Физические основы цвета

Известно, что в спектре солнечного луча семь основных цветов: крас­ный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Все эти цвета имеют очень много оттенков. Из трех основных цветов — красного, желтого и синего — можно составить все остальные цвета. Смешивая крас­ки этих цветов, можно получить зеленый цвет (синяя краска с желтой), оранжевый (желтая с красной), фиолетовый (красная с синей) и другие промежуточные цвета.

Выпускается большое количество красок различных цветов и оттен­ков. Для наиболее полного и правильного использования их необходимо знать основные законы цветоведения. Все цвета делятся на ахроматические и хроматические. К первым относятся белый, черный и все оттенки серо­го цвета. Цвета подразделяют на две группы: хроматические (крас­ный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый) и ахроматические (черный, серый, белый). Хроматическими называют все спектральные цвета, а также пур­пурные со всеми их оттенками, то есть красно-фиолетовые или малиновые тона, которых в спектре нет, и которые получаются только в результате смешения в разных пропорциях спектральных цветов. Цвет обладает такими основными характеристиками, как цвето­вой тон (различные оттенки цвета), насыщенность (степень яркости цвета), светлота (отражающая способность цветовой поверхности).

Ахроматические цвета различаются между собой только степенью свет­лоты, поскольку пигмент в них отсутствует. Хроматические цвета обладают тремя свойствами: цветовым тоном, светлотой и насыщенностью. К тому же они делятся на теплые (красный, оранжевый, желтый с оттенками) и хо­лодные — голубой, синий с оттенками. Зеленый, фиолетовый и красный цвета могут быть и теплыми и холодными в зависимости от того, какой оттенок в них преобладает. Если к зеленому цвету прибавить больше жел­тых тонов, а к фиолетовому — красных, то эти цвета будут теплыми, если же добавить к ним голубые или синие тона, — холодными.

Теплые и холодные цвета, помещенные рядом, усиливают друг друга. Хроматические цвета также хорошо выделяются на фоне ахроматических. Так, красный, оранжевый, желтый цвета на сером фоне будут казаться ярче.

Тонов цветовой палитры, которую нам предлагает промышленность — будь то гуашь, акварель, масляные краски — вполне достаточно для того, чтобы получить нужные нам цвета, а из цветов — цветовую гармонию.

Все цвета во всем их многообразии делят на две большие группы: цвета ахроматические и цвета хроматические.

Группа ахроматических цветов включает цвета белый, черный и серый. При этом серый цвет может иметь множество оттенков, которые отличаются один от другого только светлотой. Из теории физики цвета мы знаем, что любое тело часть падающих на него световых лучей отражает, а часть поглощает. Чем больше лучей отражает поверхность, тем она кажется светлей. Следовательно, светлота характеризует степень отличия данного цвета от белого или черного. Человеческий глаз способен различать очень большое число серых оттенков – до 300–400.

Опираясь на понятие «светлота», можно дать достаточно строгое определение ахроматических цветов: ахроматическими называют те цвета, которые не имеют цветового тона и отличаются один от другого только по светлоте.

Необходимо отметить, что в приведенном определении было использовано понятие «цветовой тон». Тон может обозначать цветовой строй художественного произведения, его гамму, или тон может определять светлотные отношения в произведении.

В зависимости от освещения и способности поверхности отражать свет в том или ином количестве можно составить постепенный ряд ахроматических тонов, начиная от белого и кончая черным. Расположенные в порядке убывающей светлоты ахроматические цвета образуют ряд, в котором можно выделить пять основных относительно определенных ступеней – это черные, темно-серые, серые, светло-серые, белые тона. Для научных целей ахроматический ряд принимается значительно более дифференцированным. В атласе цветов Оствальда он состоит, например, из 16 градаций, у Менселла – из 29, у Теплова – из 24. Степень светлоты ахроматического тона трудно выразить абсолютно.

