Цвет света: Свет и цвет. Базовые понятия

Содержание

Свет и цвет. Базовые понятия

СпектрРазвитие световых технологий привело к созданию наиболее современного источника света – светодиода. Светодиодные светильники — это наиболее экономичное и эффективное решение для любых проектов освещения: современное уличное, промышленное, торговое или офисное осветительное оборудование работает на светодиодах.  

Для понимания характеристик и параметров светового оборудования необходимы знания в области светотехники. Настоящей статьей мы открываем серию публикаций об основных светотехнических понятиях.

Зрение – основное из пяти чувств человека, с его помощью мы принимаем до 80% всей поступающей извне информации. Глаз, как орган зрения, работает, т.е. видит, только при наличии света. В темноте зрение бесполезно, включаются другие чувства. Таким образом, качественное освещение – важнейший фактор в современном мире, влияющий абсолютно на все.

Свет — это электромагнитное излучение от источника. Длина волны светового излучения – определяющий фактор видимости света глазом человека. Спектр, доступный нашему глазу, располагается в промежутке 380-780 нанометров (нм) или миллиардных долей метра.

В этом диапазоне излучение с различной длиной волны будет восприниматься глазом как свет разного цвета. Порядок цветов в точности повторяет строение радуги снизу вверх: 

Свет и цвет. Базовые понятия

Известно, что сумма всех цветов дает белый цвет, т.е. для получения белого света необходим излучение источника света во всех диапазонах длин волн. Однако на практике все не так просто. Все зависит от восприятия света человеческим глазом. При разном уровне освещенности (день, ночь) одинаковый цвет воспринимается человеческим глазом по-разному.

Основа строения человеческого глаза — рецепторы, которые реагируют на свет. Они бывают двух видов: палочки и колбочки. Палочки высокочувствительны к свету и действуют при слабой освещённости, отвечая тем самым за ночное зрение. При этом спектральная зависимость чувствительности этих рецепторов одинакова, поэтому палочки не могут различать цвета и изображение ночью мы видим чёрно-белым или монохроматическим.

Сравнительно низкая чувствительность к воздействию света, которой обладают колбочки, включает дневное зрение, действующее только при больших уровнях освещённости. Колбочки существуют трех видов, с разной чувствительностью к спектру. Поэтому они дают человеку информацию не только об уровне освещенности, но и дают глазу понимание цвета.

Кривая спектра чувствительности глаза

 

Человеческое чувство зрения наиболее чувствительно в желто-зеленой области спектра, при длине волны 555 нм. Это иллюстрируется кривой спектральной чувствительности глаза.  Если света мало (например, в сумерки), человеческий глаз становится чувствительнее к синим цветам. Обратите внимание, ночью оттенки голубого и синего цвета кажутся значительно светлее, а красного становятся черными.

Цветоощущение человеческого глаза при дневном освещении, в зависимости от длины волны светового излучения, стандартизировали в 1933 году Comite International des Poids et Mesures, CIPM (Международным комитетом мер и весов). Кривая чувствительности глаза при ночном освещении была стандартизирована в 1951 году.

Нормативные документы требуют учитывать при разработке проектов и установке освещения особенности ночного и дневного зрения человека. Это особенно важно при выборе светильников для уличного освещения.

Свет и цвет: основы основ / Хабр


Мы часто говорим о таком понятии как свет, источниках освещения, цвете изображений и объектов, но не совсем хорошо себе представляем, что такое свет и что такое цвет. Пора разобраться с этими вопросами и перейти от представления к понимаю.


Мы окружены

Осознаем мы этого или нет, но мы находимся в постоянном взаимодействии с окружающим миром и принимаем на себя воздействие различных факторов этого мира. Мы видим окружающее нас пространство, постоянно слышим звуки от различных источников, ощущаем тепло и холод, не замечаем, что пребываем под воздействием естественного радиационного фона, а также постоянно находимся в зоне излучения, которое исходит от огромного количества источников сигналов телеметрии, радио и электросвязи. Почти всё вокруг нас испускает электромагнитное излучение. Электромагнитное излучение — это электромагнитные волны, созданные различными излучающими объектами – заряженными частицами, атомами, молекулами. Волны характеризуются частотой следования, длинной, интенсивностью, а также рядом других характеристик. Вот вам просто ознакомительный пример. Тепло, исходящее от горящего костра – это электромагнитная волна, а точнее инфракрасное излучение, причем очень высокой интенсивности, мы его не видим, но можем почувствовать. Врачи сделали рентгеновский снимок – облучили электромагнитными волнами, обладающими высокой проникающей способностью, но мы этих волн не ощутили и не увидели. То, что электрический ток и все приборы, которые работают под его действием, являются источниками электромагнитного излучения, вы все, конечно же, знаете. Но в этой статье я не стану рассказать вам теорию электромагнитного излучения и его физическую природу, я постараюсь более мене простым языком объяснить, что же такое видимый свет и как образуется цвет объектов, которые мы с вами видим. Я начал говорить про электромагнитные волны, чтобы сказать вам самое главное: Свет – это электромагнитная волна, которая испускается нагретым или находящимся в возбужденном состоянии веществом. В роли такого вещества может выступить солнце, лампа накаливания, светодиодный фонарик, пламя костра, различного рода химические реакции. Примеров может быть достаточно много, вы и сами можете привести их в гораздо большем количестве, чем я написал. Необходимо уточнить, что под понятием свет мы будем подразумевать видимый свет. Всё выше сказанное можно представить в виде вот такой картинки (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Место видимого излучения среди других видов электромагнитного излучения.

На Рисунке 1 видимое излучение представлено в виде шкалы, которая состоит из «смеси» различных цветов. Как вы уже догадались – это спектр. Через весь спектр (слева направо) проходит волнообразная линия (синусоидальная кривая) – это электромагнитная волна, которая отображает сущность света как электромагнитного излучения. Грубо говоря, любое излучение – есть волна. Рентгеновское, ионизирующее, радиоизлучение (радиоприемники, телевизионная связь) – не важно, все они являются электромагнитными волнами, только каждый вид излучения имеет разную длину этих волн. Синусоидальная кривая является всего лишь графическим представлением излучаемой энергии, которая изменяется во времени. Это математическое описание излучаемой энергии. На рисунке 1 вы также можете заметить, что изображенная волна как бы немного сжата в левом углу и расширена в правом. Это говорит о том, что она имеет разную длину на различных участках. Длина волны – это расстояние между двумя её соседними вершинами. Видимое излучение (видимый свет) имеет длину волны, которая изменяется в пределах от 380 до 780nm (нанометров). Видимый свет — всего лишь звено одной очень длинной электромагнитной волны.

От света к цвету и обратно

Ещё со школы вы знаете, что если на пути луча солнечного света поставить стеклянную призму, то большая часть света пройдет через стекло, и вы сможете увидеть разноцветные полосы на другой стороне призмы. То есть изначально был солнечный свет — луч белого цвета, а после прохождения через призму разделился на 7 новых цветов. Это говорит о том, что белый свет состоит из этих семи цветов. Помните, я только что говорил, что видимый свет (видимое излучение) — это электромагнитная волна, так вот, те разноцветные полосы, которые получились после прохождения солнечного луча через призму – есть отдельные электромагнитные волны. То есть получаются 7 новых электромагнитных волн. Смотрим на рисунок 2.

Рисунок 2 – Прохождение луча солнечного света через призму.

Каждая из волн имеет свою длину. Видите, вершины соседних волн не совпадают друг с другом: потому что красный цвет (красная волна) имеет длину примерно 625-740nm, оранжевый цвет (оранжевая волна) – примерно 590-625nm, синий цвет (синяя волна) – 435-500nm., не буду приводить цифры для остальных 4-х волн, суть, я думаю, вы поняли. Каждая волна – это излучаемая световая энергия, то есть красная волна излучает красный свет, оранжевая – оранжевый, зеленая – зеленый и т.д. Когда все семь волн излучаются одновременно, мы видим спектр цветов. Если математически сложить графики этих волн вместе, то мы получим исходный график электромагнитной волны видимого света – получим белый свет. Таким образом, можно сказать, что

спектр электромагнитной волны видимого света – это сумма волн различной длины, которые при наложении друг на друга дают исходную электромагнитную волну. Спектр «показывает из чего состоит волна». Ну, если совсем просто сказать, то спектр видимого света – это смесь цветов, из которых состоит белый свет (цвет). Надо сказать, что и у других видов электромагнитного излучения (ионизирующего, рентгеновского, инфракрасного, ультрафиолетового и т.д.) тоже есть свои спектры.

Любое излучение можно представить в виде спектра, правда таких цветных линий в его составе не будет, потому, как человек не способен видеть другие типы излучений. Видимое излучение – это единственный вид излучений, который человек может видеть, потому-то это излучение и назвали – видимое. Однако сама по себе энергия определенной длины волны не имеет никакого цвета. Восприятие человеком электромагнитного излучения видимого диапазона спектра происходит благодаря тому, что в сетчатке глаза человека располагаются рецепторы, способные реагировать на это излучение.

Но только ли путем сложения семи основных цветов мы можем получить белый цвет? Отнюдь. В результате научных исследований и практических экспериментов было установлено, что все цвета, которые способен воспринимать человеческий глаз, можно получить смешиванием всего лишь трех основных цветов. Три основных цвета: красный, зеленый, синий. Если с помощью смешивания этих трех цветов можно получить практически любой цвет, значит можно получить и белый цвет! Посмотрите на спектр, который был приведен на рисунке 2, на спектре четко просматриваются три цвета: красный, зеленый и синий. Именно эти цвета лежат в основе цветовой модели RGB (Red Green Blue).

Проверим как это работает на практике. Возьмем 3 источника света (прожектора) — красный, зеленый и синий. Каждый из этих прожекторов излучает только одну электромагнитную волну определенной длины. Красный – соответствует излучению электромагнитной волны длиной примерно 625-740nm (спектр луча состоит только из красного цвета), синий излучает волну длиной 435-500nm (спектр луча состоит только из синего цвета), зеленый – 500-565nm (в спектре луча только зеленый цвет). Три разных волны и больше ничего, нет никакого разноцветного спектра и дополнительных цветов. Теперь направим прожектора так, чтобы их лучи частично перекрывали друг друга, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 — Результат наложения красного, зеленого и синего цветов.

Посмотрите, в местах пересечения световых лучей друг с другом образовались новые световые лучи – новые цвета. Зеленый и красный образовали желтый, зеленый и синий – голубой, синий и красный — пурпурный. Таким образом, изменяя яркость световых лучей и комбинируя цвета можно получить большое многообразие цветовых тонов и оттенков цвета. Обратите внимание на центр пересечения зеленого, красного и синего цветов: в центре вы увидите белый цвет. Тот самый, о котором мы недавно говорили. Белый цвет – это сумма всех цветов. Он является «самым сильным цветом» из всех видимых нами цветов. Противоположный белому – черный цвет. Черный цвет – это полное отсутствие света вообще. То есть там, где нет света — там мрак, там всё становится черным. Пример тому — иллюстрация 4.

