Цвет

Закат

Цвет — качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света, а также несветящимися объектами. Очень важны такие явления, как метамерия, индивидуальные наследственные особенности человеческого глаза (степень экспрессии полиморфных зрительных пигментов) и психики.

Введение

Субъективно воспринимаемый зрением цвет излучения зависит от его спектра, от психофизиологического состояния человека (влияют: фоновый свет/цвет, его цветовая температура; зрительная адаптация), и от специфических свойств индивидуального глаза (дальтонизм). См. также Психология восприятия цвета.

Различают ахроматические цвета (белый, серый, чёрный) и хроматические, а также спектральные и неспектральные (например, пурпурный или коричневый цвет^{[источник не указан 1030 дней]}).

Неоднозначность понятия «цвет»

Спектр на экране монитора (справа добавлен неспектральный пурпурный участок).
Яркость на красном, зелёном и синем прямоугольниках под спектром показывают относительную интенсивность ощущения на каждом из трёх независимых типов рецепторов человеческого зрения — колбочек.

Понятие «цвет» имеет 2 смысла: оно может относиться как к психологическому ощущению, вызванному отражением света от некого объекта (оранжевый апельсин), так и быть однозначной характеристикой самих источников света (оранжевый свет). Поэтому следует заметить, что в тех случаях, когда мы хотим дать цветовую характеристику источников света, некоторых имён цвета просто «не существует» — так, нет серого, коричневого, бурого света.

Различный спектральный состав света может давать одинаковый отклик на зрительных рецепторах (эффект метамерии цвета).

Физиология восприятия цвета

Средние нормализованные спектральные характеристики чувствительности цветовых рецепторов человека — колбочек. Штриховой линией показана чувствительность палочек — рецепторов сумеречного зрения. Ось длин волн на графике имеет логарифмический масштаб

Ощущение цвета возникает в мозге при возбуждении и торможении цветочувствительных клеток — рецепторов глазной сетчатки человека или животного, — колбочек. Считается (хотя на сегодняшний день так никем и не доказано), что у человека и приматов существует три вида колбочек различающихся по спектральной чувствительности — ρ (условно «красные»), γ (условно «зелёные») и β (условно «синие»), соответственно. Светочувствительность колбочек невысока, поэтому для хорошего восприятия цвета необходима достаточная освещённость или яркость. Наиболее богаты цветовыми рецепторами центральные части сетчатки.

Каждое цветовое ощущение у человека может быть представлено в виде суммы ощущений этих трёх цветов (т. н. «трёхкомпонентная теория цветового зрения»). Установлено, что пресмыкающиеся, птицы и некоторые рыбы имеют более широкую область ощущаемого оптического излучения. Они воспринимают ближнее ультрафиолетовое излучение (300—380 нм), синюю, зелёную и красную часть спектра. При достижении необходимой для восприятия цвета яркости наиболее высокочувствительные рецепторы сумеречного зрения — палочки — автоматически отключаются.

Субъективное восприятие цвета зависит также от яркости и скорости его изменения (увеличения или уменьшения), адаптации глаза к фоновому свету (см. цветовая температура), от цвета соседних объектов, наличия дальтонизма и других объективных факторов; а также от того, к какой культуре принадлежит данный человек (способности осознания имени цвета); и от других, ситуативных, психологических моментов.

Спектральные цвета

Непрерывный спектр

Непрерывный оптический спектр. Для мониторов с показателем Гамма-коррекции 1.5.

Непрерывный спектр цветов можно наблюдать на дифракционной решетке. Хорошей демонстрацией спектра является природное явление радуги.

Цвета спектра и основные цвета

Впервые непрерывный спектр на семь цветов разбил Исаак Ньютон. Это разбиение условно и во многом случайно. Скорее всего, Ньютон находился под действием европейской нумерологии и основывался на аналогии с семью нотами в октаве (сравните: 7 металлов, 7 планет…), что и послужило причиной выделения именно семи цветов. В XX веке Освальд Вирт предложил «октавную» систему (ввел 2 зелёных — холодный, морской и тёплый, травяной), но большого распространения она не нашла.

Практика художников наглядно показывала, что очень многие цвета и оттенки можно получить смешением небольшого количества красок. Стремление натурфилософов найти «первоосновы» всего на свете, анализируя явления природы, всё разложить «на элементы», привело к выделению «основных цветов», в качестве которых не сразу выбрали красный, зелёный и синий.

Аддитивное смешение цветов

В Англии основными цветами долго считали красный, жёлтый и синий, лишь в 1860 г. Максвелл ввел аддитивную систему RGB (красный, зелёный, синий). Эта система в настоящее время доминирует в системах цветовоспроизведения для электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) мониторов и телевизоров.

В 1931 CIE разработала цветовую систему XYZ, называемую также «нормальная цветовая система».

В 1951 г. Энди Мюллер предложил субтрактивную систему CMYK (сине-зелёный, пурпурный, жёлтый, чёрный), которая имела преимущества в полиграфии и цветной фотографии, и потому быстро «прижилась».

Цвет	Диапазон длин волн, нм	Диапазон частот, ТГц	Диапазон энергии фотонов, эВ
Красный	625—740	480—405	1,68—1,98
Оранжевый	590—625	510—480	1,98—2,10
Жёлтый	565—590	530—510	2,10—2,19
Зелёный	500—565	600—530	2,19—2,48
Голубой	485—500	620—600	2,48—2,56
Синий	440—485	680—620	2,56—2,82
Фиолетовый	380—440	790—680	2,82—3,26

Стоит отметить, что в таблице приведены не настоящие спектральные цвета, а лишь наиболее похожие на них аналоги. Это связано с тем, что на экранах ЭЛТ, ЖК-дисплеев, плазменных панелей и т. д. «настоящие» спектральные цвета воспроизвести принципиально невозможно. Дело в том, что все цвета, которые мы можем получить на этих экранах, будут являться суммой цветов всего трёх люминофоров (излучателей), используемых в этих панелях. В частности, если взять стандартное пространство цветов XYZ, и нанести на него цвета этих трёх люминофоров (излучателей), то все возможные к отображению цвета будут находиться только внутри образованного цветами люминофора треугольника. Вписать в этот треугольник пространство всех существующих цветов невозможно — оно всегда будет значительно больше, и определенная часть цветов окажется невоспроизводимой монитором. А поскольку чистые спектральные цвета служат границей для области всех возможных цветов, то в первую очередь за пределами треугольника оказываются именно они. В итоге экран в лучшем случае оказывается способным отобразить лишь три чистых спектральных цвета, а чаще всего — вообще ни одного. Поэтому чистые цвета (особенно фиолетовый) лучше разглядывать в радуге или в свете солнечных лучей, пропущенных через призму.

Основные и дополнительные цвета

Цветовой круг

Понятие «дополнительный цвет» было введено по аналогии с «основным цветом». Было установлено, что оптическое смешение некоторых пар цветов может давать ощущение белого цвета. Так, к триаде основных цветов Красный-Зелёный-Синий дополнительными являются Голубой-Пурпурный-Жёлтый — цвета. На цветовом круге эти цвета располагают оппозиционно, так что цвета обеих триад чередуются. В полиграфической практике в качестве основных цветов используют разные наборы «основных цветов».

Мнемоника для цветов спектра и радуги в русском языке

• Каждый охотник желает знать, где сидит фазан
• Фазан сидит, глаза закрыв, желая очень кушать (цвета в обратном порядке)
• Как однажды Жак-звонарь головою сшиб фонарь (варианты: головой сломал фонарь, городской сломал фонарь)
• Кот ослу, жирафу, зайке голубые сшил фуфайки

Чтобы вспомнить, где в радуге красный, следует читать цвета сверху, снаружи дуги радуги — и далее вниз и внутрь, то есть от красного к фиолетовому.

Ахроматические цвета

Оттенки серого (в диапазоне белый — черный) носят парадоксальное название ахроматических (от греч. α- отрицательная частица + χρώμα — цвет, то есть бесцветных) цветов. Наиболее ярким ахроматическим цветом является белый, наиболее тёмным — чёрный. Можно заметить, что при максимальном снижении насыщенности тон (отношение к определённому цвету спектра) оттенка становится неразличимым.

Характеристики цвета

Каждый цвет обладает количественно измеряемыми физическими характеристиками (спектральный состав, яркость):

Яркость

Одинаково насыщенные оттенки, относимые к одному и тому же цвету спектра, могут отличаться друг от друга степенью яркости. К примеру, при уменьшении яркости синий цвет постепенно приближается к чёрному.

Любой цвет при максимальном снижении яркости становится чёрным.

Следует отметить, что яркость, как и прочие цветовые характеристики реального окрашенного объекта, значительно зависят от субъективных причин, обусловленных психологией восприятия. Так, к примеру синий цвет при соседстве с жёлтым кажется более ярким.^{[источник не указан 1030 дней]}

Насыщенность

Два оттенка одного тона могут различаться степенью блёклости. Например, при уменьшении насыщенности синий цвет приближается к серому.

Светлота

Степень близости цвета к белому^{[источник не указан 1030 дней]} называют светлотой.

Любой оттенок при максимальном увеличении светлоты становится белым^{[источник не указан 1030 дней]}.

Цветовой тон

Цветовой тон — совокупность цветовых оттенков, сходных с одним и тем же цветом спектра. Любой хроматический цвет может быть отнесён к какому-либо определённому спектральному цвету. Оттенки, сходные с одним и тем же цветом спектра (но различающиеся, например, насыщенностью и яркостью), принадлежат к одному и тому же тону. При изменении тона, к примеру, синего цвета в зеленую сторону спектра он сменяется голубым, в обратную — фиолетовым.

Иногда изменение цветового тона соотносят с «теплотой» цвета. Так, красные, оранжевые и жёлтые оттенки, как соответствующие огню и вызывающие соответствующие психофизиологические реакции, называют тёплыми тонами, голубые, синие и фиолетовые, как цвет воды и льда — холодными. Следует учесть, что восприятие «теплоты» цвета зависит как от субъективных психических и физиологических факторов (индивидуальные предпочтения, состояние наблюдателя, адаптация и др.), так и от объективных (наличие цветового фона и др.). Следует отличать физическую характеристику некоторых источников света — цветовую температуру от субъективного ощущения «теплоты» соответственного цвета. Цвет теплового излучения при повышении температуры проходит по «тёплым оттенкам» от красного через жёлтый к белому, но максимальную цветовую температуру имеет голубой цвет.

Другие цвета, в том числе неспектральные

(См. более полный список цветов)

Цвет	Изображение цвета
Чёрный цвет
Серый цвет
Серебристый цвет
Белый цвет
Золотистый цвет
Каштановый цвет
Коричневый цвет
Бурый цвет
Шамуа
Оливковый цвет
Болотный цвет
Травяной цвет
Аква
Аквамарин
Бирюзовый цвет
Розовый цвет
Малиновый цвет
Пурпурный цвет
Пунцовый цвет
Алый
Бордо
Вишнёвый цвет
Шоколадный цвет
Цвет слоновой кости
Хаки
Бежевый (беж)

Физико-химия цвета

• Хромофор
• Свет
• Электромагнитный спектр
• Спектральная плотность излучения
• Цветовая яркость
• Цветовая температура
• Теория цвета
• Батохромный сдвиг

Колориметрия и воспроизведение цвета

Связь цвета и спектральных цветов

Существует несколько цветовых шкал, удобных для применения в различных отраслях. Для измерения цвета используют колориметры и спектрофотометры. На практике в промышленном производстве, полиграфии используются атласы цветов.

Диаграмма цветового пространства CIE 1931. На внешней линии, ограничивающей цветовое пространство, указаны длины волн спектральных (монохроматических) цветов, в нм.

Применение цветов

Цвет широко применяется, как средство для управления вниманием человека. Некоторые сочетания цветов считаются более благоприятными (например, синий + жёлтый), другие — менее приемлемыми (например, красный + зелёный). Психология восприятия цвета объясняет, почему те или иные сочетания способны сильно воздействовать на восприятие и эмоции человека.

• Искусство сочетания цветов называется колористика.

Смешение и смешивание цветов

• Смешение цветов
• Колеровка

Психология восприятия цвета

• Имя цвета
• Синестезия
• Цветовая рифма

Цветовые иллюзии (англ.):

Цвет в исторической науке

• Цвет (геральдика) — цвета в геральдике.

См. также

• Цвета RAL
• Цвета HTML
• Цветовой миксер
• Список цветов
  • Список устарелых названий цветов
• Колоризация
• К теории цвета

Литература

• Артюшин Л. Ф., Основы воспроизведения цвета в фотографии, кино и полиграфии, М., 1970;
• Вавилов Н. Свет и цвет в природе
• Гуревич М. М., Цвет и его измерение, М. — Л., 1950;
• Кустарёв А. К., Колориметрия цветного телевидения, М., 1967;
• Ивенс Р. М., Введение в теорию цвета, пер. с англ., М., 1964:
• Шерцль В.И., О названиях цветов // «Филологические записки», Воронеж, 1873.
• Wyszecki G., Stiles W. S., Color science, N. Y. — L. — Sydney, 1967.
• Deane B. Judd and Gunter Wyszecki — Color in business, science and industry 1975, ISBN 0-471-45212-2

Ссылки

• Статья «Цвет» из Большой советской энциклопедии
• Всё о цвете
• Статья «Цвет» в Физической энциклопедии
• Словарь названий цветов и цветовых оттенков в русском языке
• Спектральный калькулятор

На английском языке

• Munsell Color Science Laboratory — лаборатория изучения цвета
• Comparative Article examining Goethean and Newtonian Color — сравнение подхода Гёте и Ньютона к понятию цвета
• Kruithof curve citation
• Article by technical lighting manufacturer on rod/cone vision, with cites to literature
• Stanford Encyclopedia of Philosophy entry
• Почему предметы имеют цвет?
• Как построить цветовую схему
• Why Should Engineers and Scientists Be Worried About Color?
• Цвет, Контраст & Пространство в современном дизайне
• Наука о цвете (англ.)