Лекция 4. РАБОТА С ЦВЕТОМ

1. Общие сведения о цвете и способах его описания

1.1.Общие сведения о свете и цвете

Свет, или оптическое излучение, представляет собой поток электромагнитных волн, распространяемых прямолинейно. Действие на органы зрения излучений, длины волн которых находятся в диапазоне 380−700 нм (нанометр — 10−9 м), приводит к возникновению зрительных ощущений. Эти ощущения различаются, количественно и качественно. Их количественная характеристика называется светлотой, качественная — цветностью. Физические свойства излучения — мощность и длина волны — тесно связаны со свойствами возбуждаемого им ощущения. С изменением мощности изменяется светлота, а с изменением длины волны — цветность. Совокупность этих характеристик обозначается термином «цвет». Первоначальное представление о светлоте и цветности можно проиллюстрировать, поместив окрашенную поверхность частично на прямой солнечный свет, а частично — в тень. Обе части ее имеют одинаковую цветность, но разную светлоту.

Цвет того или иного предмета мы различаем только тогда, когда на него падает луч белого дневного света. На наш глаз действуют лучи, отраженные непрозрачным предметом или прошедшие через прозрачный предмет. Спектральный состав этих лучей и будет определять цвет предмета.

Цвет (СТБ — характеристика зрительного ощущения, позволяющая наблюдателю распознавать качественные различия излучений, обусловленные различным спектральным составом излучаемого, пропущенного или отражаемого света.

1.2. Спектр видимого света

При разложении луча белого дневного света стеклянной трехгранной призмой получается спектр, в котором располагается непрерывный ряд цветов (от фиолетового до красного, рис. 4.1). Получение спектра основано на том, что излучения, имеющие различную длину волны, отклоняются на разный угол (рис. 4.2).

46

Рис. 4.1. Разложение белого света на спектр

Рис. 4.2. Отклонение на разный угол излучений

Для решения большинства задач многокрасочного репродуцирования видимый спектр условно разделяют на три зоны: синюю с длиной волн от 400 до 500 нм, зеленую — от 500 до 600 нм и красную — от 600 до 700 нм (чувствительность глаза к участкам спектра 380–400 и 700–770 нм незначительна, и ею часто пренебрегают). В синюю зону входят различные цвета, в том числе сине-фиолетовые, синие и голубые; в зеленую — зеленые, желто-зеленые и желтые; в красную — оранжевые и красные. Белые, серые черные и пурпурные цвета отсутствуют в спектре.

1.3. Трехцветная теория зрения

Характер цветового ощущения связан со спектральным составом действующего на глаз света и со свойствами зрительного аппарата человека. Пройдя через хрусталик глаза, лучи попадают на сетчатую оболочку, которая состоит из окончаний нервных волокон, идущих от зрительного центра головного мозга. По форме эти окончания напоминают палочки и колбочки. Палочки дают количественную характеристику упавшего на глаз света. Колбочки являются органами цветового зрения и имеют три цветоощущающих центра, каждый из которых реагирует на лучи только одной зоны спектра: синей, зеленой или

47

красной. В этом теория зрения согласуется с делением видимого спектра на три зоны.

Если возбужден один из цветоощущающих центров, мы видим простой цвет: синий, зеленый, красный. При возбуждении двух цветоощущающих центров возникает ощущение сложного цвета. Например, если в равных количествах действуют лучи зеленой и красной зон спектра, мы ощущаем желтый цвет. Если лучи красной зоны действуют в большей степени, чем зеленые, получаем новый оттенок — оранжевый. Белый цвет ощущается при одинаковом и максимальном воздействии на глаз лучей всех трех зон спектра. Серый — при равномерном ослаблении интенсивности лучей. Если же ни один из видимых лучей спектра не воздействует на глаз, создается ощущение черного цвета.

Таким образом, исходя из законов физики и трехцветной теории зрения, открытой М. В. Ломоносовым, ощущение нами различных цветов есть результат воздействия на наш глаз лучей трех зон спектра, взятых в разных соотношениях.

Характер цветового ощущения зависит как от суммарной реакции цветочувствительных рецепторов, так и от соотношения реакций каждого из трех типов рецепторов. Суммарная реакция определяет светлоту, а соотношение ее долей — цветность.

Когда излучение раздражает все рецепторы одинаково, его цвет воспринимается как белый, серый или как черный. Белый, серый и черный цвета называются ахроматическими. Эти цвета не различаются качественно. Разница в зрительных ощущениях при действии на глаз ахроматических излучений зависит только от уровня раздражения рецепторов. Поэтому ахроматические цвета могут быть заданы одной психологической величиной — светлотой.

Если рецепторы разных типов раздражены неодинаково, возникает ощущение хроматического цвета. Для его описания нужны уже две величины — светлота и цветность. Качественная характеристика зрительного ощущения, определяемая как цветность, двумерна: складывается из насыщенности и цветового тона.

Степень отличия хроматического цвета от ахроматического назы-

вается насыщенностью.

Светлота и насыщенность — характеристики, недостаточные для полного определения цвета. Когда говорят «насыщенный красный» или «малонасыщенный зеленый», то, кроме насыщенности, упоминается цветовой тон цвета. Несмотря на очевидность понятия, общепризнанного определения термина «цветовой тон» нет.

48