Цель урока: познакомить студентов с основными свойствами цвета – цветовым тоном, насыщенностью, светлотой.

План урока:

1. Субъективные характеристики цвета.

2. Цветовой тон.

3. Насыщенность.

4. Светлота.

Студент должен:

знать: основные свойства цвета: цветовой тон, насыщенность, светлоту.

Ответы на вопросы плана урока:

1. Характер ощущения цвета зависит как от суммарной реакции чувствительных к цвету рецепторов глаза (человека), так и от соотношения реакций каждого из трех типов рецепторов. Суммарная реакция чувствительных к цвету рецепторов глаза определяет светлоту цвета, а соотношение ее долей – цветовой тон. С изменением мощности изменяется светлота, а с изменением длины волны – визуально воспринимаемый цветовой тон и насыщенность цвета. Первоначальное представление о светлоте и цветового тона можно проиллюстрировать, поместив окрашенную поверхность частично на прямой солнечный свет, а частично - в тень. Обе части ее имеют одинаковый цветовой тон, но разную светлоту. Совокупность этих характеристик обозначается одним термином "цвет". Из приведенного примера можно сделать вывод, что качественные субъективные характеристики цвета это цветовой тон и насыщенность, а субъективная количественная характеристика – светлота. Цветовой тон, насыщенность и светлота - это три субъективно воспринимаемых глаза признака хроматических цветов.

2 . Цветовой тон - это субъективный признак цвета, который познается через ощущения и определяется словами - синий, зеленый, красный, желтый и т. д. Цветовой тон предметов, не являющимися источниками излучения, зависит от избирательного спектрального пропускания прозрачных предметов и избирательного спектрального отражения непрозрачных предметов, рассматриваемых в отраженном свете. Цветовой тон источника излучения в видимой области спектра определяется составом видимого спектра излучения. В нашем сознании цветовой тон ассоциируется с окраской хорошо знакомых предметов. Многие наименования цветов произошли прямо от объектов с характерным памятным цветом. Например, такие как малиновый, оранжевый (апельсиновый), вишневый, болотный, сиреневый, розовый, кроваво - красный и т. д. Наши ощущения субъективны и они зависят не только от спектрального излучения, отражения или пропускания, а также от тонкости восприятия, эмоционального состояния, профессионализма, тренированности, национальности и многих других факторов.

3. Насыщенность цвета - это второй субъективный признак цвета, характеризующий силу, интенсивность ощущения цветового тона. Среди ряда цветов одного тона, например среди синих цветов, можно выделить те, у которых сильнее выражен синий тон; и которые воспринимаются как ярко синими. Насыщенность цвета ассоциируется в нашем сознании с количеством красящего вещества, например, с его концентрацией в краске, а также с его чистотой. Например, увеличивая концентрацию красителя или, иначе говоря, насыщая им раствор, мы тем самым увеличиваем насыщенность цвета этого раствора. Увеличивая содержание пигмента в краске, мы также увеличиваем ее насыщенность. Насыщенность цвета предметов проявляет себя максимально, если предметы освещены светом этого цвета. Натренированный наблюдатель при дневном освещении различает до 180 цветовых тонов и до 16 ступеней (градаций) насыщенности. (Таким образом, пространство цветового охвата человека состоит из 1880 оттенков чистых цветов, а оттенки смешенных цветов представляют очень большое, но конечное множество цветов.) При пониженном освещении число различимых цветов заметно сокращается. Кроме того, резко меняется представление о цветовом тоне если освещение цветное. Ночью (при голубом лунном свете) все кошки черные. Ощущения цветности и насыщенности можно приближенно выразить объективными характеристиками излучений. Так, цветовой тон выражают длиной волны монохроматического излучения, который в смеси с белым светом дает такое же зрительное ощущение цвета, как характеризуемый объект. Длина волны этого монохроматического излучения называется доминирующей длиной волны. Насыщенность при этом количественно выражается чистотой цвета, которая представляет собой долю монохроматического потока в смеси его с белым светом. Короче говоря, чистоту цвета определяют отношением мощности монохроматического излучения к мощности суммарных излучений видимого спектра, которые создают заданный цвет. Чем больше мощность монохроматического излучения в смеси и чем меньше мощность белого света, тем выше чистота цвета. Спектральные цвета имеют максимальную чистоту, равную единице. В спектральных цветах света равна нулю.

4. Светлота - третий субъективный признак, характеризующий ощущения объективной величины яркости цвета. Когда одновременно рассматриваются разноокрашенные предметы, мы отчетливо видим, какие из них светлее, какие темнее, хотя они и различны по цветовому тону. Сопоставляя цвета в светах и тенях отдельных предметов, мы видим различия в освещенности и цвета разных участков рассматриваемого объекта. Например, окрашенные в желтые цвета предметы более светлые, а окрашенные в фиолетовые цвета - более темные.

Вопросы для повторения:

1. Назовите субъективные характеристики цвета?

2. Что такое цветовой тон?

3. Что такое насыщенность цвета?

4. Что такое светлота?

