Учебное пособие разработал



жүктеу 2.78 Mb.
бет11/17
Дата21.04.2019
өлшемі2.78 Mb.
түріУчебное пособие
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17

8. ВОСПРИЯТИЕ ЦВЕТА

8.1 Природа цветного зрения


Цветовым зрением называют процесс восприятия глазом цвета.

Впервые гипотезу о природе цветового зрения выдвинул М.В. Ломоносов в 1756 г. В 1802 г. английский ученый Т. Юнг высказал такую же точку зрения. Природой цветного зрения интересовался великий немецкий поэт В. Гёте. Он прозорливо отметил ряд неясностей в господствующей в его время корпускулярной теории цвета И.Ньютона. Первым обратил внимание на то, что она не может объяснить многие оптические эффекты, в частности, явление дифракции, и поколебал веру в её непогрешимость.

Воззрения В. Гёте не были лишены недостатков и заблуждений. Он считал, что цвет не является одной из характеристик света, а является психофизиологическим явлением, возникающем в глазу. Крупные физиологи XIX века чех Я. Пуркинье и немец И.Миллер объявили себя учениками и последователями В. Гёте. С воззрениями В. Гёте соглашались крупные ученые Г. Гельмгольц, В. Оствальд, В. Гейзенберг, М. Борн, А. Столетов, К. Тимирязев.

И. Миллер пытался примирить взгляды И. Ньютона и В. Гёте, считал, что правы оба. Первый исследовал явление цвета как физический процесс, вызывающий оптические ощущения. Второй исследовал явление цвета как психофизиологическое явление. Но прав всё же был И. Ньютон. Несмотря на свои ошибки В. Гёте по праву считается основателем нового учения — психофизиологии цвета.

Более детально гипотеза цветного зрения была разработана в 1852 г. Г. Гельмгольцем. Согласно этим воззрениям в сетчатой оболочке глаза, кроме палочек, высокочувствительных к свету и совершенно нечувствительных к цвету, имеется три типа колбочек, обладающих различной чувствительностью к разным спектральным составляющим светового потока. Воздействие света на колбочки одного типа дает ощущение красного цвета, второго типа — зеленого, третьего типа — синего.

Кёниг и Дитеричи в 1892 г. экспериментально определили кривые спектральной чувствительности разновидностей колбочек. Более подробные исследования были проведены в 1935 г. Н.Т. Федоровой и В.И. Федоровым (рис. 8.1). Полученные графики были прономированы таким образом, чтобы площади под ними стали одинаковыми. Тогда сумма всех трех кривых даст ощущение белого света.

Цветовые свойства зрения людей различны. У некоторых людей нижняя граница световых раздражений составляет 0,3 мкм, у других верхняя граница достигает 1,05 мкм, т.е. простирается в область инфракрасных лучей. Возможно, именно поэтому некоторые люди воспринимали тепловое излучение головы как светящийся ореол («венчик») вокруг головы человека.

Чтобы исключить разнобой в оценке цветовых свойств зрения, Международная комиссия по освещению (МКО) в 1924 г. установила стандартную кривую относительной видности (иначе говоря, спектральной чувствительности глаза) стандартного наблюдателя МКО (рис. 8.2).



Рис. 8.1 Рис. 8.2


Максимум этой кривой приходится на длину волны λ = 0,555 мкм, а границы составляют 0,38 и 0,78 мкм. При длинах волн более 0,7 мкм график этой кривой почти сливается с горизонталью. Округленно эти границы принимают за 0,4 и 0,8 мкм, чему соответствуют частоты электромагнитных колебаний 7,5·1014 Гц и 3,75·1014 Гц. Электромагнитные колебания с длинами волн 0,01...0,4 мкм называют ультрафиолетовыми лучами. Они обладают фотохимическим и биологическим действием — вызывают потемнение кожи (загар), а при большой интенсивности — покраснение и ожог кожи. Излучения с длинами волн 0,8...3,4 мкм — инфракрасные лучи, создают ощущение тепла.

Границы световой чувствительности глаза человека вырабатывались в течение многих тысячелетий и явились результатом приспособления к лучшему восприятию окружающего мира. Нижняя граница видимого спектра близка к самым коротковолновым солнечным лучам, проникающим на Землю сквозь атмосферу (λ = 0,29 мкм). Поэтому чувствительность глаза к длинам волн менее 0,4 мкм не имела бы биологического смысла. Ограничение чувствительности со стороны длинноволновой части спектра вызвано наличием тепловых излучений всех предметов. Иначе глаз воспринимал бы как свет все тепловые излучения, даже собственные оболочки тела, и внешний мир был бы для него невидим из-за мешающего действия собственных излучений.

