Чувствительность глаз

Так как основные различия между воспринимаемыми цветами сводятся к различию по светлоте, цветовому тону и насыщенности, то важно установить способность глаза различать изменения цвета по каждому из этих параметров.

При исследовании чувствительности глаза к изменению цветового тона было установлено, что глаз неодинаково реагирует на изменение длины волны в различных участках спектра. Изменение цветности наиболее заметно в четырёх частях спектра, а именно в зелено-голубой, оранжево-жёлтой, оранжево-красной и сине-фиолетовой. К средней зелёной части спектра и к его концу, красному и фиолетовому, глаз наименее чувствителен. При определённых условиях освещения человеческий глаз различает до 150 цветовых оттенков
Число замечаемых глазом различий по насыщенности неодинаково для красной, жёлтой и синей поверхностей и колеблется от 7 до 12 градаций.

Наиболее чувствителен глаз к изменению яркости - различает до 600 градаций.

Способность различать цветовые тона не постоянна и зависит от изменений цветовых объектов по насыщенности и яркости. При уменьшении насыщенности и увеличении или уменьшении яркости мы различаем цветовые тона хуже. При минимальной насыщенности хроматические цвета сводятся к двум различным тонам - желтоватому (тёплому) и синеватому (холодному). Подобным образом обедняется цветовая гамма и тогда, когда хроматические цвета становятся очень близки к белому или чёрному. Поэтому нельзя определить возможное общее число воспринимаемых глазом цветов путём простого перемножения количеств различных цветовых тонов, степеней насыщенности и светлоты.

Чувствительность глаза к отдельным цветам изменяется не только количественно, но также и качественно в зависимости от освещённости. При слабой освещённости не только понижается чувствительность глаза к различию цветовых тонов вообще, но эта способность смещается в сторону коротковолновой части спектра (синие и фиолетовые).

Смешение цветов

Смешение цветов - одна из самых главных проблем теории цвета, потому что со смешением цветов человеческое зрение имеет дело постоянно. Ощущение цвета поверхности вызывается в нас не потоком световых волн какой-либо одной Длины, а совокупностью различных по длине световых волн. Какой цвет мы при этом воспринимаем, будет зависеть от того, какой длины и интенсивности волны преобладают в потоке излучаемого света.

Если два окрашенных пятна располагаются рядом, то на определённом расстоянии они создают впечатление единого Цвета. Такое смешение носит название аддитивного (слагательного). Если же на окрашенную поверхность накладывается другая цветная прозрачная пластинка, тогда смешение происходит в результате вычитания или отсеивания некоторых волн. Такое смешение называется вычитательным, или субстрактивным.

Наукой открыты три основных закона оптического смешения.

1. Для всякого цвета имеется другой, дополнительный к нему. Будучи смешаны, эти два цвета дают в сумме ахроматический (белый или серый) цвет.

2. Смешиваемые (не дополнительные) цвета, лежащие по цветовому кругу ближе друг к другу, чем дополнительные, вызывают ощущение нового цвета, лежащего между смешиваемыми цветами. Красный и жёлтый дают оранжевый. Второй закон имеет наибольшее практическое значение. Из него вытекает тот факт, что путём смешения трёх основных цветов в различных пропорциях можно получить практически любой цветовой тон.

3. Третий закон говорит о том, что одинаковые цвета дают и одинаковые оттенки смеси. Здесь имеются в виду случаи смешения одинаковых по цвету, но разных по насыщенности или по светлоте, а также смешение хроматического с ахроматическим.

Взаимодополнительные цвета

Термин «взаимодополнительные цвета» весьма популярен в искусствоведении. Всегда отмечается исключительная роль этих цветов в создании цветовой гармонии.
Обычно ими называют три пары: красный - зелёный, синий - оранжевый, жёлтый - фиолетовый, не принимая во внимание, что каждое из этих родовых названий включает в себя большой диапазон цветовых тонов и не всякий зелёный является взаимодополнительным ко всякому красному.

В цветоведении взаимодополнительность цветов определяется как способность какого-либо цвета дополнить другой до получения ахроматического тона, т.е. белого или серого, в результате оптического смешения.

Вычислено, что дополнительной будет каждая пара цветов, длины волн которой относятся между собой как 1:1,25.

