Хроматические и ахроматические цвета

    Когда излучение раздражает все рецепторы одинаково (единица интенсивности раздражения - "доля участия в белом"), цвет такого излучения воспринимается как белый, серый или как черный. Белый, серый и черный цвета называются ахроматическими. Эти цвета не различаются качественно. Разница в зрительных ощущениях при действии на глаз ахроматических излучении зависит только от уровня раздражения рецепторов. Поэтому ахроматические цвета могут быть заданы одной психологической величиной - светлотой. Если рецепторы разных типов раздражены неодинаково, возникает ощущение хроматического цвета. Для его описания нужны уже три величины – светлота, насыщенность и цветовой тон. Качественные характеристики зрительного ощущения, определяются насыщенностью и цветовым тоном. Ахроматические цвета, т. е. серые, белые и черные, характеризуются только светлотой. Любой хроматический цвет может быть сопоставлен по светлоте с ахроматическим цветом. Чем меньше насыщенность хроматического цвета, тем ближе он к ахроматическому цвету, и тем легче найти соответствующий ему по светлоте ахроматический цвет. Начало и конец ахроматического ряда – это белое и черное.

    В обиходном понимании разница  между яркостью и светлотой обычно не замечается, и оба понятия рассматриваются  почти как эквивалентные.

    Однако  можно заметить некоторое различие в употреблении этих терминов, которое отражает и различие этих двух феноменов. Как правило, слово "яркость" употребляют для характеристики особенно светлых поверхностей, сильно освещенных и отражающих большое количество света. Так, например, об освещенном солнцем листе бумаги или снеге говорят как о ярких поверхностях, а о стенах комнаты как, о светлых. Термин "яркость" также нередко служит для характеристики цвета, причем имеются в виду такие качества последнего, как насыщенность или чистота. Наконец, термин "яркость" преимущественно используется для оценки источников света. В естественнонаучной теории цвета различие между терминами "яркость" и "светлота" достаточно определенно. Светлота это ощущение яркости, в котором важную роль играют конкретные условия индивидуального восприятия. Это понятие, относящееся, прежде всего к компетенции психологии. Одна и та же физическая, объективная яркость может вызывать различные ощущения светлоты, и, наоборот, одна и та же светлота может соответствовать различным степеням яркости.

    Метамерные  цвета

    Излучения, которые имеют одинаковый цвет, но различный спектральный состав, называются метамерными. Метамерия цветов это способность нашего зрения видеть различные по спектральному составу излучения одинаковыми по цвету. Излучения, вызывающие одинаковые ощущения цвета в одних условиях восприятия, создают одинаковые ощущения цвета и в других условиях. Но само ощущение цвета может заметно меняться от условий рассматривания и освещения. Мы постоянно видим метамерные цвета. Более того, получение любых цветных изображений, в частности и на оттиске, основано на метамерии. Например, оранжевый цвет можно получить на бумаге оранжевой краской или же наложением слоев двух красок: пурпурной и желтой (последней в большем количестве).

    Наибольшей  метамерией, т. е. наибольшим разнообразием  по спектральному составу, обладают белые излучения источников света. С увеличением насыщенности метамерия  цветов уменьшается. Спектральные цвета  не имеют метамеров, так как каждый из них создается одним - единственным монохроматическим излучением. Среди красок наибольшей метамерией, т. е. наибольшим разнообразием по спектральному составу, обладают темные, зачерненные цвета.

    Уменьшение  метамерии цвета с увеличением  насыщенности имеет большое практическое значение в полиграфии, особенно при выборе печатных красок и цветоделительных светофильтров, а также при разработке алгоритмов цветоделения.

    На  метамерии цвета основаны все колориметрические методы, в которых для излучения сложного состава подбирается такая смесь некоторого монохроматического излучения с белым светом, которая зрительно неотличима от него по цвету.

    Пороговая чувствительность восприятия цвета

    Передача  светового и цветового контраста во многом зависит от чувствительности глаза, которая непостоянна и способна изменяться под действием внешних и внутренних стимулов. Глаз реагирует не на всякое раздражение, а только на такое, которое достигло определенной величины. Эту минимальную разницу между двумя степенями яркости, которую способен замечать глаз, психологи называют порогом чувствительности. Для того чтобы заметить в натуре и выразить затем тончайшие изменения света и цвета, глаз наблюдателя должен обладать высокой чувствительностью, которая дается от природы и развивается в процессе обучения. Пороговая чувствительность восприятия цвета и положена в основе определения цвета, предложенное известным физиком Шредингером (1920 г.). По Шредингеру, цвет есть свойство спектральных составов излучений, не различаемых человеком визуально.

    Систематизация  оттенков цвета

    Потребность в систематизации и классификации  цветов возникла давно. Продиктована она  была как потребностями практики, так и науки, и, в частности, таких областей научного знания, как химия, биология, минералогия, медицина. Не менее важное значение имеет она и для теории живописи и для практики полиграфии. Многообразие наблюдаемых в природе цветов художники и ученые издавна стремились привести в какую-либо систему - расположить все цвета в определенном порядке, выделить среди них основные и производные.

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

    Радуга  послужили 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 тенденции  замкнуться - синий край 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. В вершинах треугольника располагаются так называемые основные, или "первичные", чистые цвета: красный, синий, желтый. 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 дополнительные цвета.