При слабой освещенности ночное время) кривая видности смещается в область более коротких длин волн с максимумом при λ = 0,512 мкм (штриховая линия на рис. 8.2). В результате красный свет становится темнее, а синий и голубой — светлеют. Это явление было открыто в 1825 г. чешским ученым Пуркинье.

Световой поток, создаваемый излучением с одной длиной волны или занимающий очень узкий участок спектра, называют монохроматическим. В зависимости от длины волны монохроматический световой поток создает ощущения различного цвета. По аналогии с тонами натуральной музыкальной гаммы И. Ньютон разделил спектр видимых лучей на семь главных цветов. Примерные границы этих цветов указаны в нижеследующей табл. 8.1.

Таблица 8.1


Цвет

Длина волны, мкм

Диапазон, мкм

Частоты, Гц×104

Фраза

Красный

0,80–0,60

0,20

3,75–5,00

Каждый

Оранжевый

0,60–0,59

0,01

5,00–5,1

Охотник

Желтый

0,59–0,56

0,03

5,1–5,44

Желает

Зеленый

0,56–0,50

0,06

5,44–6,00

Знать

Голубой

0,50–0,47

0,03

6,00–6,60

Где

Синий

0,47–0,43

0,04

6,60–6,96

Сидит

Фиолетовый

0,43–0,40

0,03

6,96–7,50

Фазан

Кроме перечисленных цветов различают еще пурпурный. Он не является монохроматическим, а образован сочетанием красного и синего световых потоков. В зависимости от соотношения долей красного и синего колористы выделяют в этой области оттенки: вишневый, собственно пурпурный и сиреневый. Каждому из перечисленных в таблице цветов соответствует цвет, называемый дополнительным. При смешивании в некоторой пропорции световых потоков данного цвета и дополнительного образуется белый цвет. Для желтого цвета дополнительным является синий, для оранжевого — голубой и т.д.

Всю гамму главных цветов вместе с пурпурным И. Ньютон предложил в 1669 г. представлять графически — круговой диаграммой, изображенной на рис. 8.3.

Рис. 8.3
Поверхность, ограниченная окружностью, называется цветовым кругом. Цвета, лежащие на прямой, соединяющей точку на окружности с центром круга, имеют одинаковый цветовой тон, но их насыщенность по мере приближения к центру круга уменьшается. Насыщенность определяется степенью разбавленности данного цвета белым. Прямая, проходящая через центр круга до точки на противоположной стороне окружности (например, АВ на рис. 8.3), указывает на дополнительный цвет.

Если цветовой круг разделить на две части радиусами СО и OD, соединяющими точки, соответствующие красному и зеленому цветам, то в одной части круга помещаются т.н. теплые цвета (красный, оранжевый, желтый, желто-зеленый), а в другой — холодные цвета (пурпурный, синий, голубой, голубовато-зеленый).

8.2 Субъективные и объективные параметры цвета


Цвет принято характеризовать субъективными и объективными параметрами. К субъективным относятся: светлота, цветовой тон, насыщенность; к объективным параметрам — яркость, доминирующая (преобладающая) длина волны, чистота цвета. Светлота и соответствующая ей яркость — количественные параметры, остальные параметры — качественные.

Количественным психологическим параметром цвета служит светлота. Качественно одинаковые цвета, обладающие разной светлотой, вызывают разные световые ощущения. Например, белый, светло-серый и темно-серый цвета — один и тот же — белый цвет, но разной светлоты. Светлотой характеризуют интенсивность света. Различные цвета, в том числе и серый, могут иметь одинаковую светлоту.

Психологическая оценка интенсивности — светлость — связана примерно логарифмической зависимостью с объективной, физической величиной — яркостью В.

Качественный параметр цвета — цветность. Он определяется цветовым тоном и насыщенностью.

Приблизительные обозначения цветового тона заключены в названиях цветов: красный, желтый, оранжевый и т.д. Цветовой тон любого излучения характеризуется преобладающей (доминантной) длиной волны однородного (монохромного, спектрального) цвета.



Насыщенность характеризует степень различия ощущений цветности данного излучения и цветности белого, т.е. степень "разбавленности" данного цвета белым. Долю спектрального цвета в смеси с белым называют чистотой цвета p:

,

где Bλ — яркость чистого (спектрального) цвета, Bб — яркость белого, В — яркость смеси.

Для спектрального цвета р = 1, для белого р = 0. Качественные (физиологические) и количественные (физические) параметры цвета сопоставлены в табл. 8.2.

