Так что-же мы видим?

Фундаментальный постулат, незыблемая аксиома теории цветовосприятия и цветовоспроизведения заключается в том, что цвет - это эмоциональное ощущение, которое возникает в мозгу человека после того, как видимые световые излучения различного спектрального состава, отразившиеся от поверхностей объектов, попадают на сетчатку глаза. Аналогичное действие оказывают световые излучения, непосредственно испускаемые светящимися телами. Цвет характеризуется светлотой (или яркостью), цветовым тоном и насыщенностью.
Обращение к справочной литературе дает нам следующее определение цвета.

То есть цвет невозможен без света. А что же такое свет? Свет — это видимая часть электромагнитного спектра. Он характеризуется тем, что имеет волновую природу, при этом длину волны, как правило, измеряют в нанометрах (один нанометр равен одной миллионной части миллиметра).
Когда световые волны попадают на объект, его поверхность поглощает некоторое количество энергии спектра, а оставшаяся часть спектра отражается от объекта.

Модифицированный таким образом свет, отраженный от объекта, имеет совершенно иной состав длин волн. Различные поверхности, содержащие разное количество пигментов, красящих веществ и красителей, генерируют уникальные сочетания длин волн.

При попадании на отражающий объект (такой, например, как автомобиль) или при прохождении через пропускающий объект (такой, как пленка или слайд) свет может изменяться. Сами по себе источники света -испускающие объекты (например, лампы искусственного освещения или мониторы компьютера) - испускают собственные комбинации длин волн.

Отраженный, проникающий или испускаемый свет и составляет то, что мы называем цветом объекта. Существует столько же различных цветов, сколько и поверхностей предметов: каждый объект влияет на цвет уникальным образом. Сочетание длин волн, исходящих от объекта, — это спектральные данные, которые часто еще называют картой цвета. Спектральные данные получаются в результате тщательного анализа - или измерения — длин всех волн. В ходе этого анализа определяется процентное содержание каждой из длин волн, отраженных обратно к наблюдателю, — интенсивность их отражения.
В связи с этим, чтобы яснее понять, как именно мы видим, имеет смысл сказать несколько слов о таком сложном цветоприемном аппарате, как человеческий глаз. Ведь через него в мозг поступает информация о цветовой палитре окружающего мира.

Светочувствительная поверхность глаза - сетчатка - образована двумя видами светочувствительных элементов: палочками и колбочками.

Палочки - нервные светочувствительные элементы; хорошо реагируя на яркость, они не способны определить цветность источника излучения.
Колбочки, обладая высокой чувствительностью к яркости светового источника, хорошо различают его световой тон и насыщенность, т. е. цветность. Они обладают максимальной спектральной чувствительностью в трех спектральных зонах: красной, зеленой и синей. В сумерках, при слабой освещенности, малочувствительные колбочки перестают работать. Работают только палочки, поэтому в полумраке мы не видим, не различаем цвета. Остается лишь ощущение яркости полутемных предметов.

Цветовой спектр (видимый свет)
Воздействие потоков лучистой энергии, различных по спектральному составу и интенсивности, на эти два типа рецепторов сетчатки и является физико-химической основой различного восприятия цветов. Комбинации разных по интенсивности раздражений фоторецепторов, перерабатываемые и в периферийных проводящих нервных путях, и в мозговых зрительных центрах, дают нам возможность ощутить все многообразие цвета. Суммарная спектральная чувствительность глаза, обусловленная действием фоторецепторов всех типов, максимальна в «зеленой» области (длина волны около 555 нм), а при понижении освещенности смещается в «сине-зеленую» область.

Длины волн излучения, видимого глазом, лежат в диапазоне от 380 нм до 700 нм (по краям этого участка лежат, соответственно, зоны ультрафиолетового и инфракрасного излучения).

Мы уже сказали, что цвет связан с длинной волны светящегося источника или волны, отражённой от поверхности. Например, монохроматическое излучение на длине волны 550 нм ощущается как жёлто-зелёное, а при длине волны 700 нм источник воспринимается красным.
Однако в следствии своеобразных свойств зрения источники, резко отличающиеся от монохроматических, могут создать такие же ощущения цвета, как и монохроматические.

Вообще, заданная цветность видимого глазом источника может быть создана бесчисленными сочетаниями световых излучений в соответствующих пропорциях. В норме человеческий глаз различает около 180 цветовых тонов (едва заметные постепенные переходы - от красного к оранжевому, от оранжевого к желтому и т. д.), и любой из этих цветовых тонов может быть представлен в цветовом восприятии в виде смеси трех основных цветов: красного, зеленого и синего.