Рисунок 4 – Отсутствие светового излучения

Я как-то незаметно перехожу от понятия свет к понятию цвет и вам ничего не говорю. Пора внести ясность. Мы с вами выяснили, что свет – это излучение, которое испускается нагретым телом или находящимся в возбужденном состоянии веществом. Основными параметрами источника света являются длина волны и сила света. Цвет – это качественная характеристика этого излучения, которая определяется на основании возникающего зрительного ощущения. Конечно же, восприятие цвета зависит от человека, его физического и психологического состояния. Но будем считать, что вы достаточно хорошо себя чувствуете, читаете эту статью и можете отличить 7 цветов радуги друг от друга. Отмечу, что на данный момент, речь идет именно о цвете светового излучения, а не о цвете предметов. На рисунке 5 показаны зависимые друг от друга параметры цвета и света.

Рисунки 5 и 6– Зависимость параметров цвета от источника излучения

Существуют основные характеристики цвета: цветовой тон (hue), яркость (Brightness), светлость (Lightness), насыщенность (Saturation).

Цветовой тон (hue)

– Это основная характеристика цвета, которая определяет его положение в спектре. Вспомните наши 7 цветов радуги – это, иначе говоря, 7 цветовых тонов. Красный цветовой тон, оранжевый цветовой тон, зелёный цветовой тон, синий и т.д. Цветовых тонов может быть довольно много, 7 цветов радуги я привел просто в качестве примера. Следует отметить, что такие цвета как серый, белый, черный, а также оттенки этих цветов не относятся к понятию цветовой тон, так как являются результатом смешивания различных цветовых тонов.

Яркость (Brightness)

– Характеристика, которая показывает, насколько сильно излучается световая энергия того или иного цветового тона (красного, желтого, фиолетового и т.п.). А если она вообще не излучается? Если не излучается – значит, её нет, а нет энергии — нет света, а там где нет света, там черный цвет. Любой цвет при максимальном снижении яркости становится черным цветом. Например, цепочка снижения яркости красного цвета: красный — алый — бордовый — бурый — черный. Максимальное увеличение яркости, к примеру, того же красного цвета даст «максимально красный цвет».

Светлость (Lightness)

– Степень близости цвета (цветового тона) к белому. Любой цвет при максимальном увеличении светлости становится белым. Например: красный — малиновый — розовый — бледно-розовый — белый.

Насыщенность (Saturation)

– Степень близости цвета к серому цвету. Серый цвет является промежуточным цветом между белым и черным. Серый цвет образуется путем смешивания в равных количествах красного, зеленого, синего цвета с понижением яркости источников излучения на 50%. Насыщенность изменяется непропорционально, то есть понижение насыщенности до минимума не означает, что яркость источника будет снижена до 50%. Если цвет уже темнее серого, при понижении насыщенности он станет ещё более темным, а при дальнейшем понижении и вовсе станет черным цветом.

Такие характеристики цвета как цветовой тон (hue), яркость (Brightness), и насыщенность (Saturation) лежат в основе цветовой модели HSB (иначе называемая HCV).

Для того чтобы разобраться в этих характеристиках цвета, рассмотрим на рисунке 7 палитру цветов графического редактора Adobe Photoshop.

Рисунок 7 – Палитра цветов Adobe Photoshop

Если вы внимательно посмотрите на рисунок, то обнаружите маленький кружочек, который расположен в самом верхнем правом углу палитры. Этот кружочек показывает, какой цвет выбран на цветовой палитре, в нашем случае это красный. Начнем разбираться. Сначала посмотрим на числа и буквы, которые расположены в правой половине рисунка. Это параметры цветовой модели HSB. Самая верхняя буква – H (hue, цветовой тон). Он определяет положение цвета в спектре. Значение 0 градусов означает, что это самая верхняя (или нижняя) точка цветового круга – то есть это красный цвет. Круг разделен на 360 градусов, т.е. получается, в нем 360 цветовых тонов. Следующая буква – S (saturation, насыщенность). У нас указано значение 100% — это значит, что цвет будет «прижат» к правому краю цветовой палитры и имеет максимально возможную насыщенность. Затем идет буква B (brightness, яркость) – она показывает, насколько высоко расположена точка на палитре цветов и характеризует интенсивность цвета. Значение 100% говорит о том, что интенсивность цвета максимальна и точка «прижата» к верхнему краю палитры. Буквы R(red), G(green), B(blue) — это три цветовых канала (красный, зеленый, синий) модели RGB. В каждом в каждом из них указывается число, которое обозначает количество цвета в канале. Вспомните пример с прожекторами на рисунке 3, тогда мы выяснили, что любой цвет может быть получен путем смешивания трех световых лучей. Записывая числовые данные в каждый из каналов, мы однозначно определяем цвет. В нашем случае 8-битный канал и числа лежат в диапазоне от 0 до 255. Числа в каналах R, G, B показывают интенсивность света (яркость цвета). У нас в канале R указано значение 255, а это значит, что это чистый красный цвет и у него максимальная яркость. В каналах G и B стоят нули, что означает полное отсутствие зеленого и синего цветов. В самой нижней графе вы можете увидеть кодовую комбинацию #ff0000 — это код цвета. У любого цвета в палитре есть свой шестнадцатиричный код, который определяет цвет. Есть замечательная статья Теория цвета в цифрах, в которой автор рассказывает как определять цвет по шестнадцатеричному коду.
На рисунке вы также можете заметить перечеркнутые поля числовых значений с буквами «lab» и «CMYK». Это 2 цветовых пространства, по которым тоже можно характеризовать цвета, о них вообще отдельный разговор и на данном этапе незачем вникать в них пока не разберетесь с RGB.
Можете открыть цветовую палитру Adobe Photoshop и поэксперовать со значением цветов в полях RGB и HSB. Вы заметите, что изменение числовых значений в каналах R, G, и B приводит к изменению числовых значений в каналах H, S, B.

Цвет объектов

Пора поговорить о том, как так получается, что окружающие нас предметы принимают свой цвет, и почему он меняется при различном освещении этих предметов.

Объект можно увидеть, только если он отражает или пропускает свет. Если же объект почти полностью поглощает падающий свет, то объект принимает черный цвет. А когда объект отражает почти весь падающий свет, он принимает белый цвет. Таким образом, можно сразу сделать вывод о том, что цвет объекта будет определяться количеством поглощенного и отраженного света, которым этот объект освещается. Способность отражать и поглощать свет определятся молекулярной структурой вещества, иначе говоря — физическими свойствами объекта. Цвет предмета «не заложен в нем от природы»! От природы в нем заложены физические свойства: отражать и поглощать.

Цвет объекта и цвет источника излучения неразрывно связаны между собой, и эта взаимосвязь описывается тремя условиями.

Первое условие: Цвет объект может принимать только при наличии источника освещения. Если нет света, не будет и цвета! Красная краска в банке будет выглядит черной. В темной комнате мы не видим и не различаем цветов, потому что их нет. Будет черный цвет всего окружающего пространства и находящихся в нем предметов.

Второе условие: Цвет объекта зависит от цвета источника освещения. Если источник освещения красный светодиод, то все освещаемые этим светом объекты будут иметь только красные, черные и серые цвета.

И наконец, Третье условие: Цвет объекта зависит от молекулярной структуры вещества, из которого состоит объект.

Зеленая трава выглядит для нас зеленой, потому что при освещении белым светом она поглощает красную и синюю волну спектра и отражает зеленую волну (Рисунок 8).

Рисунок 8 – Отражение зеленой волны спектра

Бананы на рисунке 9 выглядят желтыми, потому что они отражают волны, лежащие в желтой области спектра (желтую волну спектра) и поглощает все остальные волны спектра.

Рисунок 9 – Отражение желтой волны спектра

Собачка, та что изображена на рисунке 10 – белая. Белый цвет – результат отражения всех волн спектра.

Рисунок 10 – Отражение всех волн спектра

Цвет предмета – это цвет отраженной волны спектра. Вот так предметы приобретают видимый нами цвет.

В следующей статье речь пойдет о новой характеристике цвета — цветовой температуре.

Лекция 3. Физика и биология цвета. Цветовой круг

Фиалки – бесцветные, ваша помада оттенка bordo – бесцветная и даже любимое желтое платье не имеет цвета. Мир вообще бесцветен и был бы таким в наших глазах, если бы не свет.

Свет – это излучение, которое испускает нагретое тело или вещество в возбужденном состоянии, а цвет – характеристика этого света. Предметы сами по себе бесцветны, а мы видим цвет, когда их поверхность отражает электромагнитные волны видимого диапазона, то есть свет. То, как человек воспринимает цвет, зависит от степени освещенности предмета, источника света, а также физиологических особенностей и психологического состояния каждого из нас в конкретный момент.

Физика и биология цвета. Как мы различаем цвета. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

Физика цвета

Главный цветоприниматель человеческого организма – сетчатка глаза. Чтобы глаз увидел какой-либо предмет и его цвет, свет сначала должен упасть на этот предмет, отразиться от него, а затем попасть на сетчатку. Люди видят предметы, потому что они отражают свет, и различают цвета этих предметов в зависимости от характеристик их поверхности: какие лучи она поглощает, а какие отражает, отдавая сетчатке на анализ. Свет, поглощенный предметом, глаз увидеть не может.

Черная кожа, например, поглощает почти все излучение и кажется нам черной, потому что не отражает никакие волны. Снег, наоборот, равномерно отражает почти весь свет и поэтому выглядит для нас белым. Человек видит предмет в том цвете, лучи которого отражаются от поверхности и попадают на сетчатку. В случае с красной помадой на сетчатку попадут только лучи красного спектра, а остальные поглотятся, создав в сознании человека представление о красном цвете.

  • Физика и биология цвета. Как мы различаем цвета. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)
  • Физика и биология цвета. Как мы различаем цвета. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

Человеческий глаз воспринимает электромагнитное излучение в узком диапазоне длин волн, от 380 до 740 нанометров. Этот видимый свет излучает фотосфера – тонкая оболочка Солнца, меньше 300 километров в толщину. В бесцветном для нашего глаза солнечном свете заключен весь видимый спектр волн, который при разложении дает цвета радуги: от красного до фиолетового. На уроках физики разложение света на спектр демонстрируют с помощью призмы, в жизни это можно увидеть на примере радуги, где функцию преломителя играют капли воды в воздухе.


Как мы различаем цвета

Сетчатка образована светочувствительными клетками двух типов – палочками и колбочками, которые называются так из-за своей формы. Колбочки дают нам возможность видеть мир в красках, так как они чувствительны к световым волнам различной длины в видимом спектре. Колбочки бывают трех типов: первые различают волны красно-оранжевого участка спектра, вторые – зеленого, третьи – сине-фиолетовые. Палочки более чувствительны к свету, поэтому вступают «в бой» в сумерках и темноте. Палочки не способны определить цвет предмета, но благодаря им мы не спотыкаемся в темной комнате.

Запомнить назначение колбочек и палочек легко с помощью ассоциации: колбочки – как химические емкости, в которых происходят реакции и получаются яркие вещества, а палочки – буквально палки-трости, которые мы использовали бы, окажись мы в полной темноте. 

Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

Цветовой круг

Цветовой круг – это способ представить весь видимый спектр света в условной форме круга. Секторы круга представляют цвета, размещенные в том порядке, который условно передает расположение их волн в спектре видимого света. Для связывания круга в его палитру добавлен пурпурный цвет (маджента), который соединяет крайние спектральные цвета (красный и синий) и получается из их условного смешения. 

  • Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)
  • Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

Свойствами цветового круга пользуются художники, физики, дизайнеры, инженеры, стилисты. Мы с помощью цветового круга можем разграничивать холодные и теплые цвета, дополняющие цвета, оттенки и аналогичные цвета. Эти понятие станут инструментом для дальнейшей работы с образом. Вкус, который многие считают врожденным, можно развивать, и правила сочетаемости цветов – отличное для этого начало.

Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

→ Хроматический круг: теплые и холодные тона

Теплые и холодные тона расположены в разных частях цветового круга. К теплым относятся желтый, оранжевый и красный, к холодным – зеленые, синие и фиолетовые. Вопрос о каждом пограничном цвете (например, между желтым и зеленым) стоит рассматривать в каждом случае отдельно. Смешанный желто-зеленый цвет может относиться как к теплой, так и к холодной части круга. У стилистов также есть представление о том, что теплыми и холодными версиями обладают все цвета, кроме оранжевого (он всегда теплый). Даже голубой и зеленый могут быть теплыми, но это представление основано на психологическом восприятии цвета и ассоциациях, а не на объективных характеристиках цветового круга.

  • Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)
  • Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

→ Хроматический круг: дополняющие цвета

Дополняющие цвета – это пара тонов, расположенных в круге напротив друг друга. Получить пару цветов можно, проведя прямую линию через центр круга. Получаем желтый + фиолетовый, синий + оранжевый, зеленый + красный. 

Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

→ Хроматический круг: аналогичные цвета

Аналогичные цвета расположены по соседству в одном цветовом семействе: желтый-оранжевый-красный, синий-голубой, зеленый-салатовый и так далее. Часто мы называем такие цвета оттенками, но это не совсем верное определение.

Физика и биология цвета. Цветовой круг. Лекция IFM (l`Institut Français de la Mode)

→ Хроматический круг: оттенки

Оттенки (фр. camaieu) – это варианты одного цвета, которые получаются путем добавления в него белой или черной краски. Увидеть визуальное представление оттенков можно на усовершенствованном круге с градацией цветов к белом в центре и черному – по краям. Таким представлением цвета пользуются дизайнеры, работая в Photoshop и аналогичных программах. Оттенки одного цвета – это градиентная шкала от бело-желтого до черного с желтым подтоном, от бело-голубого до иссиня-черного, где началом и концом шкалы являются белый и черный цвета.

Этих четырех свойств хроматического круга достаточно, чтобы создавать двух, трех и четырехцветные образы, не ошибаясь в оттенках. Благодаря правилам круга даже непривычные для вашего взгляда сочетания будут выглядеть гармонично.

В следующей лекции IFM мы расскажем о том, как выстраивать образ с использованием цветового круга и рассмотрим классические сочетания и современные цветовые тренды. Добавив к знаниям о цвете представление о стилях, а также информацию о типах фигур, линиях кроя и гармонизации силуэта, вы сможете самостоятельно создавать идеальные образы. Лекции IFM плюс немного практики – и никто не сможет оспорить наличие у вас вкуса. Ежедневно исследуя возможности своего гардероба, со временем вы обретете собственный стиль, самое ценное и неподвластное моде понятие. Следите за новостями Rendez-Vous Daily по хештегу #IFM4rendezvous, чтобы не пропустить полезные лекции.

Введение в теорию цвета/света | Max Tsvetkov

Цвет/свет. Фотоны и цветоведение.

Сегодня я расскажу об основах цветоведения. Но, разумеется, я не собираюсь ограничиваться советом нарисовать цветовой круг акварелью и написать натюрморт тремя цветами. Это базовые упражнения, с которыми вы справитесь самостоятельно. Тема данной статьи больше относится к memory colors, neutral colors и прочим популярным терминам цветокоррекции фото, видео и арта.

Рассмотрим вкратце теорию восприятия цвета человеком, а заодно и принцип построения освещения. В первую очередь важно понять, что зрение происходит в мозге, а не в глазах. Все мы нажимали кнопочку render в какой либо программе, затем наблюдали какой то результат и называли это магией. Но вот что интересно, основа этой «магии» была заложена ещё Исааком Ньютоном. Он предложил корпускулярную теорию света и описал с помощью данной теории такие ключевые явления, как отражения, преломления, закон сохранения энергии, подповерхностное рассеивание. Интересно, не правда ли? Но как же «работает» свет?

Свет состоит из бесчисленного количества маленьких частиц, называемых фотонами. Эти частицы обладают различной длиной волны в зависимости от их цвета: фотоны голубого света имеют более короткую длину волны, чем фотоны красного света. Свет (то есть куча фотонов) при прохождении через плотные слои нашей атмосферы сталкиваются с различными газами, молекулами и много чем ещё, что изменяет направление фотонов и рассеивает их. Как я сказал чуть выше, синие фотоны значительно короче чем красные, и соответственно, они рассеиваются в плотных слоях атмосферы, в то время как красные могут уцелеть и долетают до земли. Поэтому наше небо голубое, т.к. все синие фотоны рассеиваются ещё в атмосфере и создают нужный оттенок. И оттенки одного цвета должны быть максимально разные, этот прием называется вариативность цвета.

Длина фотонов

Часть фотонов до нас долетает и начинает сталкиваться с поверхностью всех встречных объектов, включая пылинки. Цвет света, отражённого от поверхности, зависит от цвета отражающей поверхности. Белая поверхность отразит весь цветовой спектр, чёрный поглощает почти все попадающие на него фотоны. Поэтому вполне обоснованно считается, что в чёрной одежде теплее. Если белый свет попадёт на зелёный столик, то будет поглощён зелёный цвет, а красный и синий будут отражены (разумеется, я сейчас рассказываю очень утрированно). Конечно, весь спектр цветов не ограничивается зелёным, красным и синим, всего глаз воспринимает около 2 миллионов оттенков.

Белый свет солнца представляет собой набор фотонов полного спектра оттенков цвета, которые «разделены» на цвета радуги — красный, оранжевый, желтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. А сумма этих цветов дает белый цвет. Чёрный, соответственно, бесцветный, и чёрный цвет способен поглощать все цвета спектра. Для постоянства цвета наш мозг старается приводить все к дневному свету, для этого в нас встроено некое подобие баланса белого.

Это не голая теория, выбор цветов в светофоре обусловлен длиной волны. Длинные волны рассеиваются меньше, чем короткие волны, и видны гораздо дальше. Также, во время боевых действий используются синие лампочки для освещения, т.к. свет от них значительно менее заметен издалека и быстрее рассеивается, чем желтое освещение.

«Все это здорово и хорошо, но толку то?…» — спросите вы.  Теперь мы знаем, по каким правилам существует цвет. Разберемся, как мы его воспринимаем.

Здесь самую главную роль играет наш мозг. Цвет — волновое явление, основанное на фотонах. Фотоны «проскальзывают» в зрачок (чёрный зрачок поглощает все цвета, у слепых людей зрачок белый), информация преобразовывается в нейронные сигналы и поступает в мозг, а мозг формирует уже цветную картинку по критерию: хроматические цвета определяются светлотой и цветностью. Цветность «добавляется» благодаря насыщенности и цветовому тону. Цветовой тон это сам цвет: красный, синий, маджента и остальные 2 миллиона цветов. Насыщенность — насколько «чист» цвет, насколько он отличается от бесцветного/серого/ахроматического. Обрабатывая эту информацию, мозг формирует картинку, которую мы и «видим». Как хорошая иллюстрация, подойдет общее заблуждение о том, что более темный тон более насыщенный. Дело в том, что со снижением освещённости чувствительность глазных рецепторов уменьшается, при этом красно-зеленая область получаемой мозгом картинки смещается в ночное зрение (палочками). Для насыщенных цветов наибольший контраст наблюдается между синим и желтым, слабее между красным и цианом, и самый слабый между зеленым и пурпурным. Это часто применяется в строительстве: стандарт LEED как требования к зеленому строительству требователен к наличию естественного освещения, а оно всегда контрастно. Другие стандарты требуют определенные характеристики цветопередачи остекления, наличие дневного света, количество света, защита от бликов.

К слову, глаз может различить порядка 300 ахроматических оттенков. Правило: чем меньше времени мозгу требуется на обработку информации, тем больше ему нравится картинка, и тем она лучше.

Реагируем на цвет мы удивительно по-разному, наша эмоциональная реакция невероятно сильна и недооценена:

Красный — активный цвет. В интерьерах он сокращает пространство, это цвет сексуальности (поэтому многие люди, которым не везло в отношениях, не любят ярко-красный). В одежде хорошо смотрится, если красного больше 50%. Но также красный цвет в больших количествах вызывает агрессию, не даром многие военные так или иначе старались в свой боевой костюм добавить что-нибудь красненькое. Цвет первопроходцев и жестокости. Он возбуждающий, согревающий, активный, энергичный, проникающий, тепловой, активизирует все функции организма. Самый сильный. На короткое время увеличивает мускульное напряжение, повышает кровяное давление, ускоряет ритм дыхания.

Желтый — легкий, сияющий, возбуждающий; отраженные от него лучи согревают (цвет застывшего солнца). Но, к примеру в контрасте с чёрным или красным, этот цвет предупреждает о чём-то, но делает это по доброму: с чувством радости и веселья. Хорошо использовать для «агресивных» фирменных стилей. Вроде бы, отличный цвет. Но определение «жёлтая пресса» появилась не просто так: жёлтый это ещё и цвет сплетен и рассеянности. Жёлтый цвет тонизирующий, бодрящий, согревающий, увеличивающий мышечную активность. Хорошо смотрится в контрасте с чёрным. Говорит о вдохновении, творчестве, это цвет солнца. Но Иуда во многих академических картинах одет в жёлтую одежду, т.к. предал Иисуса. Так что жёлтый может говорить и о трусости. Расстаётесь с девушкой — подарите ей жёлтые цветы.

Зелёный — этот цвет успокаивает, пассивный цвет. Символизирует молодость, веселье, но в тоже время стабильность. Идеален для ванной или спальни, для укромного уголка. Уменьшает кровяное давление и успокаивает, убирает напряжение. Цвет бессмертия и природы.

Фиолетовый (Пурпурный) — цвет, соответствующий монохроматическому излучению с минимальной длиной волны. Очень двусмысленный цвет. Скорее всего, потому что данный цвет на границе красного и синего = буйного и спокойного. В сочетании с оранжевым даёт ассоциации с суицидом ^^. Этот цвет относится к чему то мистическому и тайному, роскошному и романтичному. Цвет философов, мистика, роскошь.

