Шиффман Х. Ощущение и восприятие. Спб, 2003. С. 193-197 Природа цвета - rita.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Шиффман Х. Ощущение и восприятие. Спб, 2003. С. 193-197 Природа цвета - страница №1/1

Шиффман Х. Ощущение и восприятие. СПб, 2003. С. 193-197
Природа цвета

Восприятие цвета определяется прежде всего длиной волны света, стимулирующе­го зрительную систему. Свет, способный вызвать у человека цветовое ощущение, имеет строго определенную длину волны: это лучи видимого электромагнитного спектра с длиной волны от 380 до 760 нм. Следовательно, говоря о «синем» или «красном» свете, мы на самом деле имеем в виду коротко- или длинноволновый свет соответственно, который таким образом воздействует на зрительную систему, что вызывает ощущение синего или красного (цветов).

Цветоощущение — это совершенно субъективный результат воздействия на нервную систему отраженного луча, принадлежащего к видимой части спектра и имеющего определенную длину волны. Иными словами, цвета зависят от того, как именно зрительная система интерпретирует световые лучи с разной длиной вол­ны, которые отражаются от предметов и воздействуют на глаз. Лучи света, краски, цветовые фильтры и тому подобное не имеют цвета. Они всего лишь избирательно используют лучистую энергию, испуская или пропуская через себя лучи с опре­деленной длиной волны, отражая одни из них и поглощая другие. Следовательно, цвет - это продукт деятельности зрительной системы, а не неотъемлемое свойство видимого спектра.

В своем эссе «Лучи не имеют цвета» Райт (Wright, 1963,1967) дал удачное опре­деление принципиальной разницы между таким физическим параметром, каким является длина волны, и психологическим явлением — цветовым зрением.

Наши ощущения цвета — внутри нас, и до тех пор, пока нет наблюдателя, восприни­мающего цвет, нет и самого цвета. Даже в цепи событий, происходящих между ре­цепторами сетчатки и зрительной корой, цветов еще нет, они появляются лишь то­гда, когда информация получает окончательную интерпретацию в сознании наблюдателя (р. 20).

194 Глава 5. Цветовое зрение


Итак, предметы окрашены потому, что отражают и посылают нашей зритель­ной системе световые лучи определенной длины волны. Когда «белый» солнечный свет или свет от источника, расположенного над нашими головами, попадает на поверхность или предмет, некоторые входящие в его состав лучи поглощаются содержащимися в них светочувствительными пигментами, а некоторые отражают­ся от них. Цвет поверхности или предмета зависит от длины волны того светового луча, который они отражают. Например, свет с длиной волны, равной 580 нм, вос­принимается человеком как желтый. Желтым же кажется и лимон, освещенный белым светом. В действительности лимонная кожура желтая потому, что она по­глощает большую часть видимого спектра, отражая лишь небольшую ее часть — лучи с длиной волны около 580 нм. Аналогично этому свет с длиной волны около 500 нм воспринимается большинством людей как зеленый. В отличие от обоих этих примеров черные туфли потому воспринимаются нами как черные, что поглоща­ют практически весь падающий на них свет, а эта страница — белая, ибо она более или менее равномерно отражает все падающие на нее лучи.

Параметры цвета




Рис. 5.1. Разложение белого луча на цветные с помощью призмы

Вследствие рефракции белый луч расщепляется на лучи с разной длиной волны, которые зрительно восприни­маются как лучи разных цветов





Помня о том, с какими стимулами имеет дело цветовое зрение, необходимо иметь в виду и то, что между цветоощущением и физическими параметрами света суще­ствует тесная зависимость, поддающаяся количественной оценке. Однако преж­де чем приступить к ее описанию, следует вначале идентифицировать парамет­ры раздражителя, от которых зависит цветовое зрение. Как уже отмечалось выше, цвет светового луча определяется его важнейшим физическим параметром — длиной волны. Это было отмечено еще в одном из первых фундаментальных тру­дов по цветовому зрению — в трактате сэра Исаака Ньютона «Оптика» (Newton,

1704/1952). В XVII в. Ньютон доказал, что при пропускании через призму тонко­го бесцветного луча, содержащего все длины волн видимой части спектра, проис­ходит его преломление и расщепление на несколько цветных лучей, каждый из ко­торых характеризуется определенной длиной волны (рис. 5.1).