Подбором соответствующей яркости каждого из этих компонентов можно получить все 1 80 цветовых оттенков. Три основных цвета обозначаются в колориметрии латинскими буквами: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). Путем сложения в нужной пропорции основных цветов — R, G и В - возможно получить разнообразные цветовые тона. Специалисты объясняют это тем обстоятельством, что цветочувствительные колбочки внутри глаза разделяются, как мы уже сказали, на три «сорта» по цветовой чувствительности: «красные», «зелёные» и «синие». Одновременное возбуждение в разных соотношениях этих групп колбочек светом, поступающим от наблюдаемого объекта, вызывает разно­образные цветовые ощущения.

Раньше предполагалось, что цветовые ощущения человека обусловлены только реакцией на раздражение этих трех видов колбочек. Поэтому была создана система цифрового выражения цвета в виде набора трех чисел, что мы преимущественно и видим сегодня на банках с краской. Подобная система не учитывает целый ряд факторов, влия­ющих на цветовосприятие (интенсивность светового потока, уровень освещенности, эмоциональное состояние наблюдателя и т.д.), поэтому вряд ли можно считать ее объективной.
Говоря о восприятии цвета, нельзя не упомянуть и о таком важном свойстве глаза, как адаптация. Наша восприимчивость к цвету постоянно меняется. Мы воспринимаем его поразному и адаптируемся к изменениям цвета и освещения в зависимости от окружающих условий. Но именно это свойство - адаптация зрения - обеспечивает опознание предметов по цвету (за счет эффекта принадлежности цвета) при вариациях условий освещения и рассматривания в весьма широких пределах. Вместе с тем при изменении спектрального состава освещения визуально воспринимаемые разли­чия между одними цветами усиливаются, а между другими – ослабевают.

Например, при желтоватом освещении, создаваемом лампами накаливания, синие и зеленые тона различаются хуже, чем красные и оранжевые, а при синеватом освещении в пасмурную погоду, наоборот, хуже различаются красные и оранжевые тона. При слабом освещении все цвета различаются хуже и воспринимаются менее насыщенными («эффект сумеречного зрения»). При очень ярком освещении цвета воспринимаются также менее насыщенными и «разбеленными». Но после того, как человеческий глаз адаптировался к цвету определенной интенсивности, ее небольшие изменения не повлияют на восприятие яркости. Это называется цветовой стабильностью. Даже при изменении освещения цвет будет восприниматься как тот же самый.
Эти особенности зрительного восприятия широко используются в изобразительном искусстве для создания иллюзии того или иного освещения (это стараются использовать и маляры, когда пытаются «впихнуть» клиенту машину с разнотоном).
Кроме того, восприятие цвета может частично меняться в зависимости от психологического состояния наблюдателя, например: обостряться в опасных ситуациях, снижаться при усталости и т. д. Несмотря на адаптацию глаза к условиям освещения, цветовосприятие может довольно заметно отличаться от обычного при сильном изменении интенсивности излучения (того же относительного спектрального состава) - явление, открытое немецкими учеными В. Бецольдом и Э. Брюжке в 70-х гг. XIX в. Оно наглядно демонстрируется в так называемой бинокупярной колориметрии, основанной на адаптации глаз независимо друг от друга. Всё это указывает на ведущую роль мозговых центров ответственных за восприятие цветов, и степень их «тренированности» (при неизменном фотохимическом аппарате зрения).

Следовательно, колористу в процессе работы надо обязательно делать определенные паузы (естественно, не на полдня), чтобы его глаза и мозг отдохнули, усвоили полученную информацию и, спокойно проанализировав ее, что называется "забыли" бы и больше к ней не возвращались. Также следует по возможности чередовать подбор ярких красок с более спокойными, не так сильно утомляющими глаза.
Делая промежуточный вывод из всего вышеизложенного, отмечаем для себя самое главное. В большинстве случаев, как это ни прискорбно, мы видим не настоящий цвет наблюдаемого предмета, а в значительной степени искаженное отражение светового потока, исходящего от некоего источника света. Звучит как ересь, но еще Исаак Ньютон говорил (после того, как ему на голову упало яблоко), что световые лучи, строго говоря, цвета не имеют, - мы живем в мире бесконечных отражений и видим только эти отражения.

Яркость

Яркость светящегося источ­ника (любого отражающего свет пред­мета) связана с величиной лучистого потока, попадающего от этого источника в наш глаз.

Очевидно, что чем сильнее яркость, тем большее световое раздражение получают глаза. Она имеет численное выражение и равна отношению силы света источника в рассматриваемом направлении к площади проекции светящейся или отражающей светоповерхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. Яркость характеризует количественную величину излучения: мощность, световой поток. Забегая вперед, скажем, что цветовой тон и насыщенность являются, в свою очередь, качественными характеристиками источника света (как мы узнали из предыдущей главы - отражения). Эти характеристики часто объединяют в одно понятие — цветность. Для яркости приняты характеристики «темнее» или «светлее».