Литература:

1. Кирцер Ю.М. Рисунок и живопись: Учеб. пособие/ Ю. М. Кирцер.- 4-е изд., стер. - М.: Высш. шк.: Академия, 2001. – 272 с.

2. Яшухин А. П., Ломов С.П. Живопись: Учебник для вузов /А.П.Яшухин, С.П. Ломов. 2- е изд., перераб. и доп. - М.: Агар, 1999. - 232 с.

То, что в профессиональном лексиконе художников обозначается словом «цвет», в научном цветоведении определяется термином «цветовой тон».

Цветовой тон - качество хроматического цвета, при определении которого называют цвет красным, желтым, голубым, зеленым; особенность цвета отличаться от других цветов спектра. В нашем сознании цветовой тон ассоциируется с окраской хорошо знакомых предметов. Многие названия цветов произошли от объектов с характерным цветом: песочный, изумрудный, шоколадный, вишневый, что указывает на неразрывную связь цвета с предметным миром. Термины «светлота» и «цветовой тон» тесно связаны по своему содержанию с понятиями «свет» и «цвет». В натуре цветовой тон и светлота выступают неразделимо. И их разделение есть одна из условностей изобразительного искусства, зависящая от творческой установки художника, типа его видения, используемых им материала и техники. Однако между понятиями «светлота» и «цветовой тон» нельзя провести абсолютного разграничения и теоретически. Если, например, мы берем синюю краску, в различной степени разбавленную белилами, то имеем светлотные градации или изменения ее по светлоте. То же самое будет и со всякой другой краской, но если мы возьмем одну из светлотных градаций синей и одну из светлых градаций красной. То должны будем иметь розовую и голубую краски. «Живопись есть передача тоном (т.е. светосилой цвета), плюс цвет, видимого материала» -- говорил Н. П. Крымов. Это еще раз свидетельствует о том, что всякое красочное пятно заключает в себе цвет, характеризующийся тремя связанными между собой показателями - «светлота», «цветовой тон», «насыщенность». И при изменении краски по светлоте происходит у одних красок меньше, у других - больше изменение по цветовому тону.

> Насыщенность

Насыщенность - сила цвета - степень отличия хроматического цвета от равного с ним по светлоте серого цвета; степень приближения к чистому спектральному цвету или процентное содержание цвета в данном оттенке. Чем ближе цвет приближается к спектральному, чем сильнее его отличие от серого цвета, тем он насыщеннее. Розовый, светло-желтый, светло-голубой или темно-коричневый являются малонасыщенными цветами. В практике малонасыщенные цвета получают путем добавления к хроматическому цвету белой или черной краски. От примеси белил цвет светлеет, от черной краски - темнеет. Потемнение или посветление цвета всегда понижает его насыщенность. Насыщенность зависит и от цветового тона. Желтый цвет всегда насыщеннее красного, красный - синего.

В цветоведении часто измеряют не насыщенность, воспринимаемую визуально, а так называемую чистоту, или колориметрическую насыщенность цвета, которая определяется отношением яркости спектральной составляющей к общей яркости цвета. Чистота цвета - относительная величина и обычно выражается в процентах. Чистота спектральных цветов принимается за единицу, или за 100 процентов, а чистота ахроматических цветов равна нулю. Зная цветовой тон, светлоту и насыщенность цвета, можно количественно измерить любой цвет. Малейшее изменение одной из трех определяющих цвет величин влечет за собой изменение цвета. Метод определения цвета по трем перечисленным характеристикам, удобный тем, что цвет можно определить количественно, успешно применяется в различных областях науки и техники, в том числе в полиграфии, текстильном производстве, цветном телевидении и т.д., где для измерения цвета применяют специальные приборы - спектрофотометры и колориметры различных систем. Все методы определения цвета в колориметрии основаны на сравнении цветов, которые лежат в одной плоскости и находятся в одинаковых условиях освещения. В живописи при работе с натуры художник должен анализировать и сравнивать цвета, присущие сложным по форме объемным объектам или предметам, которые, как правило, находятся в окружении цветовой среды или предметов другого цвета и которые расположены на нескольких, иногда достаточно удаленных друг от друга планах и, следовательно, и различных условиях освещения.

> Цветовой круг

Цвета спектра - красный, желтый, синий - называют основными цветами. Их нельзя получить смешением других цветов. Если смешать два крайних цвета спектра - красный и фиолетовый, то получится новый промежуточный цвет - пурпурный. В результате мы имеем восемь цветов, считающихся в практике наиболее важными: это желтый, оранжевый, красный, пурпурный, фиолетовый, синий, голубой и зеленый. Замкнув эту полоску в кольцо, можно получить цветовой круг с той же последовательностью цветов, как в спектре. Если в цветовом круге из восьми цветов смешивать соседние цвета в различных пропорциях, то можно получить множество промежуточных оттенков. Смешивая оранжевый с желтым, получим оранжево-желтый и желто-оранжевый и т.д. Цветовые круги могут быть различными по количеству содержащихся в них цветов, но не более 150, т.к. большего количества глаз не различает.