Синий — спокойный, с его помощью прекрасно можно показать глубину в картине, весьма добрый и ненавязчивый цвет. Оттенок синего, голубой рекомендовано использовать в дизайне комнат для переговоров, т.к. голубой способствует лучшему усвоения информации и налаживанию дружеских отношений. Избыток синего способен повысить усталость человека. Замедляет сердечную активность, действует успокаивающее, в некоторых случаях — депрессивно. Синие лучи применяют при лечении воспалительных заболеваний глаз, и уверен, что не случайно. Вообще вот у меня сейчас на модемчике мигает синяя лампочка, и совершенно не отвлекает, хотя внимание привлекает. Устойчивость, истина. Мана у вашего мага, в конце концов.

Коричневый — цвет уверенных и «домашних» людей.

Оранжевый — очень энергичный и молодёжный цвет. Менее сильный по восприятию, чем красный, символизирует удовольствие и творческую активность, а следственно и некую безответственность. Этот цвет согревает, но… использовать этот цвет часто не следует, неважно где – дизайне, живописи, писюльках на асфальте. В интерьере более желательны персиковые тона.

 

Также, хотелось бы выделить цветовые типы:

Летний тип — он спокойный, не кричащий, аристократичный. Цвета ореховые, в коже используются прохладные бледно- розовые оттенки, серые глаза c лишь лёгким оттенком. Это цвета королев, королева всегда одевается в летний тип. Отрицательный цвет будет чёрный, поэтому тут уместны будут серые оттенки. Очень правильно использовать какой либо угольный оттенок.

Осенний тип — рыженькие ребята. Веснушки, ярки рыжие волосы, уместны будут оттенки бронзы или меди, персиковая кожа, и яркие глаза. Яркий такой тип, солнечный, которому точно чёрный не подходит, сюда идут все оттенки земли, фиолетово-синие, глубокие яркие тёплые оттенки или сине-фиолетовая гамма. Розовый конечно исключён = ).

Весенний тип — ярко-золотистый блондин. Голубые глаза, волосы золотых оттенков, кожа персикового цвета. Такому цветовому типу типу идут цвета цветочков, или зелёного леса. Можно добавить, например, камушки голубого цвета вместо бровей, светло-голубые оттенки.

Зимний тип — это темно-карие цвета, ореховые, одежда пепельно-коричневая или близка к этому оттенку, кожа синеватая, может быть слегка оливковой, белая. Возможно, глаза могут быть фиалковые, синие. Волосы, как вариант, седые.

 

Но всё это просто примеры. В любом сезонной цветовой палитре могут быть ВСЕ цвета, только своего уникального оттенка (исключением может быть оранжевый, т.к. не имеет холодного оттенка). Не смотря на то, что чёрный цвет почти не встречается в вышеперечисленных типах, этот цвет очень распространён в наши дни. Это цвет отрицания и недоверия, поэтому персонажи, которые раскрашены в чёрный цвет, могут быть не только японские ниндзя, но и креативные ребята, т.к. отрицание стандартов – основа креатива. Но не забываем, что абсолютно чёрного в природе нет, у чёрного цвета должен быть ясный цветовой тон. В подтверждение этого тезиса хочется отметить, что при обучении детей рисованию из коробки красок специально убирают чёрную и коричневые краски, чтобы ребёнок начал воспринимать мир через цвет. 

Очень показателен будет дресс-код. В одежде может быть 3 цвета, исходя из цвета глаз человека, цвета кожи и цвета волос. 60% внешности занимает один цвет, основной, самый тёмный. Следующий цвет занимает 30% – средний оттенок, который не будет очень ярким, возможно постельным. Самый последний цвет – акцентные 10% . Это всегда мелочь: галстук, рога, плавники, череп на груди орка, но акцентный цвет не может быть постельным, он должен быть ярким, вызывающим, делающим акцент. Это соотношение 60/30/10 очень близко к теории золотого сечения.

Нанося цвета, мы меняем «цветовое равновесие». Те, кто получал художественное образование и/или писал маcлом или акрилом, наверняка замечали, что в тот момент, когда наносится краска на белый холст, на первых этапах работы всё смотрится вполне себе симпатично. Но как только была прокрыта цветом вся плоскость холста, картина теряла привлекательность, так как терялся контраст с белым. Этот контраст можно восполнить контрастом дополнительных цветов (красный/зелёный, фиолетовый/жёлтый), что придаст усиление колориту рисунка, его цветовой экспрессии и особой яркости цвета. Длительное рассматривание одного цвета снижает чувствительность к этому цвету, и повышает чувствительность к дополнительному цвету. Если некоторое время рассматривать яркий красный цвет, а потом перевести глаза на серый цвет, последняя покажется зелено-голубой.


Это мы только-только разобрали цветность. Теперь поговорим о насыщенности.

Считается, что базовые цвета – это те, которые не могут быть получены с помощью смешивания других оттенков. Красный, синий и жёлтый являются базовыми (это аддитивная цветовая модель). Так нас учат в школе, но многие пытались написать натюрморт этими тремя красками, и ничего хорошего у них не выходило. Я бы предпочёл называть базовыми цветами пурпурный, голубой и желтый (субтрактивная модель), или вы думали, просто так плоттеры печатают по CMYK’у, а не по RGB? «Честным» RGB-устройством считается только трехстимульный визуальный колориметр, в частности, монитор.

Гармония это правильно подобранные сочетания цветов. Бывает следующих видов:

Монохромная Гармония. Тут всё просто, у вас в распоряжении есть только один цвет. Узнаваемость форм достигается за счёт тонов одного цвета.

Также важно обозначить понятие «Аналоговая гармония». В данном случае содержится не один оттенок, а все оттенки, рядом расположенные, близки по цветовому кругу друг другу, эффект чем то похож на монохромную гармонию. В данном случае будет проще запомнить словосочетание «доминирование оттенков», очень верно описывающее аналоговую гармонию.

Комплементарная гармония (двухцветная). Берутся противоположные цвета на цветовом круге, самый простой способ. Не так чтобы примитивный, но и гордиться тут нечем.

Триадная гармония. Три оттенка расположены на равном удалении друг от друга.

Тетрадная гармония. Два набора дополнительных цветов, то есть квадратик, крутящийся в цветовом круге. Используется в пейзажах, два цвета на передний план и два цвета на задний.

Эти способы «ориентации» по цветовому кругу Иттена помогут подобрать красивые, гармоничные сочетания оттенков. Но это актуально только для смешивания красок. Так, у красного дополнительным будет бирюзово-голубой цвет, а не зеленый. Комплементарные цвета по цветовому кругу Иттена и Гете не являются дополнительными. А вот цветовой круг по Вильгельму Оствальду очень похож на RGB и достаточно хорошо для подбора комплиментарных цветов. Проверка: пара дополнительных по отношению друг к другу цветов при построении градиента создаст в центре серый оттенок.

И напоследок, полезная и важная заметка насчёт контраста/качества компьютерной картинки: в тёмной комнате мы видим больше деталей, чем в светлой. На всех светлых участках мы видим меньше деталей, чем в затемнённой области, так устроен глаз человека. Все люди различают теплые цвета лучше холодных. Все объекты холодного оттенка это всегда общая масса, как в природе: фрукты и люди яркие теплые, небо, листва, море холодного оттенка. Есть даже такое правило: если делать темнее базовый цвет, то его надо делать более ярким и холодным по оттенку. Программисты это используют для оптимизации изображений: с помощью логарифмической компрессии удаляют из светлых участков видео материала информацию, тем самым оптимизируя конечный файл без видимой потери качества. 

И переложим это на практику: общее требование по обеспечению доступности в себе это минимальное соотношение контрастности 4,5 для мелкого текста и 3,0 для большого. Но далеко не каждый арт-директор утвердит такие темные цвета, которые не всегда удастся отличить друг от друга. Их можно высветлять и терять в соотношении контрастности. Дело в том, что стандарты WCAG сконцентрированы на контрасте между фоном и текстом/объектом.

Правильные пары цветов

В вебе цвет формируется из трех «лампочек»: красный, зеленый и синий. Они смешиваются и формируют некий цвет. Но людям проще ориентироваться в терминах Hue, Chroma и Lightness, оно же HSL. Еще хорошая система CIELAB (оно же Lab). L в Lab отличается от L в HSL, оно более однородно, что позволит вам подбирать более яркие и читабельные оттенки цвета.

Видение.
Я уже писал, что причина гигантского количества спектральных цветов заключается в длине световой волны (на самом деле, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения тоже оказывают действие на глаз, но не вызывают зрительных ощущений). Через глаза мы получаем 78% информации об окружающем мире. 700 mn — красный, 400 mn — фиолетовый, в промежутке — все остальные видимые цвета. Также мы знаем, что только три параметра влияют на то, как выглядит цвет — светлота, цветовой тон, насыщенность, также мы знаем глаз человека реагирует на яркость излучения, а не на количество световой энергии.  

Для восприятия яркости излучения нужен глаз, мозг, свет и объект. Глаз же устроен по следующему принципу: обычный объектив фотоаппарата, за исключением очень важных нюансов о которых ниже. Да, в глазе человека тоже есть и свой аналог диафрагмы, и DoF. Из курса биологии в школе вы знаете, что глаза состоят из палочек и колбочек. Колбочки нужны для восприятия цвета, палочки же видят всё чёрно белым и отвечают в итоге за форму.  В центре глаза есть центральная ямка (лат. fovea centralis), в ней очень плотно скоплены именно колбочки, и чем дальше от центра, тем меньше колбочек. Оптический угол чёткого зрения составляет всего 1,5 градуса, все остальное мы видим расплывчато. Когда мы смотрим на предмет, то глаз сам поворачивается скоплением колбочек к предмету, и непрерывно движется. Незаметно для нас, но движется. Именно благодаря этим быстрым движениям на различные участки сетчатки глаза попадают различные излучения.

Внутренняя есть глаза это сетчатка, покрыта родопсином, там же светочувствительные клетки. От них информация передается в зрительный нерв, и дальше прямо в мозг. Средняя часть глаза желеобразная, называется стекловидное тело, оно прозрачное. Колбочки расположены на сетчатке. Именно она содержит в себе светочувсивтельные клетки для разных областей спектра света ( фиолетово-синие, зелено-желтые и желто-красные). Сетчатка работает как аналог матрицы в фотоаппарате. Фокусирует свет на сетчатке хрусталик, исполняя роль линзы, формирует изображение и картинка проектируется. Фокусное расстояние зависит от радиуса кривизны, поэтому наш хрусталик имеет не идеально плоский и даже умеет менять свою кривизну за счет мышц, это называется аккомодация. Предмет близко — уменьшаем фокусное расстояние. В старости у людей возникает старческая дальнозоркость, это как раз потеря эластичности хрусталика. Колбочки могут чувствовать свет благодаря пигменту йодопсин, который также делится на отдельные пигменты. Еще есть водянистая влага, расположена в передней камере. Когда мы быстро заходим из яркого солнечного места в тёмную комнату, то нам требуется время на адаптацию к изменившемуся освещению. Все потому, что некоторые пигменты чувситвтельны к жёлто-зелёному спектру. И они отличаются по скорости реакции от палочек. Палочки реагируют медленно, отсюда и необходимость привыкнуть к резко изменившемуся освещению. С годами наша способность видеть фиолетовые/синие цвета падает, так как хрусталик постепенно желтеет. Но это компенсируется визуальным опытом.


