ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦВЕТОВЕДЕНИЯ

1.1 Общие понятия цветоведения

Свет – в узком смысле то же, что и видимое излучение, то есть электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (7,5 · 1014 - 4,3 · 1014 гц, что соответствует длинам волн в вакууме от 400 до 700 нм).

Различие в частоте (или совокупности частот) световых волн в общем – но не в каждом отдельном – случае воспринимается как различие в цвете.

Цветовое зрение (цветное зрение, цветовосприятие) - способность глаза человека и многих видов животных с дневной активностью различать цвета, то есть ощущать отличия в спектральном составе видимых излучений и в окраске предметов.

Видимая часть спектра включает излучения с разной длиной волны, воспринимаемые глазом в виде различных цветов.

Человек видит предметы в силу их отражающей способности.

Цветное зрение обусловлено совместной работой нескольких светоприемников, то есть фоторецепторов сетчатки разных типов, отличающихся спектральной чувствительностью.

Фоторецепторы преобразуют энергию излучения в физиологическое возбуждение, которое воспринимается нервной системой как различные цвета, так как излучение возбуждает приемники в неодинаковой степени.

Хроматические цвета – это все цвета спектра и их промежуточные оттенки.

Ахроматические цвета – это цвета, не входящие в состав спектра (белый, черный, промежуточная растяжка серого).

Основные цвета – это цвета, которые нельзя получить путем смешения каких-либо других цветов (красный, желтый, синий).

Составные цвета – это цвета, получаемые при смешении двух основных (оранжевый, зеленый, фиолетовый).

Дополнительные цвета – это диаметрально противоположные цвета 3-секторного цветового круга, дополняющие друг друга до ахроматического при смешении (желтый-фиолетовый, оранжевый-синий, красный-зеленый и т.д.).

Собственные качества цвета (основные характеристики цвета) –это объективно присущие цветам качества, которые можно измерить и выразить количественно (светлота, насыщенность, цветовой тон).

Светлота – это степень приближенности к белому.

Насыщенность – это степень приближенности к спектральному и удаленности от ахроматического.

Цветовой тон –это собственно цвет.

Способность глаза различать изменение цвета по трем параметрам:

Несобственные качества цвета – это субъективные качества, воспринимаемые на эмоционально-психологическом уровне (теплый-холодный, легкий-тяжелый, выступающий-отступающий, звонкий-глухой).

1.2 Систематики цветов

Систематика (от греч. Sistematicos – упорядоченный, относящийся к системе), область знания, в рамках которой решаются задачи упорядоченного определенным образом обозначения и описания всей совокупности объектов, образующих некую сферу реальности. Необходимость систематики возникает во всех науках, которые имеют дело со сложными, внутренне разветвленными и дифференцированными системами объектов. Принципы систематики могут быть разнообразны, начиная от упорядочения по чисто формальному, внешнему признаку (например, путем приписывания порядкового номера) и заканчивая созданием естественной системы объектов, то есть такой, которая основана на объективном законе.

Систематика цветов – упорядочение совокупности цветов по основным характеристикам (насыщенности, светлоте, цветовому тону), а также по парам несобственных качеств (легкие/тяжелые цвета, звонкие/глухие цвета, отступающие/выступающие цвета, холодные/теплые цвета). Наиболее популярны систематики цветов в виде цветовых кругов.

Самой простой систематикой было расположение цветов в том порядке, в каком они находятся в спектре, и выделение в этом порядке определенной последовательности. Такая попытка была сделана И. Ньютоном после того, как он получил спектр путем разложения белого цвета. Эти цвета Ньютон разделил на однородные, первичные или простые, которые вызываются лучами одинаковой преломляемости, и неоднородные или производные, ощущение которых вызывается лучами различной преломляемости.