Степень преломления зависит от длины волны: коротковолновые лучи прелом­ляются в большей степени, чем длинноволновые. Цветовой спектр похож на раду­гу и включает в себя все лучи — от коротковолновых (синего и фиолетового) до длинноволновых (желтого и красного). С помощью призмы Ньютон разложил бе­лый луч на его спектральные составляющие (компоненты) — видимые лучи с раз­ной длиной волны, которые воспринимаются как имеющие определенный цвет.

Цветовой тон. Основным и, без сомнения, физическим параметром цвета яв­ляется длина волны образующего его отраженного света. Однако в действитель­ности ощущение цвета определяется тремя атрибутами света: длиной волны, интен­сивностью и спектральной чистотой. Каждому из этих параметров соответствует свой особый психологический аспект ощущения цвета: цветовой тон, яркость и насыщенность (табл. 5.1).



Таблица 5.1

Связь между физическими и психологическими параметрами цвета

Понятие цветовой тон соответствует традиционному представлению о цвете. Если цвет имеет узнаваемый спектральный тон, мы воспринимаем его как, скажем, синий, зеленый, желтый или красный. Как правило, цветовой тон определяется длиной волны (табл. 5.2). (Для удобства и простоты мы используем слова «цвето­вой тон» и «цвет» как синонимы. Мы также используем названия цветов для обо­значения спектральных раздражителей, оказывающих определенные сенсорные воздействия. Однако, говоря, например, о «красном» свете, мы на самом деле име­ем в виду те длинноволновые лучи, которые вызывают ощущение красного.)

Осознав существование тесной связи между длиной волны света и ощущением цвета, мы можем понять, почему небо всегда голубое. Этот цвет связан с особенно­стями отражения света в такой среде, какой является небо, т.е. в среде, содержа­щей молекулы газов, пары воды и мельчайшие твердые частицы (пыль). Когда сол­нечный свет проходит через атмосферу Земли, молекулы газов рассеивают его. Однако они действуют избирательно, и коротковолновый синий свет рассеивает­ся ими в большей степени, чем длинноволновый, в результате чего небо и приоб­ретает голубой цвет. В то же время, если в земной атмосфере содержится много бо­лее крупных частиц пыли, они начинают рассеивать длинноволновый свет, и цвет неба становится сероватым, блекнет. Туман и облака кажутся белыми, поскольку они содержат частички льда, которые еще больше по размеру, нежели пылевидные

196 Глава 5. Цветовое зрение



5.2 Названия цветов и соответствующие им длины волн

Приблизительная длина волны, нм Соответствующий оттенок

380-470

Красновато-синий

470-475

Синий

475-480

Зеленовато-синий

480-485

Сине-зеленый

485-495

Синевато-зеленый

495-535

Зеленый

535-555

Желтовато-зеленый

555-565

Зелено-желтый

565-575

Зеленовато-желый

575-580

Желтый

580-585

Красновато-желтый

585-595

Желто-красный

595-770

Желтовато-красный*

Источник: R. W. Burnham, R. M. Hanes, С. J. Bartleson. Color: A Guide to Basic Facts and Concepts. New York: John Wiley, 1953, p. 56. * Чистый красный тон без всякого желтоватого оттенка подразумева­ет наличие небольшого количества синего света (400 нм). В соответ­ствии с этим уникальность красного цвета заключается в его «экстра-спектральности», т. е. в том, что ни одна длина волны сама по себе не вызывает ощущение красного цвета.

