В. Медведев - Цветоведение и колористика

Светлота – степень отличия данного цвета от черного, измеряемая числом порогов различия (n) от данного цвета до черного. (Количественное определение светлоты сложно, требует специального оборудования. В практике колориметрии светлота нередко заменяется другой характеристикой – относительной яркостью.)

Яркость (относительная яркость) – это отношение величины потока света, отраженного от данной поверхности, к величине потока света, на нее падающего. Измеряется коэффициентом отражения ρ (ро). Удобно измерять яркость при помощи шкалы ахроматических (серых) накрасок, коэффициент отражения которых измерен заранее лейкометром, фотометром.

Насыщенность, или чистота, цвета зависит от степени «разбавления» спектрального цветового тона белым, черным или серым (различной светлоты).

Чем больше «примесь» белого (или серого), тем менее насыщенным, чистым является цветовой тон. Он светлеет или темнеет по сравнению со 100 %-ным чистым цветовым тоном. Например, зеленый цвет, имеющий цветовой тон λ – 530 нм и насыщенность (чистоту) – 0,7, представляет собой спектральный цветовой тон с длиной волны 530 нм, состоящий на 70 % из чистого зеленого (данного цветового тона) и на 30 % из белого цвета.

Максимально насыщенные цвета – это цвета спектра и пурпурного ряда (неспектральные).

Цвета с сильно выраженной хроматичностью называются насыщенными.

Малонасыщенные цвета – это цвета, «разбавленные» в той или иной степени ахроматическими, например: бледно-зеленый, бледно-голубой, светло-сиреневый, розовый, светло-оранжевый, бежевый, а также темно-синий, коричневый, темно-зеленый, темно-красный, серо-фиолетовый, темно-коричневый, серо-синий, вишнево-черный.

Качественной характеристикой хроматических цветов является цветность: цветовой тон и насыщенность (чистота), а ахроматических цветов – только светлота.

Насыщенность цветов (также как яркость) неодинакова по отношению друг к другу. Желтый цвет наименее насыщен в спектре, к краям спектра насыщенность повышается. Но по светлоте (яркости) желтый доминирует над другими спектральными цветами.

Значения светлоты (яркости) белого, черного и основных хроматических цветов приведены в табл. 2.

Таблица 2. Примеры яркости и светлоты

Ахроматический (т. е. бесцветный) цвет – название нелогичное, но принятое и устоявшееся в цветоведении. С точки зрения спектральной теории цвета неправильно называть ахроматические цвета (черные, серые, белые) цветами, поскольку они лишены основной характеристики хроматических цветов – цветового тона, а также насыщенности. Если чистота хроматических спектральных цветов равна 100 %, то чистота цветового тона и насыщенности ахроматических цветов равна 0. Поэтому нельзя буквально понимать смысл словосочетаний: белый, серый, черный цвета , но к таким словосочетаниям привыкли, они удобны в разговорной и профессиональной лексике, а потому и закрепились в цветоведении.

Смешение хроматических и ахроматических цветов образует все богатство сложных (смешанных) цветов и их оттенков, наблюдаемых нами в природе и созданной человеком предметно-пространственной среде. Это бежевые, коричневые, оливковые, зелено-коричневые, синевато- и красновато-коричневые, все цветные оттенки серых (с разным количеством серого разной светлоты в смесях с хроматическими цветами) и многие другие цвета.

Взаимосвязь основных характеристик цвета может быть представлена в условно-графических координатных системах цветового пространства. Например, в пространственной цветовой модели – цилиндрическом цветовом пространстве (цветовой системе Манселла, США [1]), см. приложение 1, рис. П.1.1.

Как отмечалось выше, лучи света, испускаемые каким-либо естественным или искусственным источником света или отражаемые от какой-либо поверхности, проходя через зрачок в радужной оболочке и расположенный за ним хрусталик (живую линзу глаза), попадают на ретину (сетчатую оболочку глаза). Сетчатая оболочка (или сетчатка), состоящая из двух слоев: наружного, или пигментного, и внутреннего, или нервного, представляет собой разрастание зрительного нерва, связывающего глаз с мозгом. Именно в соответствующей области мозга и возникают зрительные, в том числе цветовые, ощущения.

В структуре сетчатки глаза есть клетки, обеспечивающие ахроматическое (ночное и сумеречное) зрение, и клетки, обеспечивающие хроматическое (дневное) зрение.

Во внешнем слое сетчатки, непосредственно примыкающем к сосудистой оболочке, расположены клетки, окрашенные черным пигментом. Затем идут основные элементы зрительного восприятия, называемые по внешнему виду палочками и колбочками . Каждое нервное волокно зрительного нерва оканчивается либо колбочкой, либо группой палочек. Число колбочек и палочек очень велико (около 7 млн колбочек и более 100 млн палочек).

В середине сетчатки преобладают колбочки, к периферии – палочки. Палочки окрашены красным зрительным пурпуром, который выцветает под действием света. Длина палочек около 0,06 мм, колбочек – около 0,035 мм. Диаметр палочек составляет около 2 мк, а колбочек – около 6 мк.

Зрительная зона головного мозга находится в затылочной части. Это поля зрительного анализатора. Глаза по сути дела – части головного мозга, вынесенные на периферию для контакта с внешней средой (аналогично органам слуха).

Под воздействием света в зрительных клетках возникают фотохимические реакции. Для этого в колбочках и палочках есть светочувствительные пигменты: в палочках – родопсин (зрительный пурпур), в колбочках – йодопсин.

Под воздействием света зрительный пурпур распадается на две молекулы: желтоватого вещества – ретинена и бесцветную молекулу белка, а в темноте из них снова образуется родопсин. Таким образом на свету родопсин выцветает, а в темноте окрашивается (регенерируется).

Фотохимические реакции, воздействуя на волокна нервов, обусловливают возникновение импульсов (биотоков), идущих по зрительному нерву в зрительные центры коры головного мозга.

Колбочки обеспечивают дневное хроматическое зрение, а палочки – ночное ахроматическое. Наш глаз воспринимает какой-либо цвет как белый, когда все цвета спектра полностью отражаются от освещенной поверхности (либо когда луч света не разложен на монохроматические простые цветовые потоки).