Таблица 8.2



Параметры

Качественные (физиологические)

Количественные (физические)

Светлота

Яркость В

Цветовой фон

Доминантная длина волны λd

Насыщенность

Чистота цвета p

Для проведения цветовых расчетов введены понятия цветовых уравнений и цветовых треугольников. Они основаны на трехкомпонентной теории цветового зрения. Любой световой поток F может быть представлен суммой трех цветовых составляющих:



,

где А, В, С — названия смешиваемых цветов, которые именуются основными цветами, а', b', с' — коэффициенты, показывающие, какое количество цветов А, В, С содержится в световом потоке F.

Приведенное уравнение, именуемое цветовым, показывает, что сумма трех излучений а'А, b'В, с'С создает такое же зрительное ощущение, как и f единиц светового потока F, и что, следовательно, яркость суммарного цвета равна сумме яркостей смешиваемых цветов. Равенство выполняется, если цвета А, В, С линейно независимы, т.е. два из них при аддитивном смешении ни в каких количествах не дадут третьего. Следовательно, любой цвет может быть определен количествами трех линейно независимых цветов. Он может быть представлен вектором в трехмерном пространстве.

Для определения только качественной характеристики светового потока F, т.е. его цветности, достаточно знать не абсолютные, а относительные количества основных цветов. Они характеризуются относительными составляющими а, b, с:



; ; ,

где a'+b'+c' = т — цветовой модуль.

Три слагаемых a, b и с в сумме дают единицу: а + b + с = 1. Векторное изображение цвета показано на рис. 8.4. В нем векторами OL, ОМ и ON представлены составляющие а 'А, b'В, с'С, а вектором ОР — цвет смеси. Его длина определяет яркость цвета смеси, а углы, составляемые этим вектором с координатными плоскостями — цветность. Если уменьшить пропорционально количества основных цветов в смеси, разделив их модули на одну и ту же величину, положение результирующего вектора в пространстве не изменится, уменьшится лишь его длина.

Рис. 8.4
Пересечем эту систему координат произвольной плоскостью. Тогда на секущей плоскости образуется треугольник, вершинами которого А, В, С будут точки пересечения плоскости с векторами основных цветов. Этот треугольник называют цветовым треугольником. Результирующий вектор Р пересечет цветовой треугольник в точке D. Всякий другой вектор, соответствующий смеси другого качества, пересечет треугольник в другой точке. Поэтому цветовой треугольник характерен тем, что каждая точка на его поверхности соответствует определенному цвету. Складывая последовательно цвета, можно найти цвет смеси, состоящей из любого числа составляющих. Поэтому плоскость цветового треугольника используют для графического представления цветов и графического решения многих колориметрических задач.

Трехмерность цвета позволяет выражать любой цвет сочетаниями множества основных цветов, произвольный выбор основных цветов порождает множество колориметрических систем. Для устранения неопределенности были приняты Международные рекомендации по их выбору. Так родились две основные колориметрические системы — RGB (во французской аббревиатуре RVB) и XYZ.

Не вдаваясь в подробности системы RGB, отметим, что ее параметры легко определить экспериментально, так как ее основные цвета R, G и В — реально существующие с длинами волн 0,700 мкм; 0,546 мкм и 0,436 мкм соответственно. Более того, в качестве основных G и В взяты легко воспроизводимые цвета, соответствующие ярко видимым спектральным линиям паров ртути: G = 0,546 мкм, В = 0,436 мкм.

Но для вычисления количественной характеристики цвета — яркости — необходимо знать параметры всех трех составляющих цвета. Кроме того, при определении некоторых спектральных цветов в цветовое уравнение часть коэффициентов входит с отрицательным знаком. Это свидетельствует о невозможности реализовать эти цвета с полной насыщенностью.

Остановимся более подробно на цветовой системе XYZ, принятой Международной комиссией по освещению (МКО) в 1931 г.

Колориметрическая система единиц XYZ имеет чисто расчетный характер. При ее построении добились отсутствия отрицательных коэффициентов, уменьшили число составляющих, определяющих количественный параметр — яркость. В качестве основных цветов были выбраны условные, реально не существующие цвета, обозначаемые XYZ. Благодаря такому выбору основных цветов, все значения коэффициентов положительны, а линия спектральных (насыщенных) цветов оказалась полностью внутри цветового треугольника. Векторы основных цветов образуют прямоугольную систему координат.

Основное цветовое уравнение в системе XYZ имеет вид



где х'; у' ; z' – коэффициенты цветовых составляющих потока F,



т = х' + у' + z' – цветовой модуль.