Следует заметить, что абсолютная яркость цвета (в физическом смысле

количество световой энергии, исходящей от него в секунду) зависит от его способности к отражению, от яркости и силы освещения. Но наши глаза обладают способностью адаптироваться так, что обычно мы не воспринимаем абсолютную яркость поверхности. Нам трудно понять, что, например, черные брюки при дневном свете могут быть ярче бежевой рубашки при луне. Обычно мы воспринимаем лишь так называемую относительную яркость в данных условиях, о которой и будем говорить в дальнейшем. Все это дает нам право сделать следующий вывод: ненасыщенные цвета могут быть ярче насыщенных, и тогда их называют оттенками данного цвета.
Также яркость сообщает нам, насколько свет светел или темен, в смысле, насколько он близок к белому. Самый простой способ запомнить это поня­тие- представить себе шкалу серого цвета с переходом от черного к белому, в которой содержатся все возможные варианты монохроматического серого цвета. Чем больше в цвете света, тем он ярче. Таким образом, пурпурный - менее яркий, чем небесно-голубой, поскольку излучает меньше света.

Цветность.

Цветовой тон рассматриваемого объ­екта связан со спектральным составом излучения. По цветовому тону объекта мы можем судить о его окраске - си­ней, красной, бежевой и т. д. Отдельные участки видимого спектра различаются по окраске, т. е. вызывают ощущение различного цвета. Поэтому цветовой тон удобно характеризовать цифрой - той или иной длиной волны спектрального излучения.

Любой цвет, взятый из спектра, можно смешать с белым, черным, серым и получить цвета соответствующего семейства тонов. Обратите внимание, что в семействе тонов присутствуют цвета с различной яркостью, хроматичностью и насыщенностью.

Насыщенность.

Насыщенность (обычно обозначается буквой р) характеризует степень «раз­бавления» цветового тона белым цветом при определенной яркости освещения).

Например, ярко-красная (насыщенная) краска может быть разбавлена белой (белилами, мелом). При таком разбавлении тон не меняется - меняется лишь насыщенность. Наибольшей насыщенностью обладает монохроматический одноцветный) источник, излучающий свет только одной длины волны. Насыщенность такого источника максимальна: о = 1 00 %. Для белого «не подкрашенного» цвета р = 0.
Поэтому, подбирая цвет краски, колорист должен сначала сравнять уровень яркости («яркий» - «блеклый») и насыщенности («грязный» — «насыщенный») получающейся смеси с оригинальным цветом и только потом подбирать (доко-леровывать) цветовой тон. Это несложно - для этого существуют специальные таблицы, графики, схемы и т. д.
Самая распространенная ошибка колористов состоит в том, что, не разобравшись, например, с насыщенностью искомого цвета, они, найдя похожий вроде бы цветовой тон, пытаются добавлением каких-либо подкрашивающих пигментов довести его до оригинального. Но у них ничего не выходит: получаемый красный кажется им желтее или синее того красного, который они ищут. На самом же деле они просто работают с несопоставимым по насыщенности оттенком, с добавлением дополнительных, совсем не тех, что надо, компонентов, поэтому им не прийти к нужному результату (надо не красить, а «разбелять» смесь). Розовая и красная краски (вспомните пример, прозвучавший чуть выше, когда мы давали определение насыщенности, - в нем речь шла именно о розовой и красной красках) не различаются цветовым тоном. Различие заключается только в насыщенности.

Другими словами, насыщенность - это степень выраженности цветового тона в цветовом ощущении. Насыщенность показывает, насколько цвет далек или близок к цвету монохроматического излучения того же цветового тона. В колориметрии за единицу принимается насыщенность цветов спектральных излучений. Глаз воспринимает спектральные излучения как самые насыщенные.
Другими словами, можно сказать, что насыщенность обозначает видимую яркость, или интенсивность, цвета. Световой спектр состоит из лучей крайне насыщенного цвета, а цвета, которые мы видим вокруг, большей частью ненасыщенны, поскольку к ним в результате разнообразных естественных процессов примешивается белый цвет, что, в свою очередь, и делает их насыщенными в еще меньшей степени.

Капельки воды в воздухе, как маленькие призмочки, «разбавляют» цвет объекта. Разное количество белого света, отраженное от куска алой материи, в зависимости от угла зрения придает различные оттенки яркому, если смотреть под прямым углом, цвету. Проходящий через оконное стекло белый цвет разбавляет цвета объектов, которые мы наблюдаем через это окно.