Ощущение цвета

Все воспринимаемые глазом цвета могут быть подразделены на две группы: ахроматические и хроматические. Ахроматическими цветами называется белый, чёрный и все располагающиеся между ними оттенки серого цвета; они отличаются друг от друга только светлотой. Все остальные цвета — хроматические; они отличаются друг от друга цветовым тоном, светлотой и насыщенностью.

Цветовой тон — это то специфическое качество, которым один цвет, например красный, отличается от любого другого — синего, зелёного и т. д. при равной светлоте и насыщенности. Цветовой тон зависит от длины воздействующей на глаз световой волны.

Светлота — это степень отличия данного цвета от чёрного. Наименьшей светлотой обладает чёрный, наибольшей — белый цвет. Светлота зависит от коэффициента отражения. Коэффициент отражения равен единице минус коэффициент поглощения. (Например, поверхность чёрного бархата поглощает 0,98 световых лучей и отражает 0,02 световых лучей.) Чем больше коэффициент поглощения световых лучей какой-нибудь поверхностью и чем соответственно меньше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе её цвет к чёрному; чем меньше коэффициент поглощения какой-нибудь поверхности и соответственно больше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе её цвет к белому.

От светлоты предметов следует отличать их яркость,которая зависит от энергии световой волны, или амплитуды её колебаний. Яркость характеризуется произведением освещённости на коэффициент отражения. Освещённость же предметов характеризуется количеством лучистой энергии, падающей в течение одной секунды на единицу поверхности. Светлота — цветовое свойство поверхности, яркость же характеризуется количеством лучистой энергии, отражаемой от данной поверхности. Это количество лучистой энергии зависит от двух причин: с одной стороны, от коэффициента отражения от данной поверхности, а с другой — от количества лучистой энергии, падающей на данную поверхность. Поэтому яркость сильно освещённого чёрного бархата может быть больше яркости белой бумаги, находящейся в тени.

Насыщенность — это степень отличия данного цвета от серого цвета, одинакового с ним по светлоте, или, как говорят, степень его выраженности. Насыщенность цвета зависит от отношения, в котором находится количество световых лучей, характеризующих цвет данной поверхности, к общему световому потоку, ею отражаемому. Насыщенность цвета зависит от формы световой волны.

Глаз чувствителен к ничтожным количествам лучистой энергии. Так, например, при достаточной темновой адаптации глаз видит (аппаратом палочек) на расстоянии 1 км свет, сила которого может быть выражена тысячными долями свечи [С. В. Кравков, Глаз и его работа, М. 1936.] при полной прозрачности атмосферы (нижний порог). Чувствительность аппарата колбочек меньше.

Верхним порогом цветоощущения является та яркость света, которая «ослепляет» глаз. Эта величина в значительной мере зависит от степени адаптации глаза, от размера слепящего пятна и т. д. Слепящая яркость при размере слепящего поля в 4° равна 22,5 стильба. [Данные Неттинга, обработанные Кравковым. Стильб — единица яркости, равная международной свече в 1 кв. см. ]

Побочные раздражители в некоторых случаях изменяют характер зрительной чувствительности. Согласно экспериментальным данным С. В. Кравкова, звук повышает чувствительность глаза к зелёным и синим лучам и понижает чувствительность глаза к оранжевым и красным лучам.

Чувствительность глаза к световым волнам различной длины не одинакова. Наиболее яркими кажутся человеческому глазу лучи, длины волн которых соответствуют желто-зелёной части спектра (556 нм). В сумерки наиболее ярким кажется не желто-зелёный цвет, а зелёный цвет, имеющий длину волны 510 нм. С наступлением темноты красно-фиолетовые цвета темнеют, а зелёно-голубые цвета светлеют. Это явление носит название явления Пуркинье.

Общее количество различаемых глазом цветных тонов максимальной насыщенности доходит до 150.

