Физическая энциклопедия - цвет

одно из св-в материальных объектов, воспринимаемое как осознанное зрит. ощущение. Тот или иной Ц. «присваивается» человеком объекту в процессе зрит. восприятия этого объекта. В громадном большинстве случаев цветовое ощущение возникает в результате воздействия на глаз потоков видимого излучения (воспринимаемого глазом эл.-магн.

излучения с длинами волн от 380 до 760 нм). Иногда цветовое ощущение возникает без участия лучистого потока при давлении на глазное яблоко, ударе, электрическом раздражении и т. д., а также по мысленной ассоциации с др. ощущениями звука, тепла и др., и в результате работы воображения. Разл. цветовые ощущения вызывают разноокрашенные предметы, их разноосвещённые участки, источники света и создаваемое ими освещение.

При этом восприятия Ц. могут различаться (даже при одинаковом относит. спектр. составе потоков излучения) в зависимости от того, попадает ли в глаз излучение от источников света или от несамосветящихся объектов. В человеческом языке, однако, используются одни и те же термины для обозначения Ц. этих двух разных типов объектов. Осн. долю предметов, вызывающих ощущения Ц., составляют несамосветящиеся тела, к-рые лишь отражают или пропускают свет, излучаемый источниками. В общем случае Ц. предмета обусловлен след. факторами: его окраской и св-вами его поверхности; оптич. св-вами источников света и среды, через к-рую свет распространяется; св-вами зрит. анализатора человеческого мозга и особенностями ещё недостаточно изученного психофизиологич. процесса переработки зрит. впечатлений в мозговых центрах. Эффект принадлежности цвета. Эволюционно способность к восприятию Ц. развилась для целей идентификации предметов окружающего мира вместе со способностями к восприятию др.

их св-в (размеров, твёрдости, теплоты и др.) и перемещений в пр-ве, помогая обнаруживать и опознавать в жизненно важных ситуациях отд. предметы по их окраске при всевозможных изменениях освещения и состояния окружающей их среды. Эта необходимость распознавания объектов явилась гл. причиной того, что их Ц. определяются в осн. их окраской и при привычных для человека условиях наблюдения лишь в малой степени зависят от освещения (за счёт бессознательно вносимой наблюдателем поправки на освещение).

Напр., зелёная листва деревьев признаётся зелёной даже при красноватом освещении на закате солнца. Оговорка о привычных (в широком смысле) условиях наблюдения весьма существенна если сделать их резко необычными, суждения человека о Ц. предметов (следовательно, и его цветовые ощущения) становятся неуверенными или ошибочными. (Так, описания и попытки воспроизведения Ц.

т. н. «космических зорь», сделанные разными космонавтами, сильно отличались одно от другого и от Ц. этих «зорь», зафиксированных объективными методами цветной фотографии.) Вырабатывающееся и закрепляющееся в человеческом сознании устойчивое представление об определённом Ц. как неотъемлемом признаке привычных объектов наблюдения наз.

«эффектом принадлежности Ц.», или «явлением константности Ц.». Эта психологич. особенность зрит. восприятия наиболее сильно проявляется при рассматривании несамосветящихся предметов и обусловлена тем, что в повседневной жизни мы одновременно рассматриваем совокупности предметов, подсознательно сравнивая их Ц., либо сравниваем цветовые ощущения от разноокрашенных или разноосвещённых участков этих предметов.

Эффект принадлежности Ц. несамосветящихся объектов настолько значителен, что даже в неблагоприятных условиях наблюдения Ц. предмета осознаётся в результате опознания предмета по др. признакам. Наименования мн. Ц. произошли от назв. объектов, окраска к-рых очень сильно выражена: малиновый, розовый, изумрудный. Нередко даже Ц. источника света описывают Ц.

к.-л. характерного несветящегося объекта: кроваво-красный диск Солнца. Эффект принадлежности Ц. не столь силён для источников света, поскольку в обычных (не связанных с их производством) условиях их редко сопоставляют с др. источниками, и зрит. анализатор в значит. степени адаптируется к условиям освещения.

Основы и особенности цветового восприятия. Восприятие Ц. может частично меняться в зависимости от психофизиологич. состояния наблюдателя, напр. усиливаться в опасных ситуациях, уменьшаться при усталости и т. д. Несмотря на адаптацию глаза к условиям освещения, восприятие Ц. может довольно заметно отличаться от обычного при изменении интенсивности излучения (того же относит.

спектр. состава) явление, открытое нем. учёными В. Бецольдом и Э. Брюкке в 1870-х гг. Изменчивость восприятия Ц. наглядно демонстрируется в т. н. бинокулярной колориметрии, основанной на независимости адаптации одного глаза от другого. Всё это указывает на ведущую роль мозговых центров, ответственных за восприятие Ц., и степени их «тренированности» (при неизменном фотохим.

аппарате цветового зрения). Ц. излучений, длины волн к-рых расположены в диапазоне видимого света в определ. интервалах вокруг длины волны к.-л. монохроматического излучения, наз. спектральными Ц. Излучения с длинами волн от 380 до 470 нм имеют фиолетовый и синий Ц., от 470 до 500 нм сине-зелёный, от 500 до 560 нмзелёный, от 560 до 590 нм жёлто-оранжевый, от 590 до 760 нм красный (в более мелких участках этих интервалов Ц.

излучений соответствуют разл. оттенкам указанных Ц.). Развитие способности к ощущению Ц. эволюционно обеспечивалось формированием спец. системы цветового зрения, включающей два типа светочувствит. фоторецепторов: т. н. к о л б о ч к и, находящиеся гл. обр. в центр. участке сетчатки глаза и обладающие максимумами спектральной чувствительности в трёх разных спектр.

участках красном, зелёном и синем, и расположенные в осн. по периферии сетчатки т. н. п а л о ч к и, не обладающие преимуществ. чувствительностью к к.-л. спектральному Ц. и играющие гл. роль в создании ахроматических (см. ниже) зрит. образов. Часто недооцениваемое значение палочек в механизме распознавания Ц. становится тем выше, чем ниже освещённость наблюдаемых предметов. Воздействие разл. по спектр. составу и интенсивности потоков лучистой энергии на эти рецепторы сетчатки и является физ.-хим. основой разл. восприятий Ц. Комбинации разных по интенсивности раздражений фоторецепторов, перерабатываемые и в периферийных проводящих нервных путях, и в мозговых зрит.

центрах, дают всё многообразие цветовых ощущений. Суммарная спектр. чувствительность глаза, обусловленная действием фоторецепторов обоих типов, максимальна в «зелёной» области (дл. волны ок. 555 нм), а при понижении освещённости смещается в «сине-зелёную» область. Предполагавшаяся ранее сводимость всех ощущений Ц.

к сочетаниям разл. раздражений только колбочек послужила основой для разработки способов количеств. выражения Ц. в виде набора трёх чисел. Подобный подход имеет рациональную основу (см. ниже), однако при разработке таких способов не могли быть учтены влияние вариаций освещённости и интенсивности излучения, роль зрит. мозговых центров и общего психофизиологич.

состояния наблюдателя. Цветовой тон, насыщенность и светлота. При уточнённом качеств. описании Ц. используют три его субъективных атрибута: цветовой тон (ЦТ), насыщенность и светлоту. Разделение признака Ц. на эти взаимосвязанные компоненты есть результат мысленного процесса, существенно зависящего от навыка и обучения.

Наиболее важный атрибут Ц.ЦТ («оттенок цвета») ассоциируется в человеческом сознании с обусловленностью окраски предмета определ. типом пигмента, краски, красителя. Насыщенность характеризует степень, уровень, силу выражения ЦТ. Этот атрибут в человеческом сознании связан с кол-вом (концентрацией) пигмента, краски, красителя.

Серые тона называют ахроматическими (бесцветными) и считают, что они не имеют насыщенности и различаются лишь по светлоте. Светлоту сознание обычно связывает с кол-вом чёрного или белого пигментов, реже с освещённостью. Светлоту окрашенных объектов оценивают, сопоставляя их с ахроматич. объектами. Ахроматичность несамосветящихся объектов обусловлена б.

или м. равномерным, одинаковым отражением ими излучений всех длин волн в пределах видимого спектра. Ц. ахроматич. поверхностей, отражающих максимум света, наз. «белым». Несмотря на то, что по такому определению «белыми» могут оказаться предметы, к-рые при непосредств. сравнении дают разные цветовые ощущения, среди ахроматич. Ц.

несамосветящихся объектов белый Ц. занимает исключит. положение. Поверхности с белой окраской часто служат своеобразными «эталонами»: они всегда сразу узнаются и именно сопоставление с ними, наряду с адаптацией глаза, позволяет бессознательно вводить поправку на освещение. Даже если наблюдаются только белые предметы, по ним опознаётся Ц.

самого освещения. Насыщенность и светлота Ц. несамосветящихся предметов взаимосвязаны, т. к. усиление спектрально-избирательного поглощения при увеличении кол-ва (концентрации) красителя всегда сопровождается уменьшением интенсивности отражённого света, что вызывает ощущение уменьшения светлоты. Так, роза более насыщенного пурпурного Ц.

воспринимается более тёмной, чем роза с тем же, но менее выраженным ЦТ. Цветовое восприятие и измерение цвета. Одноврем. рассматривание одних и тех же несамосветящихся предметов или источников света неск. наблюдателями с норм. цветовым зрением (в одинаковых условиях рассматривания) позволяет установить однозначное соответствие между спектр. составом сравниваемых излучений и вызываемыми ими цветовыми ощущениями. На этом основана колориметрия. Хотя такое соответствие и однозначно, но не взаимно-однозначно: одинаковые ощущения Ц. могут вызываться потоками излучений разл. спектрального состава. Существует много определений Ц.

как физ. величины. Но даже в лучших из них (с колориметрич. точки зрения) часто опускается упоминание о том, что однозначность ощущений достигается лишь при стандартизов. условиях наблюдения, освещения и т. д., не учитывается изменение восприятия Ц. при изменении интенсивности излучения того же спектр. состава (явление Бецольда Брюкке), не принимается во внимание цветовая адаптация глаза и др.

Поэтому многообразие цветовых ощущений, возникающих при реальных условиях освещения, вариациях угл. размеров сравниваемых по Ц. элементов, их фиксации на разных участках сетчатки, разных психофизиологич. состояниях наблюдателя и т. д., всегда богаче колориметрич. цветового многообразия. Напр., Ц., к-рые в повседневной жизни воспринимаются (в зависимости от светлоты) как «бурые», «каштановые», «коричневые», «шоколадные» и т.

д. в колориметрии одинаково определяются как оранжевые или жёлтые. В одной из лучших попыток определения Ц., принадлежащей австр. физику Э. Шрёдингеру, трудности задачи «снимаются» простым отсутствием к.-л. указаний на зависимость цветовых ощущений от многочисл. конкретных условий наблюдения. По Шрёдингеру, Ц. есть св-во спектр.

состава излучений, общее всем излучениям, в т. ч. визуально неразличимым для человека. В колориметрии Ц. обозначают совокупностью трёх чисел. Существует много систем, отличающихся методикой определения таких трёх чисел (см. КОЛОРИМЕТРИЯ). Напр., существует инструментально-расчётный метод, при к-ром ЦТ выражается через объективно определяемую длину волны излучения, воспроизводящего в смеси с белым Ц.

измеряемый Ц.; насыщенность Ц.через его чистоту (соотношение интенсивностей монохроматич. и белого Ц. в смеси), а светлота выражается через объективно устанавливаемую яркость измеряемого излучения, определяемую экспериментально или рассчитываемую по кривой спектральной световой эффективности излучения.

Количеств. выражение субъективных атрибутов Ц. неоднозначно, поскольку оно сильно зависит от различия между конкретными условиями рассматривания объектов и стандартизованными колориметрическими. В частности, поэтому имеется много формул, по к-рым рассчитывают светлоту. В колориметрии особое значение придают измерению спектральных Ц.

и определению по ним т. н. к р и в ы х с л о ж е н и я, характеризующих спектр. чувствительность зрит. анализатора относит. кол-вами трёх излучений, смешение к-рых порождает определ. цветовое ощущение. Ц. излучений разного спектр. состава, к-рые при одинаковых условиях рассматривания визуально воспринимаются одинаковыми, наз. мета мерным и Ц.

, или метамерами. Метамерия Ц. увеличивается с уменьшением его насыщенности, становясь наибольшей для белых Ц. Любые два излучения, создающие в смеси белый Ц., наз. дополнительными цветами. Аномалии цветового зрения и влияния освещения. Наблюдатель с норм. цветовым зрением при сопоставлении различно окрашенных предметов или разных источников света может различать большое кол-во Ц.

Натренированный наблюдатель различает по ЦТ ок. 150 Ц., по насыщенности ок. 25, по светлоте от 64 при высокой освещённости до 20 при пониженной. При аномалиях цветового зрения различается меньшее число Ц. Ок. 90% всех людей обладают норм. цветовым зрением и ок. 10% частично или полностью «цветнослепые». Характерно, что из этих 10% людей с аномалиями цветового зрения 95% мужчины.

Существует три вида таких аномалий: краснослепые (протанопы) не отличают красных Ц. от близких к ним по светлоте ахроматич. Ц. и дополнит. по ЦТ тёмно-голубых Ц.; зелёнослепые (дейтеранопы) не отличают или плохо отличают зелёные цвета от близких к ним по светлоте ахроматич. Ц. и дополнит. пурпурных Ц.; синеслепые (тританопы) не отличают синих Ц.

от близких по светлоте ахроматич. и дополнит. тёмно-жёлтых Ц. Очень редки случаи полной цветовой слепоты, когда воспринимаются лишь ахроматич. образы. Аномалии цветового зрения не мешают норм. трудовой деятельности при условии, что к ряду профессий цветнослепые не должны допускаться. Адаптация зрения обеспечивает опознание предметов по Ц.

(за счёт эффекта принадлежности Ц.) при вариациях условий освещения в весьма широких пределах. Вместе с тем при изменении спектр. состава освещения визуально воспринимаемые различия между одними Ц. усиливаются, а между другими ослабевают. Напр., при желтоватом освещении, создаваемом лампами накаливания, синие и зелёные ЦТ различаются хуже, чем красные и оранжевые, а при синеватом освещении в пасмурную погоду, наоборот, хуже различаются красные и оранжевые ЦТ.

При слабом освещении все Ц. различаются хуже и воспринимаются менее насыщенными («эффект сумеречного зрения»). При очень сильном освещении Ц. воспринимаются тоже менее насыщенными и «разбелёнными». Эти особенности зрит. восприятия широко используются в изобразит. искусстве для создания иллюзии того или иного освещения. .