Цветовой круг можно разделить на две части так, чтобы в одну часть вошли красные, оранжевые, желтые и желто- зеленые цвета, а в другую - голубо-зеленые, голубые, синие, фиолетовые. Первые из них называют теплыми цветами, вторые - холодными. Отнесение цветов к теплым или холодным основано на том, что красные, оранжевые и желтые цвета напоминают цвет огня, солнечного света, раскаленных предметов; голубые, синие, фиолетовые цвета напоминают цвет воды, воздушной дали, льда. Чистый зеленый цвет считается нейтральным. Он может быть теплым, если в нем будут заметны желтоватые оттенки, и холодным, если в нем будут преобладать голубоватые и синеватые оттенки.

Каждый объект в природе человек может увидеть как предмет того или иного цвета.
Это обусловлено способностью разных предметов поглощать или отражать электромагнитные волны определённой длины. И способностью человеческого глаза воспринимать это отражение посредством особых клеток в сетчатке глаза. Сам предмет при этом цвета не имеет, он обладает только физическими свойствами – поглощать или отражать свет.

Откуда берутся эти самые волны? Любой источник света состоит из этих волн. Таким образом, человек увидеть цвет предмета может только при его освещённости. Причём в зависимости от источника света (солнце днём, солнце на закате или на восходе, луна, лампы накаливания, огонь и т.д.), силы света (более яркий, более тусклый), а также от способности личного восприятия конкретным человеком, цвет предмета может выглядеть по-разному. Хотя сам предмет при этом не меняется, конечно. Итак, цвет – это субъективная характеристика предмета, которая зависит от разных факторов.
Некоторые люди в силу особенностей развития организма вообще не различают цвета. Но большая часть людей способна воспринимать глазом волны определённой длины – от 380 до 780 nm. Поэтому данный участок был назван видимым излучением.

Если солнечный свет пропустить через призму, этот луч разложится на отдельные волны. Это как раз те самые цвета, которые может воспринимать глаз человека: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Это 7 электромагнитных волн разной длины, которые вместе составляют белый свет (глазом видим как белый цвет), т.е. его «спектр».
Итак, каждый цвет – это волна определённой длины, которую может увидеть и распознать человек!

Видимый цвет предмета определён тем, каким образом этот предмет взаимодействует со светом, т.е. с составляющими его волнами. Если предмет отражает волны какой-то длины, то эти волны и определяют то, каким мы видим этот цвет. Например, апельсин отражает волны длиной примерно от 590 до 625 nm – это волны оранжевого цвета, а остальные волны поглощает. Именно эти отражающиеся волны и воспринимаются глазом. Поэтому апельсин человек видит оранжевым. А трава выглядит зелёной, потому что благодаря своей молекулярной структуре, поглощает волны красного и синего цвета и отражает волны зелёной части спектра.
Если предмет отражает все волны, а как мы уже знаем, все 7 цветов вместе образуют белый свет (цвет), то такой предмет мы видим белым. А если предмет поглощает все волны, то такой предмет мы видим чёрным.
Промежуточные варианты между белым и чёрным – оттенки серого. Три этих цвета – белый, серый и чёрный – называются ахроматическими, т.е. не содержащими «цветного» цвета, они не входят в спектр. Цвета из спектра – хроматические.

Как я уже говорила, воспринимаемый цвет зависит от источника света. Без света нет волн и нечему отражаться, глаз не видит ничего. Если освещение недостаточно, то глаз видит только очертания предметов – более тёмные или менее тёмные, но все в одной серо-чёрной гамме. За способность глаза видеть в условиях плохого освещения отвечают другие участки сетчатки.

Таким образом, в зависимости от характера света, попадающего на предмет, мы видим разные варианты цвета этого предмета.
Если предмет освещён хорошо, мы видим его чётким, цвет чистый. Если света слишком много, цвет видится разбелённым (вспомните пересвеченные фотографии). Если света мало, цвет выглядит темнее, постепенно стремясь к чёрному.

Каждый цвет можно проанализировать по нескольким параметрам. Это характеристики цвета.

Характеристики цвета.

1) ЦВЕТОВОЙ ТОН . Это та самая длина волны, которая и определяет положение цвета в спектре, его название: красный, синий, жёлтый и т.д.
Необходимо различать понятия «тон» и «подтон».
Тон – это основная краска. Подтон – примесь другого цвета.
За счёт разности подтонов и образуются разные оттенки одного и того же цвета. Например, жёлто-зелёный и сине-зелёный. Основной тон – зелёный, подтон (в меньшем количестве) – жёлтый или синий.
Как раз подтон и определяет такое понятие, как ТЕМПЕРАТУРА цвета. Если к основному тону добавить жёлтый пигмент, то температура цвета будет ощущаться тёплой. Ассоциации с красно-жёлто-оранжевыми цветами – огонь, солнце, тепло, жар. Предметы тёплых оттенков кажутся ближе.
Если к основному тону добавить синий пигмент, то температура цвета будет восприниматься холодной (цвета голубой и синий ассоциируются с льдом, инеем, холодом). Предметы холодных оттенков кажутся дальше.