Ахроматический ряд, который содержит определенное число ступеней, в равной степени отличающихся одна от другой по светлоте, называют равноступенным.

На первый взгляд, построить равноступенный ахроматический ряд нетрудно. Поскольку серый цвет определяется его светлотой (содержанием в нем белого цвета, то есть тем количеством белого света, которое серый цвет отражает), для получения зрительного впечатления равноступенности ахроматического ряда надо, чтобы серый средний цвет содержал белого не 50%, а значительно меньше.

На практике достаточно взять минимальное число ступеней ахроматического ряда – девять. Затем следует на глаз определить серый средний цвет, равностоящий от белого и черного. Коэффициенты отражения этих цветов (в %) примерно следующие: черный – 3,5, белый – (бумага или краска) – 89, серый – 22. Найденным средним цветом можно закрыть всю плоскость шкалы. Далее путем постепенной подготовки всех ступеней ахроматического ряда добиваемся в нем равноступенности по светлоте.

В ахроматическом ряду (рис. 1), состоящем из девяти ступеней, средний цвет находится в середине, разделяя все цвета на две группы: светлые и темные. Этот серый средний цвет является самым спокойным, нейтральным; соответствующую эмоциональную окраску приобретают и композиции, где он участвует.

Рисунок 1. Равноступенный ряд ахроматических цветов.

Светлотные отношения цветов давно уже были предметом внимательного изучения и ученых, и художников. Ведь известно, что одни и те же цветовые тона, взятые в разных светлотных отношениях, производят на нас весьма различное эмоциональное впечатление.

Для художников, имеющих дело с цветом, чрезвычайно важно выявить роль и значение светлотных отношений цветов, возможности применения в композиции сочетаний ахроматических цветов.

Возникает вопрос: можно ли рассматривать сочетание ахроматических цветов как гармонию? Этот вопрос связан с проблемами построения равноступенного ахроматического ряда.

Оствальд пришел к выводу о возможности гармонизации ахроматических цветов по аналогии с гармониями звуковых тонов. Он считает гармонию закономерностью. Однако данное положение справедливо только в том случае, когда закономерность может быть непосредственно воспринята зрительно. Правильнее сказать так: любая гармония должна нести закономерное начало и в то же время далеко не всякая закономерность может быть гармоничной.

Для образования гармонии необходимы, как минимум, три тона. Широко известна гармония трех серых тонов, которые при помещении их в ахроматический ряд располагаются на одинаковых интервалах один от другого. Этот принцип гармонизации серых цветов (одинаковые светлотные интервалы между тонами) и является главным в той системе, которую предложил Оствальд. Он сохранил свое значение и сегодня. В то же время за 50 лет, прошедшие с момента, когда Оствальд выдвинул принцип гармонизации серых тонов, многое в искусстве, в эстетической оценке целого ряда явлений, изменилось. Так, прочно вошел в жизнь принцип динамической активизации композиции. При этом речь идет не только о контрасте форм и ритмичных движений, но и о возможности сочетания в композиции тонов разных светлот.

Равноступенные гармонии серых тонов создают ощущение спокойствия, уравновешенности, подчас даже некоторого однообразия. Неравноступенность же серых тонов, которая раньше считалась дисгармонией, ныне рассматривается как вполне допустимый, более того – зачастую необходимый способ их гармонизации, благодаря которому усиливается экспрессивность светлотных отношений.

Двухтоновые ахроматические композиции можно рассматривать как простейшие тональные решения – белое по черному фону или черное по белому фону (рис. 2). (из

Теория цвета

Цвет- это физическое явление, которое образуется путем преломления света. Свет в виде обычного дневного света воспринимается нашими глазами как «белый» т.е. бесцветный свет. На самом деле он фактически состоит из ряда цветов: Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Без сомнения, вы хотя бы раз видели после дождя радугу, разноцветной полосой цвета опоясывающую небо. Почему мы видим в радуге так много цветов, мы знаем, что солнечный свет представляет собой комбинацию цветных лучей света, и различные цвета преломляют различным образом. Другими словами, свет расщепляется, т.е. имеет место явление дифракции.