Получая информацию, наши глаза/мозг группируют полученные данные по принципу схожести и неразложимости структуры на более простые элементы. Сгруппированные элементы по схожим характеристикам дают нам возможность целостного восприятия изображения. Поэтому, при рисовании изображения, нужно стремиться создать объединяющие связи между элементами, чтобы организовать пространство удобным для восприятия в связке с предыдущим зрительным опытом зрителей. 

Если нужно дать объектам четкую границу, то нужно играться с яркостью объектов. Излучение это свет, и принадлежит он окружению. А цвет это сам предмет. Но видим мы излучение, которое и окрашивает предмет в локальный цвет, то есть цвет это тоже излучение, но не настолько яркое. Как говорил ещё Тициан, важно установить локальный цвет предмета изменённый рефлексом. Есть лист бумаги попадёт под сильный поток световой энергии, то он будет казаться светящимся, за счёт отражения световых волн.

Важно понимать, что у каждого цвета при максимальной насыщенности своя собственная яркость. Меняя яркость, мы получаем визуально более светлый или более тёмный, но цвет другого оттенка.

Взаимодействие освещённости предмета и силой отражения световой энергии этим предметом носит название «Альбедо». Как вы помните, идеально белая поверхность отражаем всю световую энергию, что попадает на неё, и, соответственно, Альбедо идеально белого цвета равна единице. Но бумага не является идеально белым предметом, и поглощает оттенки окружения. Ведь многие из нас видели очень классный беленький шарфик в магазине, который просто отвратительно смотрится дома – это вина окружающего освещения и дополнительных цветов.

Дополнительные цвета
Нельзя забывать про такой закон: цвет, который размещён на цветном фоне или рядом с ним, принимает оттенок цвета дополнительного, относительно цвета фона. Можно для примера взять красный фон и потыкать серых пятнышек, и эти серые пятна будут казаться зеленоватого оттенка. Если будут тёмно-серые точки, то зелёный оттенок будет ближе к жёлтому, если светло-серые, то зелёный оттенок будет тяготеть к голубому. Контраст дополнительного цвета и основного позволяет усилить оба эти цвета (пример: фиолетовый и жёлтый – холодный, и очень контрастный колорит).

Дополнительные цвета смешиваются оптически, что позволяет немного выйти за технические возможности той цветовой модели, в которой вы работаете. Узнать, какие цвета дополнительные, легко: эти два цвета при «смешивании» взаимно уничтожаются, выдавая белый цвет. Но находясь рядом, они усиливают друг друга. Именно исходя из теории «дополнительных цветов» можно объяснить, почему после длительного заострения взгляда на каком либо локальном цвете и быстрого перевода взгляда на белый фон, несколько мгновений вместо белого мы видим противоположный локальному цвету оттенок. Остаточное явление лишний раз нам говорит, насколько сильны дополнительные цвета. Мозг сам «додумывает» несуществующие оттенки, и это очень сильно влияет на восприятие человеком картинки. И также это объясняет проблему «замылился глаз», когда вы смотрите на откровенно хреновую картинку, и она вам кажется весьма красивой. Глаз имеет особенность адаптироваться, именно поэтому важно отвлекаться на что либо. И окружение при работе лучше использовать серое.

Хорошая иллюстрация работы комплиментарных цветов: спасательные жилеты почти всегда оранжевого цвета, т.к. этот цвет противоположен по цветовому кругу синему цвету воды.

Символика:
Если исходить из цветовой символики, то белый окажется сплошь положительным цветом (хотя я однажды читал, что обилие белого является склонностью к шизофрении), но одним белым цветом большинство задач не решить. Можно выделить ещё несколько «топовых» цветов, которые помогают привлечь внимание: красный цвет, более менее равнозначный по привлечению внимания яркий синий (который, увы, обычным CMYK’ом не получить), и на одной ступеньке ниже ютятся жёлтый и зелёный. Успокаивают голубой, зелёный, синий, возбуждают оранжевый, жёлтый, красный.

В качестве заключения: во время моей учёбы у меня был один очень хороший преподаватель. Он был хорошим специалистом, не замученным академической школой, и отличнейшим человеком. Он никого не критиковал, никогда не говорил, что у человека в работе косяки и недочёты. Всегда были только пожелания к работе. И вот одно из самых важных его пожеланий: в работе не должно быть лишнего оттенка. Я до сих пор с этим более чем согласен.

Что такое свет и цвет?

свет и цветСвет – это один из нескольких видов излучения (радиации). Его источником может быть Солнце, лампа или иное раскаленное тело. Свет проникает сквозь прозрачную воду, воздух или стекло. От большинства других, особенно блестящих как зеркало материалов он отражается. Благодаря свету мы можем видеть и общаться между собой.

Солнце и горящие лампы, экран телевизора или просто открытый огонь светятся своим собственным светом. А большинство окружающих нас предметов, света не излучают и видим мы их только благодаря тому, что они свет отражают и он попадает нам в глаза. Предметы белого цвета отражают света больше, а потому и выглядят ярче. Черный цвет почти полностью свет поглощает и не отражает его совсем. От зеркала свет без потерь и искажений отражается полностью, поэтому глядя в него наши глаза, видят в нем наше отражение.

Обычно распространение света идет по прямым линиям, но если на его пути есть преграда, через которую он не проходит, то за ней образуется тень. Когда свет попадает в прозрачную среду, как вода или стекло не под углом 90 градусов то меняет свое направление. Это явление называют рефракцией или преломлением. Это объясняется меньшей, чем в воздухе, скоростью распространения света в них. Именно поэтому соломинка в стакане с прозрачным напитком выглядит надломленной.

Цвета и волны

Белый свет представляет собой смесь всех цветов спектра. Спектром – это все составляющие света, которые можно увидеть, пропустив белый свет через призму (четырехгранный треугольный стеклянный брусок). Все составляющие цвета преломляются в призме под разным углом и набор этих цветов (спектр) становится виден.

Свет являет собой совокупность сверх коротких волн, расходящихся от источника подобно волнам воды расходящихся по ее поверхности от брошенного камня. Расстояние от вершины одной волны до другой называют длиной волны. У света эти расстояния ничтожно малы: более 2000 волн умещаются на булавочной головке. Свет разных цветов и длину волны имеет разную. Самые длинные волны красного света. А самые короткие – фиолетового.

Видимый нашими глазами свет, только один из многочисленного семейства электромагнитных волн. Еще в него входят инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и радиоволны, все они пронизывают пространство с одинаковой скоростью близкой к 300 тыс. км/с. Во всей Вселенной ничто не двигается быстрее. С такой скоростью за одну секунду можно обогнуть Землю более семи раз.

Освещение и лампы

Вещество начнет излучать свет, если его нагреть до температуры большей, чем 700 градусов С. Солнце, лампы и огонь являются источниками света, потому что они очень горячи. В лампочках накаливания ток, проходя через вольфрамовую нить, раскаляет ее добела.

Используя электричество, свет получают и другими методами. Лампы уличных фонарей заполнены парами натрия, которые и при пропускании через них электрического тока светятся желтым светом. Стеклянная трубка, заполненная неоном, будет давать красный свет. А в лампах дневного света светятся пары ртути, через них проходит ток, и они излучают невидимые глазом ультрафиолетовые лучи. Специальный состав, нанесенный внутри на стенки трубки, это излучение поглощает и светится сам.

Люминесцентные краски светятся, благодаря всегда присутствующему в солнечном свете ультрафиолетовому излучению.

Световые сигналы

С древности люди научились обмениваться информацией через большие расстояния на суше и на воде с помощью вспышек сигнальных фонарей. В наше время вспышки света лазера, проходя по оптоволоконным кабелям, передают на тысячи километров телефонные разговоры, видео изображение и компьютерную информацию. Оптоволоконные кабели состоят из стеклянных нитей (волокон) которые не толще волоса. Лазерный луч, входя в них, не может никуда выйти кроме как на другой конец этой нити. Лазер, управляемый специальной электронной системой, излучает импульсы миллионы раз за секунду. Вспышки лазера – цифровые коды, получается передача чисел. На другом конце волокна эти вспышки вновь преобразуются в видео изображение или звуки.

Из истории света

Люди пользовались различными светильниками с незапамятных времен. Первые свечи появились около 2-х тысяч лет назад в Египте. В начале 19-го века получили широкое распространение газовые уличные фонари, но свет их мерцал и был не ярок. Изобретение газокалильной сетки позволило решить эти проблемы. Это был колпак из материи, пропитанной химическим составом светящимся ярко-белым светом при нагревании. Первые лампы накаливания светящиеся от электричества появились благодаря стараниям Джозефа Свана и Томаса Эдисона в конце 70-х годов 19-го столетия. Эти лампы и стали предками нынешних ламп накаливания. Сейчас они не дороги, но излучают все же, больше тепла, нежели света. Более эффективны маленькие люминесцентные трубки, которые потребляют энергии в пять раз меньше при излучении такого же количества света. Использование таких источников света помогает не только сэкономить деньги на электричестве, но и сохранить природные ресурсы (уголь, газ, нефть) сжигаемые на тепловых электростанциях. И улучшить экологическую ситуацию своей страны. Ведь при меньшем потреблении энергии, будет сжигаться меньше топлива и вредных выбросов в атмосферу тоже станет меньше. Значит воздух в городах и селах будет чище, а люди живущие в них здоровее.

Чем отличается свет от цвета

Понятия «свет» и «цвет» взаимосвязаны. Но суть у каждого из них своя. Узнаем, что представляет собой то и другое явление, какая между ними существует связь, а также чем отличается свет от цвета.

  • Определение
  • Сравнение

Определение

Светом в узком смысле называют доступное для зрительного восприятия электромагнитное излучение. В общем значении свет – это не только видимое излучение, но также инфракрасное и ультрафиолетовое.

Свет

Цвет – это характеристика, связанная с особыми зрительными ощущениями, которые возникают в том числе и при воздействии на глаз световых волн.

Палитра цветов к содержанию ↑

Сравнение

Чтобы понять, в чем состоит отличие света от цвета, необходимо рассмотреть подробней природу каждого из них. Так, свет представляет собой энергию, источниками которой являются раскаленные или пребывающие в возбужденном состоянии вещества. Он способен распространяться даже в вакууме, что, к примеру, нехарактерно для звука. Свет излучается в виде волн. Благодаря его действию мы можем видеть окружающие нас вещи. И, соответственно, без света все погружается в темноту.

Свет имеет скорость движения, которая в разных средах может меняться. Вообще, свет считается самым быстрым видом энергии. Кроме того, его важными характеристиками являются сила, мощность излучения, уровень освещенности и прочие. В отношении цвета, в свою очередь, говорят о тоне, насыщенности, светлых и темных оттенках.

При каких условиях мы можем видеть цвета? Прежде всего, когда на глаз воздействуют световые волны, относящиеся к видимому диапазону. Дело в том, что свет, кажущийся нам прозрачным, заключает в себе целый красочный спектр. Доказательством этого является расщепление проходящего через призму луча на разноцветные составляющие.