    Цветовые  круг и треугольник обладают и  еще одним свойством: оптическое смешение трех основных цветов дает в  итоге белый (аддитивный синтез цвета), а при смешении соответствующих красок - черный или темно-серый цвет (субтрактивный синтез цвета). Расположение цветов в виде круга очень удобно и наглядно. Оно широко применяется для объяснения многих закономерностей теории цвета.

    В сущности, к системе цветов в виде круга, возможно, неожиданно для самого себя пришел и Гете. Рассматривая свет через призму, он заметил цветовые полосы на границе черного и белого. Это дало ему основание сделать вывод о том, что желтый и синий соответствуют светлому и темному и являются первичными, так как возникли из противоположностей. Красный цвет он рассматривал как усиление желтого, фиолетовый - синего, а зеленый как результат смешения. Пурпурный цвет, по его мнению, возникает путем дальнейшего усиления красного и фиолетового. В итоге у Гете также несколько своеобразным путем возникает цветовой круг, в принципе не отличающийся от круга Ньютона.

    Цветовой  круг и треугольник, однако, систематизировали  лишь чистые, то есть спектральные, цвета. Поскольку каждый спектральный цвет может изменяться также по светлоте и насыщенности, то это потребовало создания такой модели, которая давала бы возможность оценки изменения цветов и по этим параметрам.

    В 1772 году немецким ученым Ламбертом  была предложена систематизация цветов в виде двойной пирамиды, приблизительно отражающий изменения цвета не только по цветовому тону, но также и по светлоте и насыщенности.

    Воздействие цвета на человека

    В живописи давно является общепризнанным, что цвет обладает наибольшей степенью эмоционального воздействия. Впервые попытку систематизировать значения отдельных цветов предпринял И.-В. Гёте. «В своих самых общих элементарных проявлениях, независимо от строения и форм того материала, на поверхности которого мы его воспринимаем, цвет оказывает известное воздействие на чувство зрения, к которому он преимущественно приурочен, а через него и на душу». Так, жёлтый цвет производит, безусловно, тёплое впечатление и создаёт благодушное настроение. Синий он считал цветом тени – холодным и тёмным. Поэтому синие объекты кажутся более удалёнными. Красному приписывается серьёзность и достоинство, но также грация и прелесть. При этом Гёте имел в виду только чистые цвета и практически не учитывал ни особенностей воспринимающего их человека, ни контекста восприятия.

    В. В. Кандинский предложил более сложный взгляд на данную проблему. Он отмечал двоякое воздействие цвета на человека. В первую очередь, это физическое воздействие, при котором глаз очарован красотой цвета или же, наоборот, испытывает сильнейшее раздражение. Это впечатление поверхностно и быстро забывается, если речь идёт о привычных предметах. «Но как физическое ощущение ледяного холода, если оно проникает глубже, вызывает более глубокие чувства и может вызвать целую цепь психических переживаний, так и поверхностное впечатление от цвета может развиться в переживание». Причём этот процесс во многом обусловлен степенью развития самого человека. Но и при низкой душевной восприимчивости, цвет воспринимается неоднозначно. Так, светлые краски больше притягивают глаз, чем тёмные. Ещё более притягательной способностью обладают светлые и тёплые тона. Окрашенные таким образом объекты кажутся ближе. В то же время светлый, но чрезмерно ядовитый цвет вызывает беспокойство, и глаз ищет отдохновения в холодном синем или зелёном.

    Физическое воздействие цвета было многократно подтверждено многочисленными экспериментами физиологов и психологов. Так, М. Деребире приводит следующее описание воздействия цвета на психику, данное доктором Подольским.

    Зелёный цвет – болеутоляющий, гипнотический. Он влияет на нервную систему, снимая раздражительность. Бессонницу, усталость, понижает кровяное давление и поднимает тонус.

    Голубой цвет – антисептический. Он эффективен при воспалениях и нагноениях. Чувствительному человеку голубой  помогает больше, чем зелёный, но от его «передозировки» возникают некоторая усталость и угнетённость.

    Оранжевый цвет стимулирует чувства и ускоряет пульсацию крови, не влияя при  этом на кровяное давление. Он имеет  сильное стимулирующее действие, создаёт чувство благополучия и веселья, но может утомить.

    Жёлтый  цвет оказывает стимулирующее воздействие  на мозг и поэтому эффективен при  умственной недостаточности.

    Красный цвет обладает теплотой. Он стимулирует  мозг, эффективен при меланхолии, но в то же время легко оказывает  раздражающее воздействие.

    Фиолетовый  цвет увеличивает выносливость ткани, воздействуя на сердце, лёгкие и  кровеносные сосуды.

    Однако  В.В. Кандинский отметил, что при  более высоком развитии это элементарное воздействие переходит в более  глубокое впечатление. Тогда можно говорить о втором виде воздействия цвета на человека.

    Психическое воздействие цвета вызывает душевную вибрацию. Необходимо отметить связь  между ассоциативными переживаниями, вызываемыми определённым цветом, и  его значением в природе: «Например, красный цвет может вызывать душевную вибрацию, подобную той, какую вызывает огонь, так как красный цвет есть в то же время цвет огня.

      Тёплый красный цвет действует  возбуждающим образом; такой цвет  может усилиться до болезненной  мучительной степени, может быть, также и вследствие его сходства с текущей кровью. Красный цвет в таком случае пробуждает воспоминание о другом физическом факторе, который, безусловно, болезненным образом действует на душу».

    Интересна следующая классификация цветов по их психологическому воздействию на человека.

1. Стимулирующие (тёплые) цвета, способствующие возбуждению и действующие как раздражители: