Вильгельм Оствальд - Искусство цвета. Цветоведение: теория цветового пространства

Мы описали явление только в самых грубых чертах. Теория же интерференции так полно развита, что можно количественно проследить каждую подробность и по этим математическим подсчетам можно ожидать и различных красивых побочных явлений, если иметь в виду учение о цветовом полукруге. Здесь же достаточно указать на то, что для таких вопросов, которые до сих пор почти не казались нам проблемами, можно получить новые объяснения из этого учения, первоначально кажущегося столь необычным.

Теория цветового полукруга нашла себе неожиданное подтверждение в исследовании светлоты цветов, которое было произведено в свое время еще до того, как стала известна связь этого вопроса с учением о цветовом полукруге.

То, что светлота цвета меняется с изменением цветового тона, было уже давно известно живописцам, красильщикам и пр. Гете очень часто указывал на то, что желтый цвет самый светлый. Он приписывал наименьшую светлоту цвету дополнительному к желтому, но он все-таки окончательно так и не определил – синий ли это цвет или фиолетовый; красный и зеленый имеют средние степени светлоты.

Светлота цвета, как нам известно, зависит не только от имеющейся доли полного цвета, но и от имеющихся подмесей белого и черного. Если вспомнить общий закон о линейной формуле уравнения цветов, то мы увидим, что светлота цвета всякого тела равна сумме светлот его составных частей. Если обозначим через h светлоту данного цвета, а через h 0 светлоту полного цвета самого по себе, то получим уравнение:

h = Vh 0+ W,

где V есть количество данного полного цвета, а W есть количество белой подмеси. Черная часть ничего не прибавляет для светлоты, а потому и отсутствует в уравнении.

Это уравнение можно проверить, прежде всего, следующим образом. Измеряют в накрашиваниях одного и того же цветового тона, но различных по составу красок, как светлоту h, так и содержание белого.

Определяя из нашего уравнения h 0 ,

мы должны получить при всех производных одного и того же цветового тона ту же самую величину для h 0, как бы ни были различны в каждом отдельном случае количества V и W. Это предположение вполне оправдалось, и тем самым мы получили подтверждение правильности нашего уравнения. Этим путем определяют светлоту полных цветов без непосредственного измерения их, что было бы совершенно невозможно, так как вполне чистых цветов не имеется.

Я определил таким путем светлоту всех 100 чистых цветов цветового круга. Прежде всего я получил следующий результат: сумма светлот двух дополнительных цветов равна единице. Учение о цветовом полукруге как раз этого и требует, так как все лучи света, имеющиеся в одном каком-нибудь цвете, как раз отсутствуют в цвете к нему дополнительном. Оба вместе должны поэтому дать светлоту белого света.

Дальше оказалось, что линия светлот имеет очень неравномерный ход. Начиная желтым 00, который является самым светлым цветом, светлота быстро падает до оранжевого 20, где она останавливается, и с красного цвета опять падает. Затем светлота остается почти постоянной до второго фиолетового и падает затем опять до наименьшей ее величины в цвете 50. За этим идет опять резкий длинный подъем до ледяного синего 70 и затем опять три небольших изменения вплоть до желтого. Вторая половина есть зеркальное отражение первой, так как дополнительные цвета в сумме дают единицу.

Это есть чисто опытное измерение распределения светлоты в цветовом круге, предпосылкой коего является лишь подсчет величины h0 из анализа соответственных цветов. Правильность же такого измерения проверена и подтверждена опытом. Но для определения числовых величин светлот цветов имеется и другой путь, который основывается на том предположении, что теория цветового полукруга правильна. Если оба метода дают одинаковые результаты, то этим самым доказывается и эта правильность, так как всякое отклонение от законов цветового полукруга должны бы в результате дать и другие величины светлоты.

Этот второй метод основывается на следующих соображениях. Со времен классических измерений Фраунгофера нам стал известным ход светлот в нормальном солнечном спектре. Этот ход зависит еще и от рассеивающей способности призмы, почему для каждого сорта призм он будет различным. При подсчете же сумм всех светлот цветов, лежащих между определенными длинами волн, эта зависимость от свойств призмы исчезает, и все спектры солнечного света дают одинаковые величины. Проще всего подсчет вести от красного начала спектра до той или другой Фраунгоферовой линии, полагая общую светлоту равной единице.

Нам известны те длины волн, которые образуют цветовые полукруги, соответствующие различным цветам. Если подсчитаем соответственные числовые величины светлот, согласно вышеуказанному общему ходу их, то полученные здесь числа должны совпасть с непосредственно полученными от измерения этих величин. Я произвел такой подсчет для всех 100 цветов цветового полукруга и нашел такое ожидаемое совпадение. Так как соответственные числовые величины уже опубликованы в другом месте Physikalische Farbenlehre, S. 143), то нам нет надобности здесь еще раз их печатать. Рисунок 21 дает ход светлость, согласно результатам, полученным благодаря измерениям Фраунгофера. Мы видим здесь своеобразные перемены в скорости изменения светлот.

Рис. 21

Если будем искать объяснение этому непостоянству, то опять-таки учение о цветовом полукруге дает это объяснение. Вспомним подобную же перемену в расположении цветовых тонов в рациональном круге спектра, где также цветовой тон в зависимости от длины волны изменяется то быстрее, то медленнее. Сразу же становится ясным, что там, где цветовые тона при продвижении по спектру быстро сменяют друг друга, к ним добавляется мало новых лучей, так что светлота при этом может измениться лишь незначительно. Наоборот, она очень сильно меняется там, где приходится пройти большие области длин волн, прежде чем дойти до ближайшего нового цветового тона. Благодаря тому что такие влияния имеют место на обоих концах цветовых полукругов (если один конец не лежит в невидимом) и тому, что сама светлота значительно меняется в зависимости от длины волны, отношения во всяком случае здесь становятся весьма сложными; но основное явление все же достаточно ясно. Остается еще ответить на вопрос, как произвести измерение светлоты h и содержание белого w . Это будет подробно описано во второй части книги, где излагаются практические применения цветоведения. Здесь будет достаточно указать на то, что соответственные способы измерения уже достаточно надежно разработаны.