Свидетельством того, что свет состоит из цветовых волн, будет также радуга. Она появляется, когда лучи пробиваются сквозь находящиеся в воздухе дождевые капли и при этом преломляются. Спектр можно увидеть, и посмотрев в солнечный день сквозь увлажненные ресницы.

Итак, достигая глаз, световые волны, прямые или отраженные от различных объектов, воспринимаются специальными рецепторами. В этот момент появляется ощущение цвета. А каким именно видится нам предмет, красным, синим или оранжевым, зависит от его способности отражать те или иные волны светового спектра.

Однако воздействие излучения не обязательно для возникновения цветового ощущения. Последнее появляется также, если надавить на глаз при закрытых веках, вследствие сильного удара, во сне или в результате электрического раздражения.

Из сказанного сформулируем общий вывод о том, в чем разница между светом и цветом. Свет – это излучение, существующее в окружающем мире. Цвет является его характеристикой. Цвет также выступает в качестве субъективного зрительного ощущения, возникающего как под воздействием излучения, так и в его отсутствие.

ЦВЕТ

Подпись:  1. ЦВЕТ

1.1. Понятие цвета

Цвет — это жизнь, и мир без красок представ­ляется нам мертвым.

Как пламя порождает свет, так свет порождает цвет.

Цвет — это дитя света, и свет — его мать.

Свет, как первый шаг в создании мира, откры­вает нам через цвет его живую душу.

Иоханнес Иттен

Мир, в котором мы живем, чрезвычайно разнообразен и богат, и представляется человеку в двух главных формах — как вещество и свет. Основное восприятие ве­щественных предметов происходит при воздействии света на орган зрения — глаз, который позволяет человеку с помощью света оценить два важнейших качества предметов: форму и цвет.

Так что же такое цвет? За те годы, что существует наука о цвете давались мно­гочисленные оценки феномена цвета и цветового видения, однако все из них можно свести к одному простому определению: цвет — это ощущение (психофизиологиче­ская реакция), возникающее в головном мозге в ответ на свет, попадающий в глаз человека. Свет, например, белый солнечный, падая на окрашенные предметы, из­меняется (модифицируется) и, воздействуя на глаз наблюдателя, вызывает ощуще­ние того или иного цвета. Таким образом, человек имеет возможность видеть окружающие его предметы и воспринимать их цветными за счет света — понятия физического мира, но сам цвет уже не является понятием физики, поскольку это есть субъективное ощущение, которое рождается в нашем сознании под действием света. Следовательно, цвет является результатом взаимодействия света, объекта и наблюдателя.

В данной главе рассказывается о причинах различий в восприятии цвета, о том, какие факторы влияют на наше цветоощущение, и что происходит в процессе изме­нения этих факторов. Разъясняется вклад каждого из них в происхождение такого комплексного и многогранного явления как «цвет».

Но прежде, чем мы сможем перейти к рассмотрению факторов влияния на цвет, мы должны установить операционное определение видимого света.

Излучение, свет и цвет

Видимый свет — это энергия, находящаяся в форме излучения. Это электро­магнитное излучение имеет волновую природу, т.е. распространяется в пространстве в виде периодических колебаний (волн), совершаемых им с определенной ампли­тудой и частотой. Если представить такую волну в виде кривой, то получится сину­соида. Расстояние между двумя последовательными пиками этой синусоиды называется длиной волны и измеряется в нанометрах (нм). Вместе с видимым све­том существуют также прочие формы энергонасыщенного излучения: космические лучи, рентгеновское и тепловое излучения, микроволны, радиоволны и т. д. Поме­стив длины волн в график рядом с соответствующими типами излучений, мы полу­чим изображение электромагнитного спектра (Рис. 1).

Электромагнитный спектр показывает все длины волн, характеризующие тип электромагнитного излучения, от коротких гамма-лучей до длинных, таких как ра­диоволны. Среди прочих, в электромагнитном диапазоне присутствует небольшая часть, соответствующая видимому излучению. Таким образом, видимый свет — это одна из форм электромагнитного излучения, занимающая небольшую часть спектра электромагнитных излучений.

Подпись:

На рисунке 2 длины волн обозначены в нанометрах. Один нанометр — это одна миллиардная часть метра. Диапазон от 400 до 700 нанометров охватывает всю гамму воспринимаемых человеческим глазом цветов. Совокупность этих цветов в результате формирует восприятие белого света. Излучения до 380 и выше 760 нм мы не видим, но они могут восприниматься нами посредством других механизмов осязания (как например, инфракрасное излучение) либо регистрироваться специ­альными приборами.

Подпись:

Спектр видимого излучения

Видимый спектр можно получить, разложив луч белого солнечного света в стек­лянной призме на цветные монохроматические составляющие (Рис. 3). Преломле­ние света в призме (изменение направления распространения) тем больше, чем меньше его длина волны. Наиболее сильно отклоняются синие и фиолетовые лучи. Этот эксперимент впервые правильно объяснил Ньютон, подчеркнув, что лучи света разной длины волны только интерпретируются нами как цветные. При невысокой яркости мы уверенно выделяем в видимом непрерывном спектре солнечного света, например в радуге дождя, семь цветов (при условии, что каждый из них является фоном для других): красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фио­летовый. Их легко запомнить по первым буквам слов в мнемонической фразе — Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. На самом деле различимых цве­тов видимого спектра значительно больше, и при достаточной яркости человек путем сравнения выделяет около ста тридцати спектральных цветов.

Подпись:

В диапазоне длин волн от 700 до 660 нм мы воспринимаем оттенки красного цвета, от 540 до 500 нм оттенки зеленого цвета, от 450 до 470 нм оттенки синего цвета и так далее. При этом количество оттенков каждого цвета различается. На­пример, в синем диапазоне наибольшее количество оттенков — около 23, в красном диапазоне наименьшее количество оттенков — около 6 (Рис. 4).Подпись:

Более точное соответствие длины волны и воспринимаемыми нами оттенками того или иного цвета представлено в данной таблице:

Подпись:

Весь спектр можно разделить на две части: на теплые цвета — красный, оран­жевый, желтый, желто-зеленый, которые ассоциируются у нас с цветом огня, и хо­лодные цвета — зеленый, голубой, синий, фиолетовый, которые мы связываем с цветом льда и воды.

1.2. Факторы, влияющие на цвет

Так как цвет является результатом взаимодействия трех факторов — источника света, объекта и наблюдателя — следует рассказать о них более подробно.

1.2.1. Источники света

Первый фактор, влияющий на цвет, — это источник освещения. Один и тот же предмет, рассматриваемый при разном освещении, выглядит по-разному. Например, желтый предмет в свете лампы накаливания будет выглядеть

Подпись:
Причина различий в том, что два источника света имеют разный спектр излуче­ния: в спектре дневного света пик излучения приходится на синюю область; в спек­тре лампы накаливания максимальное значение — в красном и желтом диапазонах спектра, а минимальное — в синем и фиолетовом.

Электромагнитное излучение, производимое источником освещения, также можно представить в виде кривой излучения. В такой диаграмме ось Y будет обо­значать излучаемую энергию в значениях от 0 до 100%. При рассмотрении источни­ков освещения процент излучения (эмиссии) по данной длине волны берется от общей интенсивности излучаемого света.

При сравнении различных источников освещения очень важно обращать вни­мание на распределение энергии по всему излучаемому спектру, иными словами, на форму спектральной кривой излучения (Рис. 6). Общее количество излучаемой различными источниками освещения энергии может сильно различаться. Рассмот­рим несколько примеров, изучив спектры распространенных источников освещения.

Подпись:

Непосредственным источником дневного света является Солнце, излучение ко­торого за пределами атмосферы очень близко к излучению абсолютного черного тела с температурой 6560 К. Проходя через атмосферу, солнечный свет претерпе­вает значительные изменения в спектральном составе из-за избирательного погло­щения и рассеивания. Свет, освещающий земную поверхность, складывается из прямого солнечного света и света, рассеянного небосводом.

На рисунке 7 — кривая излучения солнечного света. Мы видим, что кривая имеет выраженный пик в синей части спектра. Это указывает на то, что солнечный свет несколько синеват.

Подпись:

Лампы накаливания

В лампах накаливания светящимся телом является раскаленная нить из вольф­рама. По цветовой температуре излучение вольфрама близко к излучению абсолют­ного черного тела. Цветовая температура излучения этих ламп равна 2850 К. К лампам накаливания относятся обыкновенные осветительные лампы, лампы-вспышки, предназначенные для фотографирования, кинопроекционные и т.д. Корот­кий срок эксплуатации этих ламп объясняется тем, что раскаленный вольфрам испаряется, происходит разрыв нити, и лампа перегорает.

Сравним солнечный свет с излучением лампы накаливания (Рис. 8). Очевидно, что спектр излучения лампы накаливания имеет пик в красной зоне спектра. Это ло­гично, так как лампа накаливания излучает свет, производимый раскаленной спира­лью. Наибольшая же часть энергии излучается в инфракрасном диапазоне, что воспринимается нами как тепло.

Подпись:

Флуоресцентные лампы (свет)

Зайдя в какое-либо производственное помещение, мы замечаем, что наша кожа и одежда приобретают зеленоватый оттенок. Это результат флуоресцентного освещения. Флуоресцентная лампа поглощает излучение определенной длины волны электромагнитного спектра и переводит его на другую длину волны уже в ви­димой части спектра, где и происходит излучение. Большинство флуоресцентных ламп наполнены газом, который ионизируется благодаря подаче напряжения элек­тропотенциала на ее электроды. Большая часть энергии излучается в ультрафио­летовой части спектра, но, как показано на рисунке 9, присутствуют также пики на некоторых длинах волн видимого спектра.

Подпись:

 

Ультрафиолетовые волны, излучаемые газом, улавливаются флуоресцентным покрытием на колбе лампы и вновь излучаются уже в границах видимого спектра. Это хорошо видно на диаграмме излучения, когда каждому пику предшествует провал.

Тип использованного флуоресцентного покрытия определяет форму кривой из­лучения. Холодные белые лампы излучают больше энергии в голубой части видимого спектра. Лампы теплых цветов имеют пик в его красной области. При сравнении ламп одного типа, но разных производителей, заметна разница в толщине и химическом составе флуоресцентного слоя, что приводит к появлению хорошо заметной разницы кривых излучения. Поэтому для работы с цветом необходимо указывать не только тип, но и производителя флуоресцентных ламп.

Натриевые лампы

Широко распространены также натриевые газоразрядные лампы. Они часто используются для освещения улиц, паркингов, заводов и прочих больших террито­рий благодаря их экономичности. Объекты, освещенные такими лампами, приобре­тают оранжевый оттенок.

Подпись:

 

На рисунке 10 видно, что спектр натриевой лампы имеет два резких пика в желто-оранжевой части диапазона видимого света. Объекты выглядят оранжевыми потому, что такой источник освещения излучает энергию в красно-желтом диапа­зоне.