Будучи же сопоставлены, эти пары представляют наиболее гармоничные сочетания и взаимно повышают насыщенность и светлоту друг друга, не меняя цветового тона.

Контраст

Контраст можно определить как противопоставление предметов или явлений, резко отличающихся друг от друга по качествам или свойствам. А суть контраста в том, что, будучи вместе, эти противоположности вызывают новые впечатления, ощущения и чувства, которые не возникают при рассмотрении их отдельно.

Контрастирующие цвета способны вызвать целую цепь новых ощущений. Например, белое и чёрное вызывают некоторый шок от внезапного перехода от белизны к черноте, кажущимися изменениями размеров и светлоты, возникновением пространственного эффекта и т.п.

Контраст - важное формообразующее средство, создаёт ощущение пространства. Цветовая гармония, колорит и светотень непременно включают в себя элементы контраста.
Леонардо да Винчи был первым, кто описал контраст: «Из цветов равной белизны и равно удалённых от глаза тот будет на вид чистым, который окружён наибольшей темнотою, и, наоборот, та темнота будет казаться более мрачной, которая будет видна на более чистой белизне, каждый цвет лучше распознаётся на своей противоположности».
Контрасты разделяются на два вида: ахроматический (световой) и хроматический (цветовой). В каждом их них различаются контрасты: одновременный, последовательный, пограничный (краевой).

Одновременный световой контраст

«Чем ночь темнее, тем звёзды ярче». Суть явления в том, что светлое пятно на тёмном фоне кажется ещё более светлым (положительный контраст), а тёмное на светлом - темнее (отрицательный контраст), чем оно есть на самом деле. Если пятно окружено полем другого тона (светлее или темнее), то его называют реагирующим полем, а фон - индуктирующим. Реагирующее поле меняет свою светлоту сильнее, чем индуктирующее поле.

Если светлоты этих полей будут велики, то действие контраста заметно снижается

Явления светового контраста заметны и тогда, когда поля одного цвета, но разной светлоты. Такой контраст называется монохроматическим. В этом случае меняется не только светлота, но и насыщенность. В сущности, с одновременным контрастом мы имеем дело и при сочетании хроматических и ахроматических цветов.

Эксперименты, проведённые Б. Тепловым, показали, что эффект одновременного контраста зависит от абсолютной яркости индуктирующего и реагирующего полей и от разницы яркости этих полей. При очень низких и очень высоких различиях контраст отсутствует или весьма незначителен.

Он зависит и от величины взаимодействующих полей. Чем меньше световое пятно, тем сильнее оно подвергается высветлению. При равной яркости большее реагирующее поле всегда кажется темнее маленького индуктирующего.

Контраст зависит также от расстояния между полями. Сила контраста убывает по мере увеличения расстояния между полями.

Эффект контраста зависит от формы реагирующего поля: круг или кольцо, квадрат или буква на одном и том же поле при одинаковых условиях будут сопровождаться контрастом различной силы.

Если мы имеем два расположенных рядом пятна, которые не относятся между собой как фигура и фон, то контраст, который они вызывают, образуется по принципу равного взаимодействия. Однако в данном случае контраст имеет тенденцию к исчезновению. Пока эти пятна достаточно велики и мы их рассматриваем одновременно, взаимодействие их остаётся заметным, при этом мы замечаем и пограничный контраст. Но если эти пятна достаточно малы или воспринимаются с большого расстояния, то возникает их оптическая смесь, и мы видим общий серый тон.

Явление одновременного светового контраста сопровождается не только потемнением или посветлением реагирующего поля, но и кажущимся изменением размеров. Светлое пятно на тёмном фоне кажется ещё светлее и больше, а тёмное - на светлом как бы уменьшается в размерах и темнеет.

Одновременный цветовой контраст

Эффект одновременного цветового контраста возникает при взаимодействии двух хроматических цветов или хроматического с ахроматическим. Это более сложное явление, чем световой контраст, ибо изменения по цветовому тону сопровождаются одновременным изменением по светлоте и насыщенности, причём последние могут быть более заметными, чем сам контраст.

Если требуется определить действие цветового контраста по цветовому тону, то необходимо, чтобы контрастирующие тона были близки по светлоте и насыщенности. Тогда нетрудно заметить, что при сопоставлении различных цветов в них появляются новые качества и дополнительные оттенки.