Для восприятия цвета нужно 3 условия:

1. Источник света

2. Отражающая поверхность

3. Человеческий глаз

Цвета разделяют на:

1.Хроматичесие - все цвета спектра + пурпурный

2.Ахроматические- белый, серые и черный

Рисунок 2. Равноступенный ряд хроматических цветов.

Различные цвета создаются световыми волнами которые представляют собой определённый род электромагнитной энергии.

Человеческий глаз может воспринимать свет только при длине волн от 400 до 700 миллимикрон.

1 микрон или 1мк = 1/1000мм = 1/1000000м

1 миллимикрон или 1ммк = 1/1000000мм

Длина волн, соответствующая отдельным цветам спектра, соответствующие частоты (число колебаний в секунду) для каждого спектрального цвета имеют следующие характеристики:

Цвет Длина волны в н/м Чистота колебаний в секунду

КРАСНЫЙ 800 - 650 400 – 470 млрд.

ОРАНЖЕВЫЙ 640 - 510 470 – 520 млрд.

ЖЁЛТЫЙ 580 - 550 520 – 590 млрд.

ЗЕЛЁНЫЙ 530 – 490 590 – 650 млрд.

ГОЛУБОЙ 480 - 460 650 – 700 млрд.

СИНИЙ 450 – 440 700 – 760 млрд.

ФИОЛЕТОВЫЙ 430 - 390 760 – 800 млрд.

Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает лишь при восприятии этих волн человеческим глазом и мозгом.

Цвет предметов возникает главным образом в процессе поглощения волн.

Красный сосуд выглядит красным потому, что он поглощает все остальные цвета светового спектра кроме красного.

Белый- цвет отражения. Предмет воспринимается белым, поскольку он отражает все цвета радуги. Черный- цвет поглощения. Предмет воспринимается черным, поскольку он поглощает все цвета радуги.

Предметы любого цвета, кроме черного и белого, отражают все цвета спектра и отражают все цвета спектра и поглощают только дополнительный цвет к тому цвету, который принимает предмет.

ПРИМЕР: Зеленый предмет, освещаемый дневным светом будет отражать все составляющие света и поглощать лучи красного света, который является дополнительным цветом зеленого.

Следовательно, мы можем сказать, что поскольку цвет представляет собой отражение, для его образования необходим источник света. Если нет света, то нет и цвета, в темноте все цвета черные.

В основе всех существующих в мире хроматических цветов лежат только 3 базовых цвета: КРАСНЫЙ, СИНИЙ, ЖЕЛТЫЙ, и лишь правильные пропорции смешивания и концентрация красящих веществ имеют решающее значение при появлении того или иного оттенка. Если смешивают цвета «находящиеся рядом», то появляется цвет совершенно иного характера. Из желтого и красного получится оранжевый, синий и красный дают фиолетовый цвет, в то время как синий и желтый образуют зеленый цвет.

Хроматические цвета делятся на первичные и производные цвета.

Первичные цвета- красный, синий и желтый являются основой всех хроматических цветов и фактически без них не существует никакой цвет. Первичные цвета являются основными компонентами красителей для волос.

Производные цвета делятся на вторичные, третичные и т.д. Вторичные цвета получаем путем смешения двух основных( первичных) цветов.

Красный + желтый = оранжевый

Красный + синий = фиолетовый

Синий + желтый = зеленый

Третичные цвета- добавляя вторичный цвет к одному из двух образующих его первичных, мы получаем новые цвета, которые будем называть третичными.

НАПРИМЕР: фиолетовый + красный = красное дерево( махагон)

Фиолетовый + синий = жемчужный

Различные пропорции смеси первичных и вторичных цветов образуют несчетное количество промежуточных оттенков.