Поскольку разные источники света излучают уникальные сочетания длин волн (спектр), то цвет предметов зависит и от типа осветителя. В связи с этим цветовые измерения следует производить при определенных условиях. Для этого в 1931 году были установлены три стандартных источника белого света: А, В и С. Спектральный состав их излучения точно известен и характеризуется через спектр излучения Аб­солютно Черного Тела (АЧТ).

АЧТ — это тело, поглощающее любое излучение, упавшее на него. В качестве АЧТ может служить теплоизолированная полость (шаровая, цилиндрическая или ко­ническая) из материала хорошо поглощающего излучение. Эта полость имеет не­большое отверстие для выхода излучения.

Излучательная способность АЧТ по длинам волн (его спектр излучения), как эталонного источника точно определяется только его абсолютной температурой в градусах по шкале Кельвина (К) (Рис. 11).

Подпись:

Стандартный источник света типа А воспроизводит условия освещения солнеч­ным вечерним светом с помощью вольфрамовой лампы накаливания. Источник А имеет спектр излучения АЧТ, нагретого до 2856 К. Эта температура называется цве­товой температурой источника света А.

Таким образом, цветовая температура источника света — это температура АЧТ, при которой АЧТ излучает свет того же цвета, что и источник света. Источник света типа B с цветовой температурой около 4874 К воспроизводит прямой солнечный свет. Источник света типа C с цветовой температурой около 6774 К воспроизводит рассеянный солнечный свет.

В дальнейшем были добавлены еще два типа стандартных источников света D и Е. Два таких источника D50 и D65 воспроизводят определенные фазы света после восхода солнца и соответствуют цветовой температуре 5000 К и 6500 К соот­ветственно. Источник типа Е — это гипотетический источник с равномерным распре­делением энергии по спектру.

Основное применение источников света — создание правильной освещенности рабочего места для адекватной оценки цветов и оттенков красок, вне зависимости от времени суток, погоды, наличия окон и т.д.

«Лампы колориста» обеспечивают более производительную и быструю работу при подборе цвета. Источники D50 или D65 применяются в качестве базовых ламп для работы по анализу образцов.

 

Ультрафиолетовая лампа необходима для приближения спектрального состава ламп к естественному дневному свету, поэтому рекомендуется использовать ее од­новременно с базовым светом. Кроме того, эта лампа необходима для сравнитель­ного анализа светлых образцов на содержание белых пигментов. Практический эффект основан на возникновении люминесценции (свечения) белых красителей под воздействием ультрафиолетового излучения.

Для использования в лампах выбраны пять источников для максимально точ­ного воспроизведения дневного спектра:

Тип А-30: один час до (или после) восхода (захода) солнца (прим. 6 или 20­21 ч.). Источник: вольфрамовая галогенная лампа 2950 К или люминесцентная лампа Extra High Color2800 К.

Тип CW40: утренний или вечерний свет (прим. 8-9 или 18-19 ч.). Источник: вольфрамовая галогенная лампа со специальным фильтровым стеклом 4200 К или люминесцентная лампа Extra High Color 4000 К Cool White Fluorescent.

Тип Daylight D50: прямой солнечный полуденный свет — стандарт «Noon Sky Daylight» (12-14ч.). Источник: вольфрамовая галогенная лампа со специальным фильтровым стеклом 5300 К или люминесцентная лампа Extra High Color 5400 К.

Тип Daylight D65: полуденный дневной свет в тени — стандарт «Average North Sky» (ASTM). Источники: люминесцентные лампы Extra High Color 6500 К, соответ­ствующие типуD65 или типу С, или галогенная лампа со специальным стеклом.

Ультрафиолетовая лампа ближнего диапазона UV-A — тип BLB.

Подпись:

1.2.2. Объект

Объект является вторым фактором, влияющим на цветовосприятие. Свет, по­падая на поверхность предмета, отражается, пропускается и поглощается. Отражен­ный свет «отскакивает» от объекта; пропускаемый свет изменяется, преломляется во время своего прохождения через толщину поверхности, а поглощенный свет более не выходит за границы поверхности объекта (Рис. 13).

Подпись:

Способность тела отражать и поглощать свет характеризуется коэффициентом отражения. Цвет поверхности зависит от того, лучи какой длины от нее отражаются. Отношение светового потока, отраженного поверхностью, к световому потоку, па­дающему на него, носит название спектрального коэффициента отражения (выра­жается в процентах) и является количественным выражением цвета.

Если по оси абсцисс отложить длины волн, а по оси ординат — коэффициенты отражения, то получим кривые, которые называются кривыми спектрального отра­жения и характеризуют способность тела отражать и поглощать свет разных длин волн, т.е. его цвет.

Подпись:

На рисунке 14 приведены кривые спектрального отражения поверхностей, окра­шенных в белый (1), черный (2), желтый (3), зеленый (4), красный (5) и синий (6) цвета. Видно, что зеленая поверхность хорошо отражает зеленые лучи (длина волны которых лежит в пределах 510-550 нм), хуже — голубые (480-510 нм) и желтые (575­585 нм), и почти не отражает остальные. Синяя поверхность хорошо отражает синие и фиолетовые лучи, несколько хуже — голубые и красные и совсем не отражает остальные. Для красных поверхностей максимум отражения приходится на красную и фиолетовую области, а для желтых — на желтую и оранжевую. Иначе говоря, цвет­ные поверхности обладают избирательной отражающей способностью.

Отражение света белой поверхностью, как видно из рисунка, представляет собой прямую. Белые поверхности в равной степени отражают волны всех длин, т.е. обладают неизбирательной отражающей способностью. Все поверхности, не изме­няющие спектральный состав падающего на них света и имеющие коэффициент от­ражения более 60%, называются белыми.

Черная поверхность поглощает все падающие на нее лучи. Так же как белая, черная поверхность обладает неизбирательной поглощающей способностью и на графике спектрального отражения может быть представлена в виде прямой, парал­лельной оси абсцисс. Поверхность тем черней, чем ближе эта прямая будет распо­ложена к оси абсцисс. К черным относятся все поверхности, имеющие коэффициент отражения менее 10%.

1.2.3. Обозреватель

 

Цвет поверхности предмета определяется спектральным составом отраженного от него светового потока, регистрируемого каким-либо прибором. Прибор, приме­няемый для измерения коэффициента спектрального отражения, называется спек­трофотометр. Наиболее чувствительным из всех известных в настоящее время оптических «приборов», способных различать множество цветов, является челове­ческий глаз. В данном разделе речь пойдет об обозревателе — человеке.

Подпись:

Человеческий глаз

Инструментом зрительного восприятия человека является глаз (Рис. 15). Нерв­ные окончания человеческого глаза, расположенные в сетчатке, улавливают отра­женный объектом свет. Сетчатка имеет два типа сенсоров: палочки и колбочки.

Палочки и колбочки различаются между собой содержанием в них светочув­ствительных веществ. Вещество палочек — родопсин (зрительный пурпур). Макси­мальноесветопоглощение родопсина соответствует длине волны примерно 500 нм (зеленый свет). Значит, палочки имеют максимальную чувствительность к излучению с длиной волны 500 нм (Рис. 16).

Предполагают, что светочувствительное вещество колбочек (йодопсин) состоит из смеси трех веществ, каждое из которых имеет свое максимальное поглощение, а, следовательно, и максимальную светочувствительность в коротко-, средне- и длинноволновой зонах спектра. Самая длинная часть спектра стимулирует красно-чувствительные колбочки (все оттенки от пурпурного до оранжевого), средняя — зе-леночувствительные (от изумрудного до желтого), короткая — синечувствительные (от голубого до ультрамаринового). Когда все три вида клеток получают раздражение одинаковой силы, человек видит белый цвет. При хорошем освещении глаза могут четко различить до 10 млн. оттенков, которые получаются при смешении трех ос­новных цветов.

Подпись:

Под действием света молекулы светочув­ствительных веществ диссоциируют1 на положи­тельно и отрицательно заряженные ионы. Это создает в нервном волокне импульс, который распространяется по направлению к мозгу со скоростью до 100 м/с. Он передается в кору го­ловного мозга и вызывает восприятие цвета. Ре­акции светового распада родопсина и йодопсина обратимы, т.е. через некоторое время после того, как под действием света они были разло­жены на ионы, происходит их восстановление в своей первоначальной чувствительной к свету форме. Таким образом, в глазу устанавливается непрерывный цикл разрушения и последующего восстановления светочувствительных веществ. Это обеспечивает нормальную работу глаза в течение продолжительного времени.

Зависимость цвета от интенсивности света

Одним из самых примечательных свойств зрения является способность глаза адаптироваться к темноте. Когда из ярко освещенной комнаты мы входим в темную, то некоторое время ничего не видим, но затем начинаем различать предметы, кото­рые в первые мгновения не видели. Это в работу включаются палочки. При очень слабом освещении предметы кажутся лишенными окраски, например, сильно окрашенная бумага кажется бесцветной, красный лист — черным, а голубой и фиолето­вый — серыми. В слабо освещенном помещении человек становится цветослепым. Из-за того, что зрение в условиях темновой адаптации осуществляется с помощью палочек, а в условиях яркого света — с помощью колбочек, возникают интересные следствия: обесцвечивание предметов в слабом свете, а также отличие в относи­тельности яркости двух предметов, окрашенных в разные цвета.

Объяснить эти следствия можно с помощью кривых спектральной чувствительности палочек и колбочек. Максимальная чувствительность палочек (пунктирная кри­вая) лежит в области зеленого спектра, а колбочек (сплошная кривая) — в области желтого (Рис. 17).

Подпись:

Палочки реагируют на синий участок спектра лучше, чем колбочки. Но в то же время колбочки лучше воспринимают красный диапазон спектра. Поэтому красный предмет, хорошо видимый при ярком свете, не виден в темноте. Из кривых спектральной чувствительности палочек и колбочек следует, что при хорошем освещении красный предмет гораздо ярче синего, а в полутьме синий кажется ярче красного. Это явление называется эффектом Пуркинье. Например, днем алые цветы на клумбе кажутся ярче темно-зеленых листьев. В сумерки и поздно вечером этот конт­раст совершенно противоположен: цветы кажутся теперь немного темнее листьев.

Если красный и голубой цвета днем представляются одинаково яркими, то в сумерках можно обнаружить, что голубой цвет становится ярче до такой степени, что кажется, будто краска светится.

 

Главы

 

цветов света — Центр изучения науки

Свет состоит из длин волн света, и каждая длина волны имеет свой цвет. Цвет, который мы видим, является результатом того, что длины волн отражаются обратно в наши глаза.

Видимый свет

Видимый свет — это малая часть электромагнитного спектра, к которой человеческие глаза чувствительны и могут ее обнаружить.

Видимые световые волны состоят из волн различной длины. Цвет видимого света зависит от его длины волны.Эти длины волн колеблются от 700 нм на красном конце спектра до 400 нм на фиолетовом конце.

Белый свет фактически состоит из всех цветов радуги, потому что он содержит все длины волн, и он описывается как полихроматический свет. Свет от факела или Солнца является хорошим примером этого.

Свет от лазера является монохроматическим, что означает, что он производит только один цвет. (Лазеры чрезвычайно опасны и могут привести к необратимому повреждению глаз. Необходимо соблюдать крайнюю осторожность, чтобы свет от лазера никогда не попадал в глаза.)