Цветность светового потока выражают через трехцветные коэффициенты X, Y, Z уравнением



где х = х'/т, у = у'/т, zz'/т.

Значения вычисленных трехцветных коэффициентов представлены графиками на рис. 8.5. Цветовой треугольник в системе XYZ, в вершинах которого лежат основные цвета — равносторонний. Положение любой точки на нем определяется тремя координатами, однако при известном F достаточно двух координат. Поэтому задачи по нахождению цветности можно решать не в трехмерном пространстве, а на плоскости. В связи с этим в системе XYZ используют не сам треугольник XYZ, а его проекцию на плоскость Х-О-У (рис. 8.6).

Рис. 8.5 Рис. 8.6


Плоскость Z-0-X совместится с осью 0-Х, а вектор 0-Z превратится в точку 0 (рис. 8.7).

Рис. 8.7.


Положение точки на плоскости треугольника Х-О-У, характеризующее ее цветность, будет определяться двумя координатами — трехцветными коэффициентами х и у. Значение третьего коэффициента z при необходимости будет найдено из условия х + у + z = 1. График линии спектральных цветов (локус) построен по значениям коэффициентов рис. 8.5. По условию построения системы XYZ вектор белого равноэнергетического цвета Е определяется равенством х'Е = у'Е = z'E Поэтому точка его пересечения Е с цветовым треугольником будет иметь коэффициенты хE = уE = zE = 0,33.

Равноэнергетический белый цвет имеет чисто теоретический, расчетный характер. Реализовать цветовую температуру 5700°, соответствующую источнику белого цвета Е, с помощью лампы накаливания с вольфрамовой нитью невозможно, так как температура плавления вольфрама ниже названной температуры.

В практике телевизионного вещания в качестве стандартных приняты три источника белого цвета, обозначаемые буквами А, В, С. Их параметры приведены в табл 8.3.

Таблица 8.3



Источник

света


Цветовая

температура, К



Трехцветные

коэффициенты



Цветовой

тон, мкм


Насыщенность, %

X

Y

Z

А

2854

0,45

0,41

0,14

0,583

65

В

4800

0,35

0,35

0,30

0,574

15

С

6500

0,31

0,31

0,38

0,482

5

Е

5700

0,33

0,33

0,33





Источник А соответствует излучению лампы накаливания с вольфрамовой нитью, источник B — рассеянному полуденному солнечному свету или излучению люминесцентных ламп дневного света (ДС), С — прямому солнечному свету при безоблачном небе. Сравнительно редко в цветовых расчетах используют источник белого света с цветовой температурой 7500 К, что соответствует свечению неба, сплошь затянутого облаками.


8.3 Закономерности смешивания цветов


Смесь нескольких световых потоков называют аддитивной (слагательной) в отличие от так называемой субтрактивной (вычитательной) смеси, под которой понимают смесь, в которой из светового потока вычитают (например, с помощью светофильтра) часть его спектральных составляющих. Аддитивная смесь красного, зеленого и синего цветов дает следующие цвета, зависящие от пропорций смеси (табл. 8.4).

Таблица 8.4



Смешиваемые цвета

Цвет смеси

Красный и зеленый

Желтый

Красный и синий

Пурпурный

Синий и зеленый

Голубой

Красный, зеленый и синий

Белый

И. Ньютон в 1669 г. сформулировал ряд положений аддитивного смешивания цветов. Его результаты развил в 1853 г. немецкий математик X. Грассман.

Для однозначного определения (характеристики) любого цвета необходимо и достаточно иметь три соответственно выбранных основных цвета, так что в результате их аддитивного смешивания в соответствующих пропорциях может быть получен цвет, эквивалентный данному, искомому цвету.

Способы смешивания цветов различны. Известно одновременное смешивание: световые потоки воздействуют на глаз одновременно.

Возможно поочередное смешивание: световые потоки смешиваемых цветов воздействуют на глаз поочередно. Если частота световых потоков достаточно велика, то в силу инерционности зрения, создается такое же впечатление цвета, как и для одновременного смешивания.

Существует пространственное смешивание, когда наблюдаемая поверхность покрывается мелкими цветовыми пятнами. В силу ограниченной разрешающей способности глаза такая поверхность с некоторого расстояния кажется не пестрой, а имеющей однородный цвет. Этот прием используется некоторыми живописцами взамен смешивания нескольких красок на палитре. Пространственным смешиванием цветов пользуются при разрисовывании тканей, в цветном телевидении. Советские ученые Б.М. Теплов и С.П. Яковлев в 1935 г. показали, что результаты этого смешивания таковы же, как и при других способах смешивания.