частицы. Эти частички играют роль диффузных рефлекторов и отражают лучи всей видимой части спектра примерно одинаково, что и придает облакам белый цвет. На расстоянии более десяти миль от Земли уже нет никаких частиц, способ­ных рассеивать свет, и небо кажется черным (Mueller & Rudolf, 1966; Riggs, 1965).



Яркость. Любой цвет характеризуется также и яркостью, которая зависит от интенсивности. Чем выше интенсивность, тем более ярким кажется цвет. С умень­шением интенсивности яркость уменьшается. Однако при одной и той же интен­сивности некоторые цвета, например желтый, кажутся более яркими, чем синий, длина волны которого короче, нежели длина волны желтого цвета. Кроме того, вос­принимаемый цветовой тон раздражителя отчасти зависит и от интенсивности по­следнего. При увеличении интенсивности относительно длинноволнового света, такого, например, как желто-зеленый или желто-красный, он будет казаться не только более ярким, но и «более желтым». Точно так же и коротковолновый свет, воспринимаемый как сине-зеленый и фиолетовый, при увеличении интенсивно­сти начинает казаться синее. Это изменение оттенка в результате изменения ин­тенсивности называется эффектом Бецольда—Брюкке.

Насыщенность цвета является психологическим параметром, отражающим от­носительное количество цвета поверхности предмета. Насыщенность связана с фи­зическим параметром, называемым спектральной чистотой. Свет с определенной
Природа цвета 197
длиной волны, т. е. монохроматический свет, является спектрально чистым светом и кажется очень насыщенным. Однако добавление к монохроматическому свету света с другой длиной волны или белого (серого) уменьшает чистоту, и монохро­матический свет начинает восприниматься как менее насыщенный. При достаточ­но сильном «разбавлении» свет утрачивает свойственный ему оттенок и становит­ся серым. Иными словами, уменьшение спектральной чистоты света приводит к «вымыванию» свойственного ему цветового тона. Так, уменьшение спектральной чистоты монохроматического длинноволнового красного света за счет добавления к нему белого или серого сделает его менее насыщенным и придаст ему розоватый оттенок. Розовый цвет можно назвать разбавленным красным. Постепенное умень­шение насыщенности синего цвета иллюстрируется цветной вклейкой 1.

По мере того как чистота глубокого синего цвета уменьшается, он постепенно «разбавляется» и наконец полностью «вымывается», становясь последовательно небесно-голубым, нежно-голубым, а затем и серовато-голубым. В конце концов при сильном разбавлении голубизна полностью исчезает и цвет становится нейтраль­но-серым.



Трехмерное цветовое веретено. Связь между тремя психологическими пара­метрами — цветовым тоном, насыщенностью и яркостью — может быть наглядно продемонстрирована с помощью так называемого трехмерного цветового веретена (рис. 5.2) или объемной фигуры, представленной на цветной вклейке 2.

Яркость представлена вдоль вертикаль­ной оси и изменяется от белого цвета (верх) до черного (низ). Вертикальная линия, про­ходящая через центр веретена, представля­ет разные оттенки серого цвета. Насыщен­ность показана латерально и изменяется от центра к периферии, причем наиболее на­сыщенные цвета расположены на кромке центрального круга и в центре вертикаль­ной оси, проходящей между белым и чер­ным. Коническая форма веретена отражает тот факт, что насыщенность максимальна только при невысоких и средних уровнях яркости. Иными словами, насыщенность за­висит от яркости. Чем дальше от середины оси яркости (либо светлее, либо темнее), тем меньше становится насыщенность цве­тового тона, добавление как белого, так и черного «разбавляет» его. Из этого также следует, что ни один слишком яркий или слишком темный цвет не может быть очень насыщенным. В точках, соответствующих вершинам веретена, белому и черному, свет бесцветен.





Цветная вклейка 1. Изменение насыщенности

По мере разбавления спектрально чистого ярко-синего цвета он постепенно бледне­ет и, наконец, полностью утрачивает присущий ему цветовой тон.