Здесь важно запомнить и не путать понятия. Есть два значения словосочетаний «тёплые цвета» и «холодные цвета». В одном случае говорят о цветовом тоне, тогда красный, оранжевый и жёлтый – тёплые, а синий, сине-зелёный и фиолетовый – холодные цвета. Зелёный и сиреневый – нейтральные.

Во втором случае речь идёт о подтоне цвета, о его преобладающем оттенке. Именно в этом значении и будет употребляться этот термин в дальнейшем для описания цветов внешности – тёплых и холодных цветотипов. И говоря о температуре цвета в этом значении, мы имеем в виду, что каждый цвет может иметь и тёплый, и холодный оттенок в зависимости от своего подтона ! Кроме оранжевого – он всегда тёплый (из-за особенностей его расположения в спектре). Белый и чёрный вообще не входят в цветовой круг и потому для них не применимо понятие цветового тона, но коль речь зашла о температуре всех цветов, то обозначу сразу, что эти два относятся к холодным цветам.

2) Вторая характеристика каждого цвета – ЯРКОСТЬ .
Она показывает, насколько сильно световое излучение. Если сильное, то цвет максимально яркий. Чем меньше света, тем цвет выглядит темнее, яркость снижается. Любой цвет при максимальном снижении яркости становится чёрным. Представьте предметы яркого цвета в условиях сумерек – цвет кажется тёмным, его яркость не видна. Понижение яркости за счёт добавления чёрного делает цвет более НАСЫЩЕННЫМ . Тёмно-красный – это насыщенный (глубокий) красный, тёмно-синий – насыщенный (глубокий) синий и т.д. В английском языке для более густого, тёмного цвета применяются слова-синонимы: deep (глубокий) и dark (тёмный). В названиях цветотипов вы эти термины тоже встретите.
Яркость света и яркость цвета – разные понятия. Выше говорилось именно о цвете предмета при ярком свете. В графических программах (в том же painte) яркость используется именно в этом значении. На картинке ниже можно увидеть уменьшение параметра «яркость» при затемнении цвета.
Но также существует термин «яркость», в значении «чистота», «сочность» цвета, т.е. максимально интенсивный цвет без примесей чёрного, белого или серого. И именно в этом значении я буду использовать этот термин в дальнейшем. Если написано «параметр «яркость»», то речь идёт об изменении освещения (т.е. светлоте/темноте).

3) Третья характеристика каждого цвета – СВЕТЛОТА .
Это характеристика, противоположная насыщенности (затемнённости, силе) цвета.
Чем больше светлота, тем ближе цвет к белому. Максимальная светлота любого цвета – белый цвет. Параметр «яркость» при этом повышается. Но эта яркость – не цветность (чистота), а увеличение освещённости, ещё раз делаю акцент на разнице этих понятий.
Оттенки с повышающейся степенью светлоты воспринимаются как всё более и более разбелённые, бледные, слабые. Т.е. с малой насыщенностью.

4) Четвёртая характеристика каждого цвета – ХРОМАТИЧНОСТЬ (ИНТЕНСИВНОСТЬ) . Это степень «чистоты» цвета, отсутствие примесей в его тоне, его сочность. При добавлении в основной цвет серого пигмента, цвет становится менее ярким, иначе – приглушённым, мягким. Т.е. его хроматичность (цветность) понижается. При максимально сниженной хроматичности цвета любой цвет становится одним из оттенков серого.
Важно не путать понятия «сочный» и «насыщенный» цвет. Напоминаю, что насыщенный – это тёмный оттенок, а сочный – это яркий, без примесей, тон.
Часто, когда говорят, что цвет яркий, имеют в виду, что он максимально хроматичен, чистый, сочный цвет. Именно в этом значении данный термин и используется в теории цветотипов, о которых пойдёт речь дальше.
Если же говорить о параметре «яркость» в значении освещённости (много света – яркость выше – цвет белее, мало света – яркость ниже – цвет темнее), то мы увидим, что при снижении хроматичности этот параметр не меняется. Т.е. характеристика хроматичность применяется к предметам с одним цветовым тоном в условиях одинаковой освещённости. Но один предмет при этом выглядит более «живым», а другой более «выцветшим» (выцветший – потерявший свой яркий цвет).

Если увеличить параметр «яркость», т.е. добавить белый цвет, то и на этом уровне светлоты можно таким же образом делать цвет более приглушённым, добавляя серый оттенок.

Аналогично и с более насыщенными (более тёмными) оттенками – они тоже бывают как более чистыми, так и более приглушёнными. Главное, что мы видим во всех случаях при уменьшении хроматичности – это всё более выраженный серый подтон. Именно это отличает мягкие цвета от ярких (чистых).