Наконец, возможно бинокулярное смешивание цветов: на один глаз подают световой поток одного цвета, а на другой — иного цвета. В этом случае в зрительном аппарате возникает устойчивое ощущение цвета их смеси. Этот вывод в 1876 г. сделал русский ученый А.В. Ходин. Были попытки применить этот способ в стереокино и телевидении с помощью очков с цветными светофильтрами.

Отметим: смесь двух или трех основных цветов дает цвет менее насыщенный, чем чистые спектральные цвета.

8.4. Цветовая (хроматическая) адаптация


Одновременное воздействие на орган зрения световых потоков различного цвета вызывает изменение цветовых ощущений. Источник яркого цвета уменьшает чувствительность приемников данного цвета и увеличивает чувствительность тех приемников, которые возбуждаются слабо. В результате изменяется восприятие ряда цветов и увеличивается цветовой контраст соседних цветовых полей. Например, яркий синий цвет снижает чувствительность приемников синего цвета, а голубой цвет начинает восприниматься как зеленоватый.

Меняется восприятие цветов и в том случае, когда оба цвета имеют одинаковый цветовой тон, но различную насыщенность. Цветовой тон менее насыщенного цвета смещается к дополнительному цвету под влиянием более насыщенного цвета. Этот эффект увеличивает цветовой контраст.

Вследствие цветовой адаптации довольно широкая гамма цветов воспринимается зрением как белые цвета, если кроме этих цветов на глаз воздействует световой поток с цветностью, близкой к белой. Под влиянием белого цвета уменьшается чувствительность приемника, воспринимающего световой поток от наблюдаемой цветной поверхности, и увеличивается чувствительность приемника, воспринимающего от этой поверхности наименьшую энергию. В результате мозг получает примерно одинаковые возбуждения от всех спектральных составляющих светового потока, отражаемого данной цветной поверхностью, как и в случае наблюдения белой поверхности.

Цветовая адаптация — причина явления, называемого константностью цвета: восприятие цвета известных нам из предыдущего жизненного опыта поверхностей предметов, ощущение их цвета не изменяется при изменении в некоторых пределах спектрального состава освещающего их источника света.

Взаимодействие цветов наблюдают и в таких опытах. Если полоски синей материи положить на большие куски красной и зеленой материи, то обе синие полоски станут восприниматься по разному: цвет каждой из них сместится в сторону цвета, дополнительного к цвету фона. Вследствие одновременного цветового контраста любой цвет в окружении дополнительного к нему цвета кажется более насыщенным. Если же цвет окружен более насыщенным цветом, то его насыщенность уменьшится; на фоне теплых цветов это явление более заметно, чем на фоне холодных.

Кроме одновременного наблюдается последовательный цветовой контраст. После пристального, напряженного наблюдения небольшой зеленой полоски вследствие утомления группы приемников, чувствительных к этому цвету, их чувствительность на некоторое время уменьшается. Если быстро перевести взгляд на белую поверхность большой площади, мы в течение некоторого времени будем видеть на ней полоску, окрашенную в цвет, дополнительный к зеленому, т.е. в пурпурный цвет.

Если после наблюдения окрашенной поверхности перевести взгляд на другую окрашенную поверхность, то цвет второй окажется на некоторое время измененным. Это также проявление последовательного цветового контраста.

8.5 Возникновение субъективных цветов


При наблюдении чередующихся монохромных (черно-белых) изображений иногда возникает окраска изображений в ненасыщенные Цвета. Например, если вращать диск, содержащий белое и черное поля, с угловой скоростью примерно 8 об/с по часовой стрелке наружный край диска кажется окрашенным в синий цвет, середина — зеленый, центральная часть — в красновато-коричневый. При изменении направления вращения середина диска кажется синей, а край — красным. Строго обоснованного объяснения этого явления не существует. Предполагается, например, что эффект обусловлен разной инерционностью приемников разного цвета: глаз быстрее возбуждается зеленой составляющей белого цвета, чем красной и синей.

Предпринимались попытки использовать это явление для окрашивания частей изображения на экране монохромного (черно-белого) телевизора, но этот эффект оказывался неустойчивым: возникающие ощущения цвета зависели от формы изображения и имели небольшую насыщенность.


8.6. Аномалии цветового зрения


Английский химик Дальтон удивлялся, почему ему так редко в лесу попадаются ягоды. Дальтон оказался слепым на красный цвет. Он его не различал. Его фамилия стала основой термина "дальтонизм", символизирующего недостатки цветового зрения. Дальтониками, по-видимому, были некоторые художники, в частности, Врубель. Он плохо видел синий цвет и потому перенасыщал им свои картины. Наверное, этим объясняются холодно-мистические тона "Царевны Лебедя" и "Демона". Необычный колорит интерьеров некоторых зданий также можно отнести на счет дальтонизма архитекторов.

