторовителевизоров.

В художественной практике существует устоявщаяся система цветов, не совпадающая с аддитивной системой Максвела, использующейся в ЭЛТ. В этой системе в качестве основных цветов используются красный, жёлтый и синий. Использование жёлтого не удивительно, поскольку при смешении красок, в отличие от смешения лучей, светлота и насыщенность полученного цвета получается меньше чем у исходных красок, поэтому получить жёлтый, самый светлый цвет смешением других красок — невозможно. Если в системе RGB в определённых координатах спектр разделён основными цветами на три равные части, то в художественной практике частоты соответствующие основным и дополнительным цветам относятся определённым более сложным образом. Понятия чистых красного и жёлтого цветов здесь примерно совпадают с RGB, но чистый синий здесь более заметно отличается от системы Максвелла, относительно чистого синего которой это оттенок более близкий к голубому. Понятие чистого зелёного цвета также не совпадает с тем, который мы обычно видим при горении только зелёных диодов ЭЛТ. В художественной практике под зелёным понимается самый пассивный цвет, являющийся дополнительным, контрастным самому активному — красному.

В 1931 CIEразработала цветовую системуXYZ, называемую также «нормальная цветовая система».

В 1951г. Энди Мюллер предложилсубтрактивнуюсистемуCMYK(сине-зелёный,пурпурный,жёлтый,чёрный), которая имела преимущества вполиграфиии цветной фотографии, и потому быстро «прижилась».

Основные и дополнительные цвета 

Цветовой круг

Было установлено, что оптическое смешение некоторых пар цветов может давать ощущение белого цвета. Дополнительными цветами (взаимодополнительными) называют пары противоположных цветов, дающих при смешении ахроматичекие оттенки, т.е оттенки серого цвета. ВRGBтриаде основных цветовКрасный—Зелёный—Синий дополнительными являются соответственно Циан—Пурпурный—Жёлтый. На цветовом круге, строимом по RGB, эти цвета располагают оппозиционно, так что цвета обеих триад чередуются. Вполиграфическойпрактике в качестве основных используют разные наборы цветов.

Мнемоникадля цветовспектраирадугив русском языке

• Каждый охотник желает знать, где сидит фазан (вариант: где сидит филин)

• Фазан сидит, глаза закрыв, желая очень кушать (цвета в обратном порядке)

• Как однажды Жак-звонарь головою сшиб фонарь (варианты: головой сломал фонарь, городской сломал фонарь)

• Кот ослу, жирафу, зайке голубые сшил фуфайки

Чтобы вспомнить, где в полосе радугирасположенкрасный, следует читать цветасверху вниз. То есть снаружи дугирадуги  находится "начальный" красный цвет, а далее вниз и внутрь дуги – "конечный"фиолетовый цвет).

Цвета цветового круга 

В системе RGB(красный—зелёный—синий) цвета разделяются на 12 основных тонов: 3 основных цвета, 3 дополнительных к основным, и ещё 6 промежуточных тонов.

№	Цвет	Порядок	Тон (оттенок), 0-239	Тон, 0-360 (HSV)	Шестнадцатиричный код
1	Красный	I	0	0/360	FF0000
2	Оранжевый	III	20	30	FF8000
3	Жёлтый	II	40	60	FFFF00
4	Зелёный	III	60	90	80FF00
5	Зелёный	I	80	120	00FF00
6	Зелёный	III	100	150	00FF80
7	Циан	II	120	180	00FFFF
8	Синий (лазурный, голубой)	III	140	210	0080FF
9	Синий	I	160	240	0000FF
10	Фиолетовый	III	180	270	8000FF
11	Пурпурный	II	200	300	FF00FF
12	Пунцовый (малиновый)	III	220	330	FF0080

В следующей таблице показаны 12 цветов цветового круга, в котором в качестве основных используются красный, жёлтый и синий цвета (RYB). Цвета здесь подразделяются наосновные (или цвета первого порядка), составные (цвета второго порядка) и сложные (третий порядок)^[].

№	Цвет	Порядок цвета
1	Красный	I
2	Красно-оранжевый	III
3	Оранжевый	II
4	Жёлто-оранжевый	III
5	Жёлтый	I
6	Жёлто-зелёный	III
7	Зелёный	II
8	Сине-зелёный	III
9	Синий	I
10	Сине-фиолетовый	III
11	Фиолетовый	II
12	Красно-фиолетовый (пурпурный)	III

Ахроматические цвета 

Оттенки серого (в диапазоне белый — черный) носят парадоксальное название ахроматических (от греч.α- отрицательная частица + χρώμα — цвет, то есть бесцветных) цветов. Парадокс разрешается, когда становится ясно, что под "отсутствием цвета" здесь понимается естественно не отсутствие цвета как такового, а отсутствие цветового тона, конкретного оттенка спектра. Наиболее ярким ахроматическим цветом является белый, наиболее тёмным —чёрный.

Можно заметить, что при максимальном снижении насыщенности любого хроматического цвета тон оттенка становится неразличимым, и цвет переходит в ахроматический.

Характеристики цвета 

Каждый цвет обладает количественно измеряемыми физическими характеристиками (спектральный состав, яркость):

Яркость 

Одинаково насыщенные оттенки, относимые к одному и тому же цвету спектра, могут отличаться друг от друга степенью яркости. К примеру, при уменьшении яркостисиний цветпостепенно приближается кчёрному.

Любой цвет при максимальном снижении яркости становится чёрным.

Следует отметить, что яркость, как и прочие цветовые характеристики реального окрашенного объекта, значительно зависят от субъективных причин, обусловленных психологией восприятия.

Светлота 

Основная статья: Светлота (цвет)

Степень близости цвета к белому^{[источник не указан 1455 дней]} называют светлотой.

Любой цвет при максимальном увеличении светлоты становится белым^{[источник не указан 1455 дней]}.

Другое понятие светлоты относится не к конкретному цвету, а к оттенку спектра, тону. Цвета, имеющие различные тона при прочих равных характеристиках, воспринимаются нами с разной светлотой. Жёлтый тон сам по себе — самый светлый, а синий или сине-фиолетовый — самый тёмный.

Насыщенность 

Основная статья: Насыщенность (цвет)

Два оттенка одного тона могут различаться степенью блёклости. При уменьшении насыщенностикаждый хроматический цвет приближается к серому.

Цветовой тон 

Основная статья: Тон (цвет)

Цветовой тон — характеристика цвета, отвечающая за его положение в спектре: любой хроматический цвет может быть отнесён к какому-либо определённому спектральному цвету. Оттенки, имеющие одно и то же положение в спектре (но различающиеся, например, насыщенностью и яркостью), принадлежат к одному и тому же тону. При изменении тона, к примеру, синего цвета в зеленую сторону спектра он сменяется голубым, в обратную — фиолетовым.

Иногда изменение цветового тона соотносят с «теплотой» цвета. Так, красные, оранжевые и жёлтые оттенки, как соответствующие огню и вызывающие соответствующие психофизиологические реакции, называют тёплыми тонами, голубые, синие и фиолетовые, как цвет воды и льда — холодными. Следует учесть, что восприятие «теплоты» цвета зависит как от субъективных психических и физиологических факторов (индивидуальные предпочтения, состояние наблюдателя, адаптация и др.), так и от объективных (наличие цветового фона и др.). Следует отличать физическую характеристику некоторых источников света — цветовую температуруот субъективного ощущения «теплоты» соответственного цвета. Цветтеплового излученияпри повышении температуры проходит по «тёплым оттенкам» от красного через жёлтый к белому, но максимальную цветовую температуру имеет цвет циан.