Ещё один важный нюанс – при добавлении в основной тон любого ахроматического цвета (белый, серый, чёрный), меняется температура цвета. Она не меняется на противоположную, т.е. тёплый цвет не станет таким образом холодным или наоборот. Но эти цвета приблизятся по характеристике «температура» к нейтральным оттенкам. Т.е. без ярко выраженной температуры. Именно поэтому представители мягких, тёмных или светлых цветотипов могут носить некоторые цвета из нейтрально-холодных или нейтрально-тёплых вне зависимости от своего основного цветотипа. Но об этом буду рассказывать позже.

Таким образом, по своим основным характеристикам все оттенки делятся на:
1) Тёплые (с золотистым подтоном) / холодные (с синим подтоном)
2) Светлые (ненасыщенные) / тёмные (насыщенные)
3) Яркие (чистые) / мягкие (приглушённые)

И у каждого цвета есть одна ведущая характеристика и две дополнительных, что и обусловливает название некоторых оттенков. Например, светло-розовый – ведущая характеристика – «светлый», дополнительные – может быть как тёплым, так и холодным, как ярким, так и мягким.

Потренируемся определять ведущую характеристику.

Или одну ведущую и одну – дополнительную.

На приведённых выше примерах хорошо видно влияние полутона на ведущую характеристику оттенка:
Тёмные цвета – цвета с добавлением чёрного (насыщенные).
Светлые цвета – цвета с добавлением белого (выбеленные).
Тёплые цвета – цвета с тёплыми (жёлтыми, золотистыми) полутонами.
Холодные цвета – цвета с холодными (синими) полутонами, кажутся льдистыми.
Яркие цвета – чистые, без добавления серого.
Мягкие цвета – приглушённые, с добавлением серого.

Каждый цвет имеет три основных свойства: цветовой тон, насыщенность и светлоту.

Кроме этого существуют такие характеристики цвета, как светлотный и цветовые контрасты.

Цветовой тон определяется названием цвета (желтый, красный, синий и т.д.). Как правило, эти цвета яркие, насыщенные. Многие названия цветов произошли прямо от объекта с характерным цветом: песочный, коралловый, малиновый, изумрудный, морской волны, вишневый и т.д.

Светлота – это степень приближения цветов к белому. Добавляя постепенно в цвет белую краску или воду, цветовая насыщенность становится меньше, а тон цвета светлее. Светлота – количество ахроматических и хроматических цветов.

Насыщенность цвета уменьшается за счет добавления в него черного цвета. Он станет меркнуть и изменится его насыщенность, зато усилится тональность, за счет добавления черного цвета.

Самый насыщенный цвет спектра – фиолетовый, менее всего насыщен желтый.

Локальный цвет – это основной цвет какого-либо предмета без учета внешних влияний. Локальный цвет предмета меняется на свету, в полутени и в тени.

Цветовые контрасты

Контраст цвета и света четко и ясно воспринимается «на переломе» формы, т.е. на месте поворота формы предмета, а также на границах его соприкосновения с контрастным фоном. Контрасты разделяются на два вида:

Ахроматические (светлотные)

Хроматические (цветовые)

В каждом из этих видов можно выделить одновременный, последовательный и пограничный (краевой) контрасты.

Суть одновременного ахроматического контраста заключается в том, что светлое пятно на темном фоне кажется еще светлее, а темное на светлом темнее. Одновременный цветовой контраст возникает при взаимодействии (сопоставлении) двух хроматических, или хроматического и ахроматического цветов.

Дополнительные цвета в соседстве друг с другом становятся ярче и насыщеннее.

Пограничный контраст возникает на границах соприкосновения расположенных рядом друг с другом цветов. В ахроматическом пограничном контрасте часть светлого участка, находящегося ближе к темному, будет светлее, т.е. на границе соприкосновения цветов возникает напряжение тона.

При хроматическом пограничном контрасте границы соседних тонов изменяются: лучше всего увидеть эффект пограничного контраста можно на примере ряда чередующихся окрашенных полос.

Пограничный контраст создает эффект рельефности. При хроматическом контрасте границы соседних цветов изменяются: желтое пятно на границе с красным будет зеленее, но чем дальше оно отступает от красного, тем слабее эффект пограничного контраста.

Последовательный контраст возникает при длительном восприятии какого-либо яркого цветового пятна. Например, если долго смотреть на какой-либо яркий предмет, а потом перевести взгляд на другую поверхность, то через какое-то время на ней появится та же форма (очертание), но с малонасыщенным дополнительным оттенком. Это явление называют оптическим раздражением сетчатки глаза.

Для выявления цветовых контрастов важно количество цвета. Применение доминирующего цвета усиливает выразительность окраски остальных предметов.

2.2. Задание № 2 «Этюды биоформ и зооформ (поверхностей и объемов)»

Выполнение живописных вариантов:

Биоформы (цветы, листья, ветки, фрукты);

Зооформы (насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы, животные).

Применение живописных техник «лессировка», «алла прима», «по- сырому», «пуантель».

Материалы: акварельные краски, бумага (ватман) формата А-3.