Конечно, это — не столь серьезный недостаток для большинства людей. Но если речь идет о различении цветов сигнальных огней светофоров? А ведь некоторые автомобилисты различают сигналы светофоров лишь по различию их яркости или по пространственному положению на корпусе светофора: светится внизу, значит красный.

Лиц, обладающих нормальным цветовым зрением, называют трихроматами. Цветовое зрение трихроматов полноценно только в пределах угла 10° от центральной ямки в направлении к носу. В области от 10° до 30° в этом же направлении глаз различает только желтый и синий цвета (дихроматизм), в зоне далее 30° цвета совсем не различаются. В сторону виска в области до 35° зрение является трихроматичным, далее в области от 35° до 50° различаются желтый и синий цвета, в зоне от 50° до 60° — только синий цвет. В зоне более 60° цвета не различаются.

Примерно у 6 % людей ослаблена чувствительность зрения к одному из трех основных цветов: красному, зеленому, синему. Это явление называют аномальным трихроматизмом.

Около 2 % людей обладает чувствительностью только к двум основным цветам (дихроматизм), причем среди дихроматов женщины составляют только 1,5 %. Различают три вида дихроматизма: протанопию (около 1 % мужчин), дейтеранопию (около 1 % мужчин), тританопию (менее 1 % мужчин). При протанопии понижена чувствительность зрения в одной области длин волн, при дейтеранопии — в двух, при тританопии — в трех.

Наиболее часто среди нарушений цветового зрения встречается красно-зеленая слепота — протанопия. Протанопия характерна укорочением красного участка видимого спектра, наличием ахроматического участка в спектре в области 0,4 мкм, сдвигом максимальной чувствительности глаза в сторону более коротких длин волн, смешиванием светло-красных и темно-зеленых цветов, очень опасным для водителей транспортных средств, отождествлением пурпурных и фиолетовых цветов с синими.

Вторая группа нарушения цветового зрения в области красно-зеленых лучей — дейтеранопия — характерна нормальной протяженностью видного спектра в длинноволновой части, расположением ахроматического участка в области примерно 0,5 мкм, сдвигом максимума чувствительности глаза в область оранжевых излучений, отождествлением светло-зеленого с тёмно-красными цветами и фиолетового с голубым.

Для третьей группы цветослепоты — тританопии — характерно укорочение фиолетовой части видимого спектра, наличие в спектре двух ахроматических областей в области зеленовато-желтого и синего (эти цвета воспринимаются как серые), отождествлением желтовато-зеленого с синевато-зеленым цветом, а пурпурного с оранжево-красным, но восприятие красного, оранжевого и голубого цветов — правильное.

Все перечисленные случаи частичной цветовой слепоты по гипотезе Ломоносова — Юнга — Гельмгольца объясняются отсутствием одного из видов цветовоспринимающих клеток:


  • при протанопии — ощущающих красное,

  • при дейтеранопии — ощущающих зеленое,

  • при тританонопии — ощущающих синее.

В.И. и Н.Т. Федоровы экспериментально показали, что путем утомления зрительного аппарата насыщенным красным цветом (λ = 0,66...0,68 мкм) искусственно получают временную протанопию, а путем утомления зеленым цветом (к — 0,50 мкм) — дейтеранопию. Отметим также, что при небольших яркостях (сумеречное зрение) весь видимый спектр воспринимается как последовательность только трех цветов: красного, зеленого и фиолетового.

Для проверки цветового зрения существуют альбомы таблиц, в которых на многоцветном фоне расположены цифры или буквы различных расцветок.


8.7 Восприятие небольших цветовых полей


Для мелких изображений предметов, фокусируемых в области центральной ямки сетчатки, зрение двуцветно (дихроматично), так как эта часть сетчатки мало чувствительна к синим лучам. Дихроматизм при здоровом зрении наблюдается для объектов с угловыми размерами менее 12...20' — примерно (1/5)°…(1/3)°. При наблюдении предметов таких угловых размеров глаз обладает свойствами тританопии — т.е. не различает между собой синего и зеленого, красного и пурпурного цветов. Цвета таких предметов глаз воспринимает как смесь оранжевого и голубого цветов. В дальнейшем по мере уменьшения размера объектов глаз перестает различать цвет и ощущает такие предметы, как черно-белые (монохромные). Эти свойства были учтены при разработке системы цветного телевидения, позволили уменьшить полосы пропускания трактов, по которым передаются цветоразностные сигналы.