Цвет объектов

Объекты выглядят разными цветами, потому что они поглощают некоторые цвета (длины волн) и отражают или передают другие цвета. Цвета, которые мы видим, — это длины волн, которые отражаются или передаются.

Например, красная рубашка выглядит красной, потому что молекулы красителя в ткани поглотили длины волн света от фиолетового / синего конца спектра. Красный свет — единственный свет, который отражается от рубашки. Если на красную рубашку попадает только синий свет, рубашка будет выглядеть черной, потому что синий будет поглощаться, и красный свет не будет отражаться.

Белые объекты кажутся белыми, потому что они отражают все цвета. Черные объекты поглощают все цвета, поэтому свет не отражается.

Определение цвета

Сетчатка наших глаз содержит два типа фоторецепторов — палочки и колбочки. Шишки определяют цвет. Стержни позволяют нам видеть вещи только в черном, белом и сером цветах. Наши колбочки работают только тогда, когда свет достаточно яркий, но не тогда, когда свет очень тусклый. Вот почему вещи выглядят серыми, и мы не можем видеть цвета ночью, когда свет тусклый.

В человеческом глазу есть три типа колбочек, которые чувствительны к коротким (S), средним (M) и длинным (L) длинам волн света в видимом спектре. (Эти колбочки традиционно известны как синие, зелёные и красные, но так как каждый конус действительно реагирует на диапазон длин волн, метки S, M и L в настоящее время более приемлемы.)

Эти три Типы цветовых рецепторов позволяют мозгу воспринимать сигналы от сетчатки как разные цвета.По некоторым оценкам, люди способны различать около 10 миллионов цветов.

Смешивание цветов

Основные цвета света — красный, зеленый и синий. Смешивание этих цветов в разных пропорциях может сделать все цвета света, который мы видим. Так работают экраны телевизоров и компьютеров. Если вы посмотрите на экран с увеличительным стеклом, вы увидите, что используются только эти три цвета. Например, красный и зеленый свет используются, чтобы заставить наш мозг воспринимать изображение как желтое.

Когда цветные огни смешиваются вместе, это называется аддитивным смешением. Красный, зеленый и синий являются основными цветами для смешивания добавок. Если все эти цвета света отображаются на экране одновременно, вы увидите белый цвет.

Это другое, когда вы смешиваете краски. Каждый цвет краски поглощает одни цвета и отражает другие. Каждый раз, когда смешивается другой цвет краски, поглощается больше цветов и отражается меньше. Основными цветами для добавления красок или красителей, например, для компьютерного принтера, являются желтый, пурпурный и

.

видимый свет | Управление научной миссии

Что такое спектр видимого света?

Спектр видимого света — это сегмент электромагнитного спектра, который может видеть человеческий глаз. Проще говоря, этот диапазон длин волн называется видимым светом. Как правило, человеческий глаз может обнаруживать длины волн от 380 до 700 нанометров.

волны яркого света

Все электромагнитное излучение является светом, но мы можем видеть только небольшую часть этого излучения — ту часть, которую мы называем видимым светом.Конусообразные клетки в наших глазах действуют как приемники, настроенные на длины волн в этой узкой полосе спектра. В других частях спектра длины волн слишком велики или слишком малы и энергетичны для биологических ограничений нашего восприятия.

Поскольку весь спектр видимого света проходит через призму, длины волн разделяются на цвета радуги, потому что каждый цвет — это отдельная длина волны. Фиолетовая имеет самую короткую длину волны, около 380 нм, а красная имеет самую длинную длину волны, около 700 нм.

(Слева) Эксперимент Исаака Ньютона в 1665 году показал, что призма изгибает видимый свет и что каждый цвет преломляется под немного различным углом в зависимости от длины волны цвета. Кредит: Трой Бенеш. (справа) Каждый цвет радуги соответствует разной длине волны электромагнитного спектра.

КОРОНА СОЛНЦА

Солнце является основным источником волн видимого света, которые получают наши глаза. Самый внешний слой атмосферы Солнца, корона, можно увидеть в видимом свете.Но оно настолько слабое, что его нельзя увидеть, кроме как во время полного солнечного затмения, потому что яркая фотосфера его переполняет. Фотография ниже была сделана во время полного затмения Солнца, где фотосфера и хромосфера почти полностью заблокированы Луной. Конические узоры — корональные стримеры — вокруг Солнца образованы потоком плазмы наружу, который сформирован линиями магнитного поля, простирающимися на миллионы миль в космос.

Предоставлено: © 2008 Милослав Дрюкмюллер, Мартин Дитцель, Петер Аниол, Войтех Рушин

ЦВЕТ И ТЕМПЕРАТУРА

По мере того, как объекты становятся более горячими, они излучают энергию, в которой преобладают более короткие волны, изменяя цвет перед нашими глазами.Пламя на выдувной горелке меняется с красноватого на голубоватый по цвету, так как оно настроено на горячее горение. Точно так же цвет звезд говорит ученым об их температуре.

Наше Солнце излучает больше желтого света, чем любой другой цвет, потому что температура его поверхности составляет 5500 ° C. Если бы поверхность Солнца была более холодной, скажем, 3000 ° C, она бы выглядела красноватой, как звезда Бетельгейзе. Если бы Солнце было горячее — скажем, 12000 ° C — оно бы выглядело синим, как звезда Ригель.

Эксперимент Исаака Ньютона в 1665 году показал, что призма изгибает видимый свет и что каждый цвет преломляется под немного другим углом в зависимости от длины волны цвета.

Предоставлено: Дженни Моттар; Изображение предоставлено SOHO / консорциумом

Камера научного эксперимента с высоким разрешением (HiRISE) на борту MarsReconnaissance Orbiter (MRO) запечатлела это захватывающее изображение в видимом свете кратера Виктории. Кредит: NASA / JPL / Университет Аризоны

СПЕКТРА И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПОДПИСИ

При внимательном рассмотрении спектра видимого света от нашего Солнца и других звезд обнаруживается картина темных линий, называемых линиями поглощения.Эти шаблоны могут предоставить важные научные улики, которые раскрывают скрытые свойства объектов во всей вселенной. Определенные элементы в атмосфере Солнца поглощают определенные цвета света. Эти образцы линий в спектрах действуют как отпечатки пальцев для атомов и молекул. Например, если взглянуть на спектр Солнца, отпечатки пальцев на элементах будут ясны тем, кто разбирается в этих моделях.

Шаблоны также видны на графике отражательной способности объекта. Элементы, молекулы и даже клеточные структуры имеют уникальные характеристики отражательной способности.График отражательной способности объекта в спектре называется спектральной сигнатурой. Спектральные признаки различных особенностей Земли в спектре видимого света показаны ниже.

Кредит: Джинни Аллен

АКТИВНОЕ ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ — АЛЬТИМЕТРИЯ

Лазерная альтиметрия является примером активного дистанционного зондирования с использованием видимого света. Прибор НАСА Geoscience Laser Altimeter System (GLAS) на борту спутника «Лед, облако и высота над уровнем моря» (ICESat) позволил ученым рассчитать высоту полярных ледяных щитов Земли с помощью лазеров и вспомогательных данных.Изменения высоты с течением времени помогают оценить изменения количества воды, хранящейся в виде льда на нашей планете. На рисунке ниже показаны данные о высоте над ледяными потоками Западной Антарктики.

Лазерные высотомеры

также могут выполнять уникальные измерения высоты и характеристик облаков, а также верхней части и структуры растительного покрова лесов. Они также могут ощущать распределение аэрозолей из таких источников, как пыльные бури и лесные пожары.

Предоставлено: НАСА / Центр космических полетов Годдарда

.

Начало страницы | Следующая: Ультрафиолетовые волны


Цитирование
APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Дирекция научных миссий.(2010). Видимый свет. Получено [указать дату — например, 10 августа 2016 года] , с веб-сайта НАСА по науке: http://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight

MLA

Управление научной миссии. «Видимый свет» НАСА Наука . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [указать дату — например, 10 августа 2016 года] http://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight

,

Colorlight Software

  • iSet — это одно из профессиональных и интуитивно понятных программных продуктов Colorlight, разработанных специально для…

    БОЛЬШЕ >>
  • LEDVISION — это специальное программное обеспечение, используемое для управления и воспроизведения светодиодных экранов, которое требует…

    БОЛЬШЕ >>
  • Доступно как для iOS, так и для Android-устройств, легко управляет светодиодным дисплеем и…

    БОЛЬШЕ >>
  • Доступно как для iOS, так и для Android-устройств, легко управляет светодиодным дисплеем и…

    БОЛЬШЕ >>
  • Программное обеспечение

    Calibration специально разработано для систематической калибровки светодиодного дисплея в сочетании с…

    БОЛЬШЕ >>
  • Сетевые плееры серии C на основе Colorlightcloud идеально подходят для коммерческих…

    БОЛЬШЕ >>
,

Свет, Цветовой код RGB: # EEDD82

HTMLCSSJS
  • редактор
  • Метки
  • Шпаргалка
  • персонажа
  • Генераторы
  • Шаблоны
  • Блог
  • ссылки
  • редактор
  • Шпаргалка
  • Генераторы
  • Блог
  • ссылки
  • редактор
  • Шпаргалка
  • JQuery
  • Блог
  • ссылки
HTML CSS JS

  • Градиент
  • Box Shadow
  • Тень текста
  • Цвет
  • Шрифт
  • Таблица
  • Колонка
  • Граница
  • Радиус границы
  • Преобразование
  • Фон
Поиск по названию:
Сортировать
  • Абсолютный ноль
  • Кислотно-зеленый
  • Аэро
  • Аэро-синий
  • Африканский фиолетовый
  • ВВС синий
  • ВВС синий (ВВС США)
  • превосходство в воздухе синий
  • алибамский
  • 000000
  • 000000 Аликан Alizarin Crimson
  • Сплав Оранжевый
  • Миндаль
  • Амарант
  • Амарант Темно-фиолетовый
  • Амарант Розовый
  • Амарант Фиолетовый
  • Амарант Красный
  • Амазонка
  • 000-я янтарная лилия
  • Android Green
  • Anti-Flash White
  • Antique Brass
  • Antique Bronze
  • Antique Fuchsia
  • Antique Ruby
  • Antique White
  • Ao (английский)
  • Aparine
  • Apar
  • Apar
  • Arctic Lime
  • Army Green
  • Мышьяк
  • Артишок
  • Arylide Желтый
  • Ash Gray
  • Спаржа
  • Atomic Tangerine
  • Auburn
  • Aureolin
  • AuroMetalSaurus
  • Авокадо
  • Удивительный
  • Aztec Gold
  • Лазурное
  • Лазурное (Паутина)
  • Лазурный Туман
  • Лазурный Белый
  • Голубой
  • Голубые глаза
  • Детское розовое
  • Детское присыпка
  • Бейкер-Миллер Пинк
  • шариковый синий
  • Банан
  • Банан
  • Банан
  • банан
  • Банановый Желтый
  • Бангладеш Грин
  • Барби Пинк
  • Сарай Красный
,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о