Смешение цветов

Воспринимаемые нами в природе цвета получаются обычно в результате воздействия на наш глаз волн различной, а не одной какой-нибудь длины. Эти различные волны, совместно воздействуя на глаз, и порождают тот или иной видимый нами цвет. Видимые нами в естественных условиях цвета являются, таким образом, результатом смешения цветов.

На основе работ И. Ньютона Г. Грассманом были выведены следующие основные законы смешения цветов:

Первый закон. Для каждого хроматического цвета имеется другой цвет, от смешения с которым получается ахроматический цвет. Такие пары цветов называются дополнительными. Дополнительными цветами являются: красный и голубо-зелёный; оранжевый и голубой; жёлтый и индиго-синий; жёлто-зелёный и фиолетовый; зелёный и пурпуровый.

Второй закон. Смешивая два цвета, лежащие ближе друг к другу, чем дополнительные, можно получить любой цвет, находящийся в спектре между данными двумя цветами.

Третий закон. Две пары одинаково выглядящих цветов дают при смешении одинаково выглядящий цвет, независимо от различий в физическом составе смешиваемых цветов. Так, серый цвет, полученный от смешения одной пары дополнительных цветов, ничем не отличается от серого цвета, полученного от любой другой пары.

Говоря о смешении цветов, разумеют прежде всего оптическое смешение, возникающее в результате того, что различные цветовые раздражители одновременно или в очень быстрой последовательности раздражают один и тот же участок сетчатки.

Помимо этого смешения цветов, надо учесть ещё пространственное смешение цветов,которое получается при восприятии различных цветов не во временной, а в пространственной смежности.

Если посмотреть на определённом расстоянии на небольшие, соприкасающиеся друг с другом цветные пятна, то эти пятна сольются в одно пятно, которое будет иметь цвет, получившийся от смешения этих малых цветовых пятен. Причиною слияния цветов является светорассеяние и другие явления, возникающие вследствие несовершенства оптической системы человеческого глаза. Вследствие этого несовершенства границы цветных пятен размываются, и два или более цветных пятна раздражают одно и то же нервное окончание сетчатой оболочки. В силу этого, когда мы смотрим, например, на какую-нибудь ткань в мелких цветных полосках или крапинках, она нам кажется одноцветной, окрашенной в цвет, получающийся в результате смешения различных представленных в ней цветов. На этом пространственном смешении цветов основывается впечатление, которое производят ткани, сплетённые из разноцветных нитей. На этом же пространственном смешении цветов основывается и эффект, которым пользуются художники пуантеллисты (от слова point — точка) и импрессионисты, когда они дают цвет поверхностей посредством цветных точек или пятен.

Эксперименты Б. М. Теплова показали, что законы этого пространственного смешения цветов, имеющего большое применение в живописи и в ткацком деле, те же, что и законы оптического смешения цветов.

Существенный интерес представляет и так называемое бинокулярное смешение цветов.

Бинокулярным смешением цветов называется получение некоторого третьего цвета в результате раздражения каждого из глаз различными цветами. Если смотреть одним глазом на один цвет, а другим глазом на другой цвет, то мы увидим некоторый третий цвет, получившийся от бинокулярного смешения обоих цветов. Однако если оба цвета весьма несходны друг с другом (в особенности по светлоте), то бинокулярного смешения цветов не возникает, а получается своеобразная игра, в которой оба цвета воспринимаются поочерёдно. Это последнее явление называется борьбой полей зрения.

Если поверхность не является абсолютно гладкой, то её микрорельеф можно рассматривать как большое число плоскостей, повёрнутых к наблюдателю под разными углами. Так как для правого и левого глаза углы различны и так как под разными углами зрения цвет поверхности изменяется, то возникает «бинокулярное смешение цветов» или же борьба полей зрения, создающая специфическое ощущение мерцания, блеска и колебания цвета в зависимости от микрорельефа поверхности. Восприятие фактуры обусловлено в значительной степени именно описанными явлениями. Фактура тканей — бархата, шёлка, полотна, шерсти — воспринимается в специфическом качестве, представляющем комплекс ощущений, возникающих вследствие бинокулярного смешения цветов и борьбы полей зрения в каждой отдельной точке воспринимаемой поверхности. Восприятие природы насыщено этими ощущениями, которые придают особую динамичность, игру и живость нашим зрительным образам.