Цвета в контрасте отдаляются друг от друга. Например, жёлтый на оранжевом светлеет, зеленеет, холоднеет. Оранжевый на жёлтом краснеет, темнеет, теплеет.

Другого рода явления происходят при контрасте взаимодополнительных цветов. При их сопоставлении не возникает новых оттенков, но сами цвета увеличивают свою насыщенность и яркость. При рассмотрении их издалека срабатывает закон аддитивного смешения, сопоставляемые цвета тускнеют и, в конце концов, сереют.

Пограничный контраст

Возникает на границах двух смежных окрашенных поверхностей. Наиболее чётко проявляется, когда рядом две полосы, различные по светлоте или по цвету. При световом контрасте часть светлого участка, которая ближе к тёмному, будет светлее, чем дальняя. Создаётся эффект неровности (ступеньки) и объёма.

При хроматическом контрасте соседние тона меняются так же, как и при одновременном контрасте, т.е. жёлтое пятно около красного зеленеет, но чем дальше от края, тем этот эффект становится слабее. Одновременный и пограничный контрасты всегда выступают вместе.

Контрастное действие цветов исчезает, если между ними проложить хотя бы очень узкую светлую или тёмную полоску (она называется просновка), т.е. обязательное условие контраста - расположение цветов рядом.

Итак, при краевом и одновременном контрасте цвет воспринимается более тёмным, если он окружён более светлыми цветами, и светлеет в окружении тёмных.
К цветовому пятну на цветном фоне как бы примешивается цвет, дополнительный к цвету окружения.

Если цвет находится на фоне своего дополнительного цвета, то он воспринимается более насыщенным.

Если на цветной фон положить пятно того же цвета, но меньшей насыщенности, то его насыщенность ещё больше уменьшится.
Чем более насыщен цветовой фон, тем больше он действует на «соседей». Особенно это заметно при одинаковой или близкой светлоте.
Цвета, находящиеся на концах диаметра спектрального круга, при сопоставлении не изменяют оттенка, зато становятся от этого соседства ярче.

Расположенные близко в спектральном круге цвета слабо контрастируют, но приобретают новые оттенки.

Все холодные цвета дают больший контраст, чем тёплые.

Контраст зависит от размеров полей; до определённого предела величина контраста увеличивается пропорционально расстоянию, после которого начинают действовать законы оптического смешения.

Эффективность контраста находится в обратной зависимости от яркости. Сильное освещение уничтожает действие контраста, а слабое освещение усиливает.
Однако эффект при восприятии пары остаётся неизменённым при любом освещении.

На чёрном или тёмно-сером фоне цвета снижают свою насыщенность, а на белом или светло-сером - повышают.

Явление краевого и одновременного контрастов обязывает находить гармонию между соседними цветами, усиливая или уменьшая их контрастное взаимодействие. Например, за счёт изменения размера взаимодействующих площадей; благодаря удалению или сближению цветных поверхностей; при создании или уничтожении между ними просновки и т.п.

Последовательный контраст

Если посмотреть на солнце, а затем перевести взгляд на белую стену, то некоторое время видится тёмное пятно - это размытое изображение солнца на сетчатке. Последовательный контраст заключается также и в том, что при переводе взгляда с одного красочного пятна на другое мы наблюдаем на последнем несвойственный ему оттенок. Учёные объясняют это остаточным раздражением сетчатки глаза при восприятии предыдущего цвета, ибо цветовое ощущение имеет длительность и продолжается некоторое время, когда предмет уже исчез. В результате, когда мы переводим взгляд с ярко-красной поверхности на серую или белую, то видим зеленоватый оттенок на светлом, т.е. наблюдается не красный, а дополнительный ему зелёный цвет. Можно с полной уверенностью сказать, что последовательный контраст - это результат цветного утомления глаза от воздействия на него цвета. Такое явление называется адаптацией.

Если цветовой раздражитель определённое время действует нам на глаза, то чувствительность к этому цвету начинает понижаться. Причём цветовое утомление тем больше, чем ярче и насыщеннее цвет. Малонасыщенные цвета не создают последовательного контраста. Явление цветового контраста необходимо учитывать визажистам, особенно при работе над вечерним или подиумным макияжем, а также стилистам и парикмахерам при подборе цвета волос и одежды.

Последовательный контраст выражается и в том, что воспроизводится и форма предыдущего цветового пятна.