Характер цвета- это теплый или холодный цвета. Теплые цвета: желтый и красный; холодный- синий. Если в цвете преобладают желтый или красный цвета, то этот цвет является теплым, если преобладает синий- холодный цвет.

Нейтрализация цвета – важной особенностью хроматических цветов является способность взаимной нейтрализации (дополнения). Для каждого хроматического цвета (кроме коричневого) имеется дополнительный цвет, который при объединении с исходным даёт серый, серо-коричневый цвет.

Фиолетовый нейтрализует Жёлтый

Красный нейтрализует Зелёный

Синий нейтрализует Оранжевый

Характеристики цвета

Все цветовое многообразие можно подразделить на две большие группы Цвета бывают ахроматические и хроматические. Группу ахроматических цве тов составляют белый, черный и результат их смешения — бесчисленное раз, все цвета спектра и их производные являются хроматическими. Различать цве­та, соединять их в гармоническое единство, создавая определенный образ, ху­дожнику помогает знание их характеристик.

Цветовой тон. Цветовой тон — это качество хроматического цвета, позво­ляющее дать ему название, например — синий, зеленый, коричневый и т.д. Естественной природной шкалой цветовых тонов является спектр, в котором, как уже говорилось, цвета расположены в определенной последовательности. Помимо спектральных в природе существуют цвета, которые получаются смешением, например красного и фиолетового — пурпурные, синего и зелено­го — бирюзовые и т.д. Все ахроматические и хроматические цвета определя­ются одной характеристикой — светлотой, или относительной яркостью.

Светлота хроматических цветов. Светлота хроматических цветов — это степень отличия цветового тона от черного или белого. Самым светлым, по определению, является белый цвет, самым темным — черный. В спектральных цветах как самый светлый воспринимается желтый цвет, а самый темный — фиолетовый. Светлотные отношения очень важны в композиции, так как одни и те же цветовые тона, имеющие различную степень светлоты, оказывают на зрителя различное эмоциональное воздействие. Затемненные цвета создают ощущение тяжести, весомости, некоторой мрачности, при высветлении тот же цвет воспринимается как легкий, нежный, радостный. На цв. вкл., рис. XI пред­ставлен пример маски с осветлением и затемнением цвета.

Насыщенность. Насыщенность — это степень отличия хроматического цве­та от равного ему по светлоте ахроматического. Самыми насыщенными цвета­ми являются спектральные, у которых нет ахроматических примесей и цвето­вой тон выражен максимально резко, у других цветов цветность может быть более или менее яркой — чем менее насыщен цвет, тем ближе он к равному ему по светлоте серому (цв. вкл., рис. XII). Естественно, что насыщенность определяет активность цвета: спектральные цвета более активные, чем мало­насыщенные (осветленные или затемненные).

Однако все хроматические цвета будут меняться в зависимости от примеси серого, черного или белого. Если добавить к каждому из цветов черный или белый, получится бесконечный ряд оттенков, имеющих один цветовой тон, которые ослабляют основную его цветовую характеристику. Степень отличия хроматического цвета от ахроматического той же светлоты называется насыщенностью цвета. Термин «насыщенность» художники чаще всего заменяют термином «интенсивность». Этот последний термин употребляется и в науке о цвете, только в ином значении. Интенсивность цвета зависит как от его насыщенности, так и от его светлоты. При равной насыщенности цветов более интенсивными оказываются более светлые цвета, а при равной светлоте более интенсивными оказываются более насыщенные.

Все хроматические оттенки получаются благодаря смешению цветов. Но существуют три цвета, которые нельзя получить с помощью смешения, — это красный, синий и желтый, их еще называют основными цветами. Все осталь­ные цвета являются результатом их смешения, поэтому называются производ­ными. Зная цветовой тон, светлоту и насыщенность цвета, можно количе­ственно измерить любой цвет. Малейшее изменение одной из трех определя­ющих цвет величин влечет за собой изменение цвета.