Мы смотрим на предметы и, характеризуя их, говорим примерно следующее: он большой, мягкий, светло–голубого цвета. При описании чего–либо в большинстве случаев упоминается цвет, так как он несет огромное количество информации. На самом деле тело не имеет определенного цвета. Само понятие цвета тесно связано с тем, как человек (человеческий взгляд) воспринимает свет; можно сказать, что цвет зарождается в глазу.

Цвет – чрезвычайно сложная проблема, как для физики, так и для физиологии, т.к. он имеет как психофизиологическую, так и физическую природу. Восприятие цвета зависит от физических свойств света, т. е. электромагнитной энергии, от его взаимодействия с физическими веществами, а также от их интерпретации зрительной системой человека. Другими словами, цвет предмета зависит не только от самого предмета, но также и от источника света, освещающего предмет, и от системы человеческого видения. Более того, одни предметы отражают свет (доска, бумага), а другие его пропускают (стекло, вода). Если поверхность, которая отражает только синий свет, освещается красным светом, она будет казаться черной. Аналогично, если источник зеленого света рассматривать через стекло, пропускающее только красный свет, он тоже покажется черным.

Самым простым является ахроматический цвет , т.е. такой, какой мы видим на экране черно–белого телевизора. При этом белыми выглядят объекты, ахроматически отражающие более 80% света белого источника, а черными – менее 3%. Единственным атрибутом такого цвета является интенсивность или количество. С интенсивностью можно сопоставить скалярную величину, определяя черное, как 0, а белое как 1.

Если воспринимаемый свет содержит длины волн в произвольных неравных количествах, то он называется хроматическим .

При субъективном описании такого цвета обычно используют три величины: цветовой тон, насыщенность и светлота. Цветовой тон позволяет различать цвета, такие как красный, зеленый, желтый и т.д. (это основная цветовая характеристика). Насыщенность характеризует чистоту, т.е. степень ослабления (разбавления, осветления) данного цвета белым светом, и позволяет отличать розовый цвет от красного, изумрудный от ярко–зеленого и т. д. Другими словами, по насыщенности судят о том, насколько мягким или резким кажется цвет. Светлота отражает представление об интенсивности, как о факторе, не зависящем от цветового тона и насыщенности (интенсивность (мощность) цвета).

Обычно встречаются не чистые монохроматические цвета, а их смеси. В основе трехкомпонентной теории света лежит предположение о том, что в центральной части сетчатки глаза находятся три типа чувствительных к цвету колбочек. Первый воспринимает зеленый цвет, второй – красный, а третий – синий цвет. Относительная чувствительность глаза максимальна для зеленого цвета и минимальна для синего. Если на все три типа колбочек воздействует одинаковый уровень энергетической яркости, то свет кажется белым. Ощущение белого цвета можно получить, смешивая любые три цвета, если ни один из них не является линейной комбинацией двух других. Такие цвета называют основными.

Человеческий глаз способен различать около 350 000 различных цветов. Это число получено в результате многочисленных опытов. Четко различимы примерно 128 цветовых тонов. Если меняется только насыщенность, то зрительная система способна выделить уже не так много цветов: мы можем различить от 16 (для желтого) до 23 (для красного и фиолетового) таких цветов.

Таким образом, для характеристики цвета используются следующие атрибуты:

- Цветовой тон. Можно определить преобладающей длиной волны в спектре излучения. Цветовой тон позволяет отличать один цвет от другого – например, зеленый от красного, желтого и других.

- Яркость. Определяется энергией, интенсивностью светового излучения. Выражает количество воспринимаемого света.

- Насыщенность или чистота тона. Выражается долей присутствия белого цвета. В идеально чистом цвете примесь белого отсутствует. Если, напри­мер, к чистому красному цвету добавить в определенной пропорции бе­лый цвет, то получится светлый бледно-красный цвет.

Указанные три атрибута позволяют описать все цвета и оттенки. То, что атрибутов именно три, является одним из проявлений трехмерных свойств цвета.

Большинство людей различают цвета, а те, кто занимается компьютерной графикой, должны четко чувствовать разницу не только в цветах, но и в тончайших оттенках. Это очень важно, так как именно цвет несет в себе большое количество информации, которая ничуть не уступает в важности ни форме, ни массе, ни другим параметрам, определяющим каждое тело.

Факторы, влияющие на внешний вид конкретного цвета:

− источник света;

− информация об окружающих предметах;

− ваши глаза;

Правильно подобранные цвета могут, как привлечь внимание к желаемому изображению, так и оттолкнуть от него. Это объясняется тем, что в зависимости от того, какой цвет видит человек, у него возникают различные эмоции, которые подсознательно формируют первое впечатление от видимого объекта.

Цвет в компьютерной графике нужен для того, что:

– он несет в себе определенную информацию об объектах. Например, летом деревья зеленые, осенью – желтые. На черно–белой фотографии определить пору года практически невозможно, если на это не указывают какие–либо другие дополнительные факты.

– цвет необходим также для того, чтобы различать объекты.

– с его помощью можно вывести одни части изображения на первый план, другие же увести в фон, то есть акцентировать внимание на важном – композиционном – центре.

– без увеличения размера при помощи цвета можно передать некоторые детали изображения.