8.8 Количество различаемых глазом цветов и оттенков


Количество различаемых глазом цветов зависит от условий наблюдения, физиологического и психического состояния человека и некоторых других обстоятельств. Считается, что глаз различает примерно 17000 цветностей, т.е. отличий по цветовому тону и чистоте. Эти результаты получены при размере цветового пятна более 2°, яркости фона 50 кд/м2, угловом размере фона 50°.

По другим данным количество различаемых цветностей составляет 7300. Глаз различает 150...250 спектральных цветов и 30...140 насыщенных пурпурных. Большой разброс данных объясняется различиями условий наблюдения. Если вдобавок учитывать различия градаций яркости, то считается, что глаз способен различить около 10 млн цветов, отличающихся яркостью, цветовым тоном, насыщенностью. Лишь небольшую часть этих градаций способны передать и воспроизвести современные системы цветного кинематографа и телевидения.

Художники умело используют в творчестве способность различать цвета и цветовые оттенки. Способность отличать цветовые оттенки не всегда только прирожденное свойство. Эту способность можно развить художественным образованием, упражнениями, тренировкой подобно тому, как музыкальным образованием развивают понимание музыки, а тренировкой — умение различать малейшие искажения звучания, не обнаруживаемые измерительными приборами.

8.9 Воздействие на цветовые ощущения побочных раздражителей


Обнаружено, что чувствительность зрения к различным участкам спектра изменяется под воздействием звуковых, температурных раздражителей и запахов (исследования С.В. Кравцова). При действии звуков чувствительность зрения к зелено-синей части спектра увеличивается, а к оранжевому и красному участкам спектра уменьшается. Соответственно изменяются границы поля зрения для этих участков спектра.

8.10 Применение цвета для сигнализации


Цвета широко используются для сигнализации об опасности. По Международному стандарту, принятому на основании договоров в Милане в 1955 г. и Лондоне в 1957 г., сигналами опасности являются теплые тона, а безопасности — холодные. Степень опасности кодируется разным цветом. Красный цвет — требование остановки действия (например, движения), оранжевый — предупреждение о серьезной опасности, желтый — предупреждающий "Внимание! Осторожно", зеленый — отсутствие опасности.

Часто цвет служит для обозначения принадлежности объектов к той или иной категории, для отметок критических точек на шкалах приборов, например, измерителей уровня, для передачи информации о том, включен ли какой-то объект или нет. Во всех перечисленных случаях цвет служит средством контроля. Однако он может использоваться более полно. Учитывая широкие возможности зрения в различении цвета, можно использовать изменение насыщенности цвета для извещения об изменении интенсивности процесса, например, для оценки уровня сигнала в разных трактах звукового вещания, когда их одновременный акустический контроль невозможен.


8.11 Эстетика цветового восприятия


В зависимости от условий восприятия определенные сочетания различных цветов кажутся гармоничными, вызывают положительные эстетические ощущения (эмоции), создают впечатление красоты цветовых сочетаний, ощущение их гармонии. Эти ощущения сродни ощущениям, возникающим при восприятии музыки и речи. Они свойственны не только эстетически развитым людям — художникам, архитекторам, кинематографистам, людям искусства, но в той или иной степени всем людям. Во всех видах изобразительных искусств правильное сочетание цветов позволяет получить наилучшее эмоциональное и смысловое восприятие изображаемого сюжета.

Закономерности гармонии цветов основаны, главным образом, на развитом эстетическом чувстве и, не в меньшей степени, на практическом опыте. В зависимости от цели в одних случаях нужно сочетание пастельных, блеклых тонов, в других, наоборот, насыщенных. В большинстве случаев рекомендуются близкие по цветовому тону цвета. Резкое противопоставление контрастных цветов производит впечатление "цветового удара" и потому не может применяться длительное время или часто. К сожалению, приходится наблюдать пользование цветом как самоцелью, без логического или эстетического оправдания приема. Таковы, например, динамические заставки передач или рекламных роликов. Фантастичность, неопределенность возникающих цветовых изображений заставляют зрителя мучительно напрягать мозг в поисках ответа: а что, собственно говоря, ему предъявлялось, и что это должно изображать?

Конечно, недопустима другая крайность — серость, бесцветность изображаемых сцен. Психологи утверждают: если предъявлять человеку только мрачные изображения, возникающие отрицательные эмоции способны сократить жизнь человека.