Психо-физиологические закономерности

В зрительных ощущениях отчётливо сказываются все основные психо-физиологические закономерности рецепторной деятельности — адаптация, контрастность, последействие, так же как и взаимодействие.

Адаптация глаза заключается в приспособлении глаза к воздействию световых раздражителей. Различают темновую адаптацию (адаптацию к темноте), светловую (адаптацию к свету) и цветовую (адаптацию к цвету).

Темновая адаптация возникает вследствие того, что в темноте возрастает концентрация зрительного пурпура. Это влечёт за собой повышение чувствительности глаза к световым раздражениям. Чувствительность глаза может быть увеличена благодаря темновой адаптации более чем в 200 000 раз (после одного часа пребывания в темноте). Увеличение чувствительности глаза продолжается в течение 24 часов пребывания в темноте, однако темновую адаптацию можно считать установившейся уже после 60—80 минут пребывания в ней. После длительного пребывания в темноте при переходе на свет опять-таки яркий свет сначала слепит глаз, и мы плохо видим окружающее. Затем, в результате адаптации глаза к свету, мы начинаем видеть нормально.

Интересно отметить, что — как показали исследования лаборатории психофизиологии Института психологии — слабое раздражение органов чувств способно сократить весьма значительно длительность процесса темновой адаптации. Этот процесс, связанный с восстановлением зрительного пурпура — родопсина — в палочках глазной сетчатки, ускоряется под влиянием раздражений других органов чувств (рецепторов холода, вкуса и т. д.) с 30—45 минут до 4—5 минут. Это обстоятельство особенно важно для лиц тех специальностей, которым приходится быстро переходить от света к темноте, например для пилотов ночных истребителей. Одновременно с чувствительностью ночного зрения улучшается и точность глубинного зрения (Кекчеев).

Световая адаптация заключается в понижении чувствительности глаза под влиянием света.

Цветовая адаптация, или цветовое приспособление, выражается в понижении чувствительности глаза к определённому цветному раздражителю вследствие продолжительности его действия. Она не бывает столь значительна, как световая, но зато увеличивается скорее. Согласно данным С. В. Кравкова, наиболее адаптирующим глаз является сине-фиолетовый цвет, средним — красный цвет и наименее адаптирующим глаз — зелёный цвет.

Как возникновение ощущения, так и его исчезновение не происходит внезапно и одновременно с окончанием действия раздражителя. Необходимо некоторое время на соответствующий фотохимический процесс. Поэтому после прекращения действия раздражителя в глазу остаётся «след», или последействие, раздражения, которое даёт «последовательный образ». Когда этот след соответствует по светлоте и цветовому тону первоначальному ощущению, он называется положительным последовательным образом,когда же он изменяется в обратных отношениях, он называется отрицательным последовательным образом.

Вследствие различного характера адаптации отдельных участков сетчатой оболочки глаза возникает явление последовательного контраста.

Под последовательным контрастом разумеются временные изменения в цветовом ощущении, которые возникают вследствие предварительного действия на определённые участки глаза световых раздражителей. Последовательный контраст представляет собой по существу отрицательный последовательный образ. Последовательный контраст может быть световым.

Контрастные цвета близки к дополнительным цветам, однако от них отличаются.

Согласно экспериментальным данным Боненбергера, наблюдаются следующие отличия цветов последовательного контраста от дополнительных:

Весьма существенное отличие контрастных цветов от дополнительных проявляется в том, что дополнительные цвета взаимны. Это значит, что если цвет «а» есть дополнительный к цвету «б», то и цвет «б» есть дополнительный к цвету «а». Контрастные цвета не взаимны: например, к жёлтому цвету контрастным цветом является фиолетовый, а к фиолетовому контрастным цветом является не жёлтый, а зеленовато-жёлтый цвет. Причины отличия контрастных цветов от дополнительных окончательно не выявлены.