– в двумерной графике, а именно таковую мы видим на мониторе, так как он не обладает третьим измерением, именно при помощи цвета, точнее оттенков, имитируется (передается) объем.

– цвет используется для привлечения внимания зрителя, создания красочного и интересного изображения.

Любое компьютерное изображение характеризуется, кроме геометрических размеров и разрешения (количество точек на один дюйм), максимальным числом цветов, которые могут быть в нем использованы. Максимальное количество цветов, которое может быть использовано в изображении данного типа, называется глубиной цвета. Кроме полноцветных, существуют типы изображений с различной глубиной цвета – черно–белые штриховые, в оттенках серого, с индексированным цветом. Некоторые типы изображений имеют одинаковую глубину цвета, но различаются по цветовой модели.

Зрительный аппарат человека

Системы отображения графической информации воздействуют на зрительный аппарат человека, поэтому с необходимостью должны учитывать как физические, так и психофизиологические особенности зрения.

На рис. показан поперечный размер глазного яблока человека.

Свет попадает в глаз через роговицу и фокусируется хрусталиком на внутренний слой глаза, называемый сетчаткой .

Сетчатка глаза содержит два принципиально различных типа фоторецепторов – палочки, обладающие широкой спектральной кривой чувствительности, вследствие чего они не различают длин волн и, следовательно, цвета, и колбочки, характеризующиеся узкими спектральными кривыми и поэтому обладающие цветовой чувствительностью.

Колбочек существует три типа отличающихся фоточувствительным пигментом. Колбочки обычно называют "синими", "зелеными" и "красными" в соответствии с наименованием цвета, для которого они оптимально чувствительны.

Выдаваемое колбочкой значение является результатом интегрирования спектральной функции с весовой функцией чувствительности.

Светочувствительные клетки, известные как колбочки и палочки, формируют слой клеток в задней части сетчатки.

Колбочки и палочки содержат зрительные пигменты. Зрительные пигменты очень похожи на любые другие пигменты, в том, что они поглощают свет и степень поглощения зависит от длины волны. Важное свойство зрительных пигментов состоит в том, что когда зрительный пигмент поглощает фотон света, то изменяется форма молекулы и в то же самое время происходит переизлучение света. Пигмент при этом изменился, измененная молекула поглощает свет менее хорошо чем прежде, т.е. как часто говорят, "отбеливается". Изменение формы молекулы и переизлучение энергии некоторым, пока еще не вполне ясным образом, инициируют светочувствительную клетку к выдаче сигнала.

Информация от светочувствительных рецепторов (колбочек и палочек) передается другим типам клеток, которые соединены между собой. Специальные клетки передают информацию в зрительный нерв. Таким образом волокно зрительного нерва обслуживает несколько светочувствительных рецепторов, т.е. некоторая предварительная обработка изображения выполняется непосредственно в глазу, который по сути представляет собой выдвинутую вперед часть мозга.

Область сетчатки, в которой волокна зрительного нерва собираются вместе и выходят из глаза, лишена светочувствительных рецепторов и называется слепым пятном.

Интересно отметить, что природа создала целый ряд конструкций глаза. При этом глаза у всех позвоночных похожи на глаза человека, а глаза у беспозвоночных либо сложные (фасеточные) как у насекомых, либо недоразвитые в виде световувствительного пятна. Только у осьминогов глаза устроены как у позвоночных, но светочувствительные клетки находятся непосредственно на внутренней поверхности глазного яблока, а не как у нас позади других слоев, занимающихся предварительной обработкой изображения. Поэтому, возможно, особого смысла в обратном расположении клеток в сетчатке нет. А это просто один из экспериментов природы.

Цветовые модели и их виды

Наука о цвете – это довольно сложная и широкомасштабная наука, поэтому в ней время от времени создаются различные цветовые модели, применяемые в той либо иной области. Одной из таких моделей и является цветовой круг .

Многим известно о том, что существует 3 первичные цвета, которые невозможно получить и которые образуют все остальные. Основные цвета – это желтый, красный и синий. При смешивании желтого с красным получается оранжевый, синего с желтым – зеленый, а красного с синим – фиолетовый. Таким образом, можно составить круг, который будет содержать все цвета. Он представлен на рис. и называется большим кругом Освальда .

Наряду с кругом Освальда есть еще и круг Гете , в котором основные цвета расположены в углах равностороннего треугольника, а дополнительные – в углах перевернутого треугольника.

Друг напротив друга расположены контрастные цвета.

Для описания излучаемого и отраженного цвета используются разные математические модели – цветовые модели (цветовое пространство), т.е. – это способ описания цвета с помощью количественных характеристик. Цветовые модели могут быть аппаратно–зависимыми (их пока большинство, RGB и CMYK в их числе) и аппаратно–независимыми (модель Lab). В большинстве «современных» визуализационных пакетов (например, в Photoshop) можно преобразовывать изображение из одной цветовой модели в другую.

В цветовой модели (пространстве) каждому цвету можно поставить в соответствие строго определенную точку. В этом случае цветовая модель – это просто упрощенное геометрическое представление, основанное на системе координатных осей и принятого масштаба.