Спектр послужил также основой для систематики цветов в виде круга и треугольника. Идея графического выражения системы цветов в виде замкнутой фигуры была подсказана тем, что концы спектра имеют тенденцию сомкнуться – синий конец через фиолетовый переходит в пурпурный, а красный также приближается к пурпурному. В принципе расположение цветов в треугольнике ничем не отличается от расположения их по кругу, так как треугольник вписывается в круг. В вершинах треугольника располагаются так называемые основные, или «первичные», чистые цвета: красный, желтый, синий.

Смешивая их попарно, можно получить «вторичные», или смешанные, цвета: оранжевый, зеленый, фиолетовый. Смешение можно продолжать и далее и получить таким образом, в конечном итоге, цветовой круг. Если в треугольнике провести биссектрисы, а в круге диаметры, то на их противоположных концах будут лежать взаимодополнительные цвета.

Цветовые круг и треугольник обладают и еще одним свойством: оптическое смешение трех основных цветов дает в итоге белый, а при механическом смешении соответствующих красок на палитре – черный или темно-серый цвет. Таким образом, три основных цвета при смешении дают ахроматический; но так как каждые два основных цвета могут быть представлены в смеси (например, красный и желтый - в оранжевом), то белый (=ахроматический) можно получить смешением и двух диаметрально противоположных цветов цветового круга.

В 1772 году немецким ученым Ламбертом (1728 г. – 1777 г.) была предложена систематизация цветов в виде пирамиды, приблизительно отображающей изменения цвета также по светлоте и насыщенности.

Систематика Ф.О.Рунге

Филипп Отто Рунге (1777 г. - 1810 г.), выдающийся живописец романтической школы, был современником Гёте. Он внес значительный вклад в учение о цвете. Он понимал, что все многообразие цветов нельзя представить в виде цветового круга или полосы спектра и предложил систему расположения цветов, напоминающую внешним видом глобус.

На линии экватора Ф.Рунге нанес чистые цвета цветового круга. На северном полюсе он расположил белый цвет, а на южном — черный. На меридианах (используя градусы долготы) ему удалось представить все цвета, получающиеся при смешении чистых цветов с белым и черным. Внутри шара систематически располагались все замутненные цвета. Ф.Рунге впервые в истории увязал расположение цветов в пространстве с их эстетически-художественным использованием.

Систематика А.Манселла

Альберт Генри Манселл (1859 г. – 1918 г.) был художником и преподавателем живописи, имел естественно-научное образование, полученное благодаря работе у известного американского физика О. Руда.

Чтобы систематизировать цвета в трехмерном пространстве, он взял за основу цветовой шар Ф.Рунге, а обозначения трех основных переменных по Г.Л.Ф.Гельмгольцу: цветовой тон, светлота и насыщенность. Основу модели составляет цветовой круг, представляющий собой спектр, который делится на пять основных цветов: красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый и промежуточные между ними; всего, таким образом, у него получилось десять цветовых тонов.

Другое изменение цвета представляет количественную характеристику, показывающую, насколько тот или иной цвет светлее или темнее. Эти изменения лежат вдоль вертикальной оси, перпендикулярной цветовому кругу, и обозначаются цифрой 0 на одном полюсе и цифрой 10 – на другом, образуя девять градаций светлоты. При этом белый и черный А.Манселл выносит за пределы схемы.

Будучи художником-практиком, А.Манселл учел, что цвета и тем более реальные краски, для систематизации которых он и придумывал свое цветовое тело, не могут быть одинаковой светлоты при максимальной насыщенности. Желтый насыщенный цвет всегда будет светлее зеленого насыщенного, а фиолетовый насыщенный всегда будет темнее красного насыщенного. Поэтому самые насыщенные цвета лежат на разных уровнях, а по экватору расположены цвета одной светлоты. При этом число светлотных градаций для каждого цвета – не одинаково, векторы светлоты имеют разную длину. В результате цветовое пространство (цветовое тело) А.Манселла имеет сложную, несимметричную форму.

Атлас А.Манселла состоит из десяти таблиц, и каждая из них имеет один цветовой тон, модифицированный по светлоте и насыщенности. Для практического применения таблицы были сброшюрованы в альбом.