В телевидении цветом иногда кодируют характер персонажей, что дает интересный художественный эффект. Цветовой фон может влиять на эмоциональное состояние человека, степень работоспособности, ослабить ощущения жары или холода, "снять" напряженность или чувство монотонности. Для решения этих вопросов нужна совместная деятельность психологов и художников-конструкторов (дизайнеров).


8.12 Физиологическое и эмоциональное воздействие цвета


Известно специфическое действие цвета на самочувствие, настроение и даже здоровье. Опыты показывают, что спортсмен-тяжеловес в помещении, окрашенном в светло-зеленый или голубоватый цвет, показывает худший результат в поднятии тяжестей, чем в помещении, стены которого окрашены в яркие красноватые или оранжевые тона. Композитор Вагнер свою героическую музыку предпочитал писать в комнате, отделанной красным шелком. Психиатр Бехтерев предлагал лечить некоторых психических больных цветом. Таковы факты.

Современные психологи рекомендуют различную окраску помещений для различных видов работ. Для операторов, чья деятельность направлена на внешние объекты — обработку деталей, сборку механизмов — рекомендуют помещения, окрашенные в яркие, теплые тона. Тем, кто имеет дела с сосредоточенной умственной деятельностью, лучше находиться в помещениях, окрашенных в холодные, неброские цвета. Чем больше физиологических усилий, тем больше должны окружать человека темные, насыщенные цвета, чем больше в работе умственных усилий, тем спокойнее должна быть цветовая обстановка.

Японские дизайнеры советуют: чтобы не возбуждать сильных страстей во время политических и научных дискуссий, в аудиториях, предназначенных для этих целей, окрашивать стены в голубой или светло-зеленый цвет. Наоборот, для спортивных залов, чтобы "подогреть" мышечные усилия спортсменов и эмоции зрителей, использовать оранжевый или красный цвет.

Цветом организуют пространство помещения. Окрасив дальнюю торцовую стену помещения в теплый коричневый тон, можно зрительно уменьшить протяженность удлиненного зала. Холодная окраска, наоборот создаст ощущение простора. Это обстоятельство следует учитывать при отделке небольших речевых студий. Дикторы жалуются, что у них появляется ощущение "зажатости", когда они ведут передачу из темноватой, отделанной коричневым деревом студии.

Исходя из пожеланий психологов и дизайнеров, следует рекомендовать определенный характер цветового решения аппаратных звукового и телевизионного вещания, основную гамму цветов, распределение теплых и холодных оттенков таким образом, чтобы исправить недостатки помещения. Поскольку физические усилия операторов невелики и работа требует внимания и сосредоточенности, основная гамма цветов должна тяготеть к прохладным и не очень насыщенным тонам — белому, серому, бледно-зеленому, светло-желтому, голубому.

Чтобы человек отдохнул от цветов средней части спектра, необходимо включить в окраску дополнительные цвета. Они снимут цветовое утомление и создадут цветовой комфорт. Это могут быть красные, пурпурные тона, но в умеренном количестве.

Использование светлых тонов поможет создать и световой комфорт. Глаз не должен уставать ни от чрезмерно светлого, ни от чрезмерно темного.

Не следует дробить интерьер на мелкие, по-разному окрашенные участки. Должна быть создана деловая, уравновешенная обстановка.

Высказанные соображения имеют отношение не только к интерьеру производственных помещений, но и к интерьеру жилых комнат.

Сейчас в убранстве жилых помещений стал модным т.н. "стерильный минимализм", нарочитый аскетизм интерьера: белые стены и белый, часто из пластиковых плиток потолок, белые встроенные шкафы; покрытая белой эмалью мебель — столы, стулья, кровати. Глазу не на чем остановиться. Из-за скудности цветовой информации возникает зрительный дискомфорт, чувство холодности и неуюта.

Другая крайность современного интерьера жилья — агрессивность визуального поля — повторяющиеся в монотонном порядке графические элементы обоев — вертикальные полосы, круги (стены "в горошек"), ромбы, квадраты, клетчатый рисунок ("под плитку" или "под кирпич"), скатерть или клеенка на столе в клеточку. "Рябит" в глазах, зреет раздражение.

Столь же нежелательны в детских комнатах многократно повторяющиеся в рисунке обоев изображения любимых персонажей из мультфильмов. Мозг ребенка переутомляется от обилия этих рисунков. В результате, как отмечают психологи — ночные кошмары: мультипликационные герои преследуют ребенка во сне.

Наоборот, успокоение приносят рисунка округлых форм — растительные орнаменты, изображения цветов (разумеется, если рисунок не слишком мелок).




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет