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.

Говоря простым языком цвет — это ощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей. Одни и те же световые воздействия могут вызвать разные ощущения у разных людей. И для каждого из них цвет будет разным. Отсюда следует что споры "какой цвет на самом деле" бессмысленны, поскольку для каждого наблюдателя истинный цвет — тот, который видит он сам.

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 (пурпурные оттенки).

Неоднозначность понятия «цвет» и восприятие цветов

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 колбочек — рецепторов человеческого зрения.

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).

Ощущение цвета зависит от комплекса физиологических, психологических и культурно-социальных факторов. Существует т.н. цветоведение — анализ процесса восприятия и различения цвета на основе систематизированных сведений из физики, физиологии и психологии. Носители разных культур по-разному воспринимают цвет объектов. В зависимости от важности тех или иных цветов и оттенков в обыденной жизни народа, некоторые из них могут иметь большее или меньшее отражение в языке. Способность цветораспознавания имеет динамику в зависимости от возраста человека. Сочетания цветов воспринимаются гармоничными (гармонирующими) либо нет. Субъективный аспект восприятия цвета известен также как квалиа.

Существует цветотерапия — лечение цветом.

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.

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

Заметно, что цвета спектра, начинаясь с красного и проходя через оттенки противоположные, контрастные красному (зелёный, циан), затем переходят в фиолетовый цвет, снова приближающийся к красному. Такая видимая близость фиолетового и красного цветов связана с тем, что частоты, соответствующие фиолетовому спектру, приближаются к частотам, превышающим частоты красного ровно в два раза. Но сами эти последние указанные частоты находятся уже вне видимого спектра, поэтому мы не видим перехода от фиолетового снова к красному цвету, как это происходит в цветовом круге, в который включены неспектральные цвета, и где присутствует переход между красным и фиолетовым через пурпурные оттенки.

Стоит отметить, что цвета, которые мы видим в таблице — смесь частот излучаемых светодиодами мониторов. Все цвета, которые мы можем получить на этих экранах, будут являться суммой цветов всего трёх люминофоров (излучателей), используемых в этих панелях. Именно таким образом воспоизводятся все цвета на экранах ЭЛТ, ЖК-дисплеев, плазменных панелей и т. д., а частота, соответствующая в спектре конкретному видимому цвету, может при этом отсутствовать.

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».

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 художественной практике существует устоявщаяся система цветов, не совпадающая с аддитивной системой Максвела, использующейся в ЭЛТ. В этой системе в качестве основных цветов используются красный, жёлтый и синий. Использование жёлтого не удивительно, поскольку при смешении красок, в отличие от смешения лучей, светлота и насыщенность полученного цвета получается меньше чем у исходных красок, поэтому получить жёлтый, самый светлый цвет смешением других красок — невозможно. Если в системе RGB в определённых координатах спектр разделён основными цветами на три равные части, то в художественной практике частоты соответствующие основным и дополнительным цветам относятся определённым более сложным образом. Понятия чистых красного и жёлтого цветов здесь примерно совпадают с RGB, но чистый синий здесь более заметно отличается от системы Максвелла, относительно чистого синего которой это оттенок более близкий к голубому. Понятие чистого зелёного цвета также не совпадает с тем, который мы обычно видим при горении только зелёных диодов ЭЛТ. В художественной практике под зелёным понимается самый пассивный цвет, являющийся дополнительным, контрастным самому активному — красному.

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».

Основные и дополнительные цвета

Цветовой круг

Было установлено, что оптическое смешение некоторых пар цветов может давать ощущение белого цвета. Дополнительными цветами (взаимодополнительными) называют пары противоположных цветов, дающих при смешении ахроматичекие оттенки, т.е оттенки серого цвета. В RGB триаде основных цветов Красный—Зелёный—Синий дополнительными являются соответственно Циан—Пурпурный—Жёлтый. На цветовом круге, строимом по RGB, эти цвета располагают оппозиционно, так что цвета обеих триад чередуются. В полиграфической практике в качестве основных используют разные наборы цветов.

Мнемоника для цветов спектра и радуги в русском языке

• Каждый охотник желает знать, где сидит фазан (вариант: где сидит филин)
• 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 полосе радуги расположен красный, следует читать цвета сверху вниз. То есть снаружи дуги радуги  находится "начальный" красный цвет, а далее вниз и внутрь дуги – "конечный" фиолетовый цвет).

Цвета цветового круга

В системе RGB (красный—зелёный—синий) цвета разделяются на 12 основных тонов: 3 основных цвета, 3 дополнительных к основным, и ещё 6 промежуточных тонов.

№	Цвет	Порядок	Тон (оттенок), 0-239	Тон, 0-360 (HSV)	Шестнадцатиричный код
1	Красный	I	0	0/360	FF0000
2	Оранжевый	III	20	30	FF8000
3	Жёлтый	II	40	60	FFFF00
4	Зелёный	III	60	90	80FF00
5	Зелёный	I	80	120	00FF00
6	Зелёный	III	100	150	00FF80
7	Циан	II	120	180	00FFFF
8	Синий (лазурный, голубой)	III	140	210	0080FF
9	Синий	I	160	240	0000FF
10	Фиолетовый	III	180	270	8000FF
11	Пурпурный	II	200	300	FF00FF
12	Пунцовый (малиновый)	III	220	330	FF0080

В следующей таблице показаны 12 цветов цветового круга, в котором в качестве основных используются красный, жёлтый и синий цвета (RYB). Цвета здесь подразделяются на основные (или цвета первого порядка), составные (цвета второго порядка) и сложные (третий порядок).

№	Цвет	Порядок цвета
1	Красный	I
2	Красно-оранжевый	III
3	Оранжевый	II
4	Жёлто-оранжевый	III
5	Жёлтый	I
6	Жёлто-зелёный	III
7	Зелёный	II
8	Сине-зелёный	III
9	Синий	I
10	Сине-фиолетовый	III
11	Фиолетовый	II
12	Красно-фиолетовый (пурпурный)	III

Ахроматические цвета

Оттенки серого (в диапазоне белый — черный) носят парадоксальное название ахроматических (от греч. α- отрицательная частица + χρώμα — цвет, то есть бесцветных) цветов. Парадокс разрешается, когда становится ясно, что под "отсутствием цвета" здесь понимается естественно не отсутствие цвета как такового, а отсутствие цветового тона, конкретного оттенка спектра. Наиболее ярким ахроматическим цветом является белый, наиболее тёмным — чёрный.

Можно заметить, что при максимальном снижении насыщенности любого хроматического цвета тон оттенка становится неразличимым, и цвет переходит в ахроматический.

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.

Светлота

Степень близости цвета к белому называют светлотой.

Любой цвет при максимальном увеличении светлоты становится белым.

Другое понятие светлоты относится не к конкретному цвету, а к оттенку спектра, тону. Цвета, имеющие различные тона при прочих равных характеристиках, воспринимаются нами с разной светлотой. Жёлтый тон сам по себе — самый светлый, а синий или сине-фиолетовый — самый тёмный.

Насыщенность

Два оттенка одного тона могут различаться степенью блёклости. При уменьшении насыщенности каждый хроматический цвет приближается к серому.

Цветовой тон

Цветовой тон — характеристика цвета, отвечающая за его положение в спектре: любой хроматический цвет может быть отнесён к какому-либо определённому спектральному цвету. Оттенки, имеющие одно и то же положение в спектре (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 цвет циан.

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

• Тинктуры — 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
• Яковлев Б., Цвет в живописи // Художник. 1961, № 3. С.27-31.
• Гуревич М. М., Цвет и его измерение, М. — Л., 1950;
• Кустарёв А. К., Колориметрия цветного телевидения, М., 1967;
• Уилан Б., Гармония цвета: Новое руководство по созданию цветовых комбинаций / Б. Уилан; Пер. с англ. Г. Щёлоковой. — М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2005;
• 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. Теория, применение. Инструменты подбора цвета, анализатор контрастности
• 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.)