Основные цветовые модели:

− CMY (Cyan Magenta Yellow);

− CMYK (Cyan Magenta Yellow Key, причем Key означает черный цвет);

− HSV (Hue, Saturation, Value);

− HLS (Hue, Lightness, Saturation);

− и другие.

В цифровых технологиях используются, как минимум четыре, основных модели: RGB, CMYK, HSB в различных вариантах и Lab. В полиграфии используются также многочисленные библиотеки плашечных цветов.

Цвета одной модели являются дополнительными к цветам другой модели. Дополнительный цвет – цвет, дополняющий данный до белого. Дополнительный для красного – голубой (зеленый+синий), дополнительный для зеленого – пурпурный (красный+синий), дополнительный для синего – желтый (красный+зеленый) и т.д.

По принципу действия перечисленные цветовые модели можно условно разить на три класса:

− аддитивные (RGB), основанные на сложении цветов;

− субтрактивные (CMY, CMYK), основу которых составляет операция вычитания цветов (субтрактивный синтез);

− перцепционные (HSB, HLS, LAB, YCC), базирующиеся на восприятии.

Аддитивный цвет получается на основе законов Грассмана путем соединения лучей света разных цветов. В основе этого явления лежит тот факт, что большинство цветов видимого спектра могут быть получены путем смешивания в различных пропорциях трех основных цветовых компонент. Этими компонентами, которые в теории цвета иногда называются первичными цветами, являются красный (R ed), зеленый (G reen) и синий (В lue) цвета. При попарном смешивании пер–
вичных цветов образуются вторичные цвета: голубой (С yan), пурпурный (M agenta) и желтый (Y ellow). Следует отметить, что первичные и вторичные цвета относятся к базовым цветам.

Базовыми цветами называют цвета, с помощью которых можно получить практически весь спектр видимых цветов.

Для получения новых цветов с помощью аддитивного синтеза можно использовать и различные комбинации из двух основных цветов, варьирование состава которых приводит к изменению результирующего цвета.

Таким образом, цветовые модели (цветовое пространство) представляют средства для концептуального и количественного описания цвета. Цветовой режим – это способ реализации определенной цветовой модели в рамках конкретной графической программы.

Закон Грассмана (законы смешивания цветов)

В большинстве цветовых моделей для описания цвета используется трехмерная система координат. Она образует цветовое пространство, в котором цвет можно представить в виде точки с тремя координатами. Для оперирования цветом в трехмерном пространстве Т. Грассман вывел три закона (1853г):

1. Цвет трехмерен – для его описания необходимы три компоненты. Лю­бые четыре цвета находятся в линейной зависимости, хотя существует неограниченное число линейно независимых совокупностей из трех цветов.

Иными словами, для любого заданного цвета можно записать такое цве­товое уравнение, выражающее линейную зависимость цветов.

Первый закон можно трактовать и в более широком смысле, а именно, в смысле трехмерности цвета. Необязательно для описания цвета применять смесь других цветов, можно использовать и другие величины – но их обяза­тельно должно быть три.

2. Если в смеси трех цветовых компонент одна меняется непрерывно, в то время, как две другие остаются постоянными, цвет смеси также изме­няется непрерывно.

3. Цвет смеси зависит только от цветов смешиваемых компонент и не за­висит от их спектральных составов.

Смысл третьего закона становится более понятным, если учесть, что один и тот же цвет (в том числе и цвет смешиваемых компонент) может быть полу­чен различными способами. Например, смешиваемая компонента может быть получена, в свою очередь, смешиванием других компонент.

Цветовая модель RGB

Это одна из наиболее распространенных и часто используемых моделей. Она применяется в приборах, излучающих свет, таких, например, как мониторы, прожекторы, фильтры и другие подобные устройства.

Данная цветовая модель базируется на трех основных цветах: Red – красном, Green – зеленом и Blue – синем. Каждая из вышеперечисленных составляющих может варьироваться в пределах от 0 до 255, образовывая разные цвета и обеспечивая, таким образом, доступ ко всем 16 миллионам (полное количество цветов, представляемых этой моделью равно 256*256*256 = 16 777 216.).

Эта модель аддитивная. Слово аддитивная (сложение) подчеркивает, что цвет получается при сложении точек трех базовых цветов, каждая своей яркости. Яркость каждого базового цвета может принимать значения от 0 до 255 (256 значений), таким образом, модель позволяет кодировать 256 3 или около 16,7 млн цветов. Эти тройки базовых точек (светящиеся точки) расположены очень близко друг к другу, так что каждая тройка сливается для нас в большую точку определенного цвета. Чем ярче цветная точка (красная, зеленая, синяя), тем большее количество этого цвета добавится к результирующей (тройной) точке.

При работе с графическим редактором Adobe PhotoShop можно выбирать цвет, полагаясь не только на тот, что мы видим, но при необходимости указывать и цифровое значение, тем самым иногда, особенно при цветокоррекции, контролируя процесс работы.