Контрастные цвета возникают не только на белом фоне, но и на всяком другом. Если контрастные цвета проецируются на цветную поверхность, то возникает сложение данного контрастного цвета с цветом поверхности, на которую контрастный цвет проецируется. Под одновременным контрастом разумеется изменение в цвете, вызванное его соседством с другим цветом. Этот соседний цвет индуцирует на данном поле контрастный цвет. В условиях одновременного контраста одно из полей является индуцирующим, а другое индуцируемым.

Так как цвета влияют друг на друга взаимно, то каждое поле одновременно влияет на другое и подвергается само влиянию этого соседнего поля.

Подобно последовательному контрасту, одновременный контраст может быть световым и цветовым. Серые квадраты на белом фоне кажутся темнее, чем те же серые квадраты на чёрном фоне. На красном фоне серый квадрат кажется зелёно-голубым, тот же серый квадрат на синем фоне кажется оранжевым.

Новейшие исследования показали, что одновременный контраст объясняется явлением автоконтраста или автоиндукции. [См. «Учёные записки Гос. Пед. института им. Герцена», кафедра психологии, т. XXXIV, Л. 1940, стр. 20 и дальше.] Это явление заключается в том, что при возбуждении сетчатки глаза светом, одновременно с прямым процессом, стимулирующим ощущение данного цвета, возникает «обратный» процесс, стимулирующий ощущение цвета, контрастного данному: на каждый цвет накладывается контрастный к нему цвет. При этом автоконтраст от цвета освещения значительно сильнее, чем от «собственного цвета» поверхности. Явление одновременного контраста объясняется распространением (иррадиацией) «обратного процесса» на смежные участки сетчатки, не раздражённые данным световым потоком. В том случае, когда одновременный контраст возникает к цвету фона, он объясняется явлением автоконтраста к цвету фона. В том случае, когда цветная поверхность освещена одним и тем же цветным светом, один и тот же контрастный цвет может быть вызван каким угодно воспринимаемым цветом поверхности. С другой стороны, одинаково выглядящие цвета при освещении различными источниками света вызывают различные контрастные цвета, обусловленные цветным светом, освещающим экран. Следовательно, одинаково выглядящие цвета могут вызвать контрастный цвет, имеющий любой тон спектра.

Таким образом, одинаково выглядящие цвета, освещённые различными источниками света, вызывают неодинаково выглядящие контрастные цвета, обусловленные в основном не воспринимаемым цветом поверхности, а цветным светом, освещающим данную поверхность.

Из этого положения следует, что глаз является анализатором, дифференцирующим свет, падающий на данную поверхность, и свет, отражённый данной поверхностью. Таким образом, одновременный контраст возникает на основе индукции от света.

Аналогичные явления возникают при восприятии природы в естественных условиях. Отражения цветного света от зелёной листвы, от цветной поверхности и т. д. вызывают резко выраженные контрастные цвета, которые несравнимо сильнее, чем контрасты от самих окрашенных поверхностей.

Для объяснения явлений одновременного контраста существовали две теории — Г. Гельмгольца и Э. Геринга.

Г. Гельмгольц считал, что явления одновременного контраста могут быть частично сведены к процессу адаптации, возникающему вследствие нестрогой фиксации глаз. В тех же случаях, когда условия фиксации глаз строго соблюдались, Г. Гельмгольц объясняет явления одновременного контраста ошибочными суждениями.

С точки зрения, которую защищал Э. Геринг, одновременный контраст является результатом взаимодействия раздражённых мест сетчатой оболочки глаза.

Против теории Г. Гельмгольца говорят следующие эксперименты Э. Геринга: если смотреть через красное стекло одним глазом, а через синее стекло другим глазом на серую полосу, изображённую на белом фоне, и фиксировать взгляд на точке, лежащей несколько ближе к наблюдателю, чтобы увидеть серую полосу раздвоенной, то наблюдатель увидит на фиолетовом фоне голубо-зелёную и оранжевую полосы. В данном случае воспринимается фон одного цвета, но вследствие влияния красного и синего цвета одна и та же серая полоса правым и левым глазом воспринимается по-разному — контрастно к цвету стекла.

Против теории Г. Гельмгольца говорят и вышеприведённые эксперименты, в которых цвета одновременного контраста смешивались со смежными цветами, как и объективно существующие цвета, подчиняясь в этом случае общим законам смешения цветов. Изменения в контрастном цвете в этих экспериментах возникали не к воспринимаемому цвету, а к цветному свету, о присутствии которого испытуемые даже не подозревали. Следовательно, ни о каком влиянии «суждений» в данных экспериментах не могло быть и речи. Объяснение цветного контраста, по данным этих исследований, заключается в том, что на каждый цвет накладывается контрастный к нему цвет. Однако в некоторых случаях явления одновременного контраста усиливаются и ослабляются вследствие влияния центральных факторов. Так, например, одновременный контраст зависит в частности от разделения формы на части; одновременный контраст распространяется на всю воспринимаемую фигуру, как бы «разливаясь» по ней, если она не расчленена. Но достаточно разбить эту фигуру на какие-либо две части, чтобы линия, разделяющая фигуру на две фигуры, явилась преградой для распространения контраста. Целый ряд опытов подтверждает это положение.

Когда индуцируемое поле является частью какой-либо цельной фигуры, контраст возрастает. Напротив, обособленность полей уменьшает действие контраста.

Чем ближе расположены друг от друга две поверхности, имеющие различные цвета, тем сильнее их влияние друг на друга. Особенно сильное влияние одновременного контраста возникает на границе сопротивляющихся полей (так называемый краевой контраст).

Изменение цвета вызывается не только контрастным воздействием другого цвета, но и рядом других факторов. Так, в частности, цвета изменяют свой цветной тон, светлоту и яркость на расстоянии в зависимости от величины угла, под которым воспринимается данная цветовая поверхность. Это изменение зависит от фона, на котором цвета воспринимаются, причём изменение цветов возникает не только на цветных фонах, но также на чёрном и белом. Эксперименты показали, что для каждого фона имеется своя кривая изменения цвета, воспринимаемого под малым углом зрения.

Так, например, на белом фоне под малым углом зрения все цвета имеют тенденцию сдвигаться по направлению к двум «положительным критическим точкам», одна из которых находится в крайней видимой красной части спектра, а другая — между зелёным и голубым цветами спектра. Вследствие этого на белом фоне жёлтые, оранжевые, пурпуровые и фиолетовые цвета краснеют, а жёлто-зелёные, зелёные и синие — голубеют. Вместе с тем синие, а также фиолетовые и голубые цвета очень темнеют на белом фоне. [«Труды Государственного института по изучению мозга им. Бехтерева», т. IX, Л. 1938, стр. 15—59.]

Ещё тысячу лет назад некоторые великие старые мастера живописи, создавая произведения искусства, интуитивно знали и практически учитывали изменения цвета на расстоянии и добивались этим замечательных эффектов. Так, например, некоторые византийские мозаики, выполненные более тысячи лет назад, имеют вблизи основной жёлто-зелёный тон и кажутся условными и неприятно схематичными. При восприятии же их на расстоянии, они превращаются в непревзойдённые образцы реалистического искусства. Мастера Средней Азии IV в. создавали цветные орнаменты, которые вовсе не изменялись на расстоянии. Из более близких нам мастеров — Х. Рембрандт пользовался в своих картинах теми же эффектами.

Раскрытие закономерностей изменения цветовых систем на расстоянии приобретает особенно большое практическое значение для монументальной живописи, которая при архитектурных сооружениях крупных масштабов должна быть рассчитана на восприятие на больших расстояниях.

Date: 2015-10-21; view: 402; Нарушение авторских прав