Зависимость цвета от интенсивности света

Для различения цветов решающее значение имеет их яркость. Человеческий глаз способен работать при очень больших колебаниях яркости. Приспособление глаза к различным уровням яркости называется адаптацией. Различают световую и темновую адаптацию. Световая адаптация означает снижение чувствительности глаза к свету в условиях большой освещенности. При световой адаптации функционирует колбочковый аппарат сетчатки [25, с. 172].

Одним из самых примечательных свойств зрения является способность глаза адаптироваться к темноте. Когда из ярко-освещенной комнаты человек попадает в темную, он на короткое время перестает видеть. (Обычно это время составляет от 1 до 4 мин, полное время цветовой адаптации – 20-30 мин). Происходит темновая адаптация зрения, которая осуществляется с помощью палочек. Темновая адаптапция – это повышение чувствительности глаза в условиях малой освещенности [25, с. 172]. При темновой адаптации функционирует палочковый аппарат сетчатки.

При очень слабом освещении предметы кажутся лишенными окраски. Сильно окрашенная бумага не будет казаться цветной; например, красная покажется черной, голубая и фиолетовая – серо-белой. В связи с этим возникают интересные следствия: обесцвечивание предметов в слабом свете, а также отличие в относительной яркости двух предметов, окрашенных в разные цвета. Объяснить эти следствия можно эффектом Пуркинье. Максимальная чувствительность палочек лежит в области зеленого цвета, а колбочек – в области желтого. Палочки видят синий конец спектра лучше, чем колбочки. Но зато колбочки лучше видят красный конец спектра. Поэтому красный предмет, хорошо видимый при ярком свете, не виден в темноте. Но при хорошем освещении красный предмет гораздо ярче синего, а в полутьме синий кажется ярче красного.

Пример эффекта Пуркинье можно проверить днем: например, алые цветы будут казаться ярче зеленых листьев, и – в сумерках или поздно вечером можно наблюдать противоположную картину: алые цветы выглядят намного темнее листьев [2, с. 296].

Естественное освещение, меняясь в течение дня, влияет на зрительное восприятие цвета. Один и тот же цвет в тени и на солнце зрительно воспринимается по-разному. Он меняется от светлого к темному и наоборот. Два разных по цвету, но одинаковых по тону предмета при слабом освещении кажутся одинакового цвета.

Автор учебного пособия по основам проектирования костюма Н. С. Макавеева приводит пример одной истории. Художник Николай Крымов на одной половине картины написал нежно-розовое небо, а на другой – светло-зеленое. Когда он показал друзьям картину в плохо освещенном помещении, никто из них не заметил никакой разницы в цвете неба. «Фокус» заключался в том, что противоположные по спектру зеленый и розовый цвета были идентично подобраны по тону [23, с. 97].

Если в картинной галерее найти красный и голубой цвета, которые днем представляются одинаково яркими, то в сумерках можно обнаружить, как голубой цвет становится ярче настолько, что кажется, что краска светится изнутри. Леонардо да Винчи отмечал, что зеленый и голубой усиливают свой цвет в полутени, а красный и желтый выигрывают в цвете в своих освещенных частях, то же самое происходит с белым.

Характеристики цвета изменяются также под воздействием хроматической адаптации – снижению чувствительности глаза к цвету при более или менее длительном наблюдении его. Под действием хроматической адаптации: а) насыщенность всех цветов снижается, к ним как бы подмешивается серый; б) светлые цвета темнеют, а темные светлеют; в) теплые цвета становятся более холодными, а холодные – более теплыми [25, с. 174].

Если цвет фиксируется наблюдателем слишком долго, хроматическая адаптация перерастает в качественно иное явление – цветовое утомление. В результате цветового утомления первоначальное цветовое ощущение может измениться до неузнаваемости. Так наблюдатель может даже спутать противоположные цвета, например, красный и зеленый.

Существует гипотеза о том, что зрение далеких предков человека было ахроматическим. Затем в процессе биологической эволюции цветоощущающий аппарат раздвоился на желтый и синий, а желтый в свою очередь – на красный и зеленый. Нередкие в настоящее время случаи цветовой слепоты или пониженной чувствительности к некоторым цветам можно рассматривать как проявление атавизма – возврата к анатомическим и физиологическим свойствам далеких предков [25, с. 175].

Аномалии цветного зрения

Основных цветов три (красный, зеленый, синий), поэтому теорию цветового зрения назвали трехкомпонентной, а людей, хорошо различающих эти основные цвета, – нормальными трихроматами. Таким образом, можно сказать, что восприятие цвета напрямую зависит от биологического устройства человеческого глаза. У каждого человека со стандартным комплектом колбочек имеются индивидуальные особенности цветового восприятия, но нормальный трихромат никогда не спутает, скажем, красный цвет с темно-зеленым: такая оплошность характерна лишь для человека с нарушением зрения.

Дальтонизм [2, с. 298-300]. Большинство людей имеет нормальное цветовое зрение. Однако 8% мужчин и 0,5% женщин страдают нарушением цветоощущений. Их называют цветослепыми, цветоаномалами, дальтониками. Они могут быть дихроматами или монохроматами. Дихроматы реагируют на излучение только двух зон спектра, монохроматы – одной.

Английский химик и физик Джон Дальтон обнаружил у себя странности цветовосприятия в возрасте 28 лет. В 1794 г. он объявил миру, что некоторые люди страдают частичной цветовой слепотой, не различая красный и зеленый цвет, подобно ему. Офтальмологи назвали это явление дальтонизмом, по имени пациента-первооткрывателя. Он обратил внимание на то, что цветок герани, который всем кажется розовым, ему представляется днем голубым, а вечером при свечах, красным. Он стал изучать особенность своего зрения и нашел, что красный, оранжевый, желтый и зеленый цвета кажутся ему одинаковыми: все их он называл желтыми. Зато он хорошо различал синий и фиолетовый цвета. Кровь казалась ему бутылочно-зеленого цвета, а трава почти красной. Дальтон обнаружил свою цветовую слепоту достаточно рано. Обычно такие люди думаются, что они правы, а окружающие ошибаются.

Как видят дальтоники? У дальтоников спектральная чувствительность красноощущающих элементов сдвинута в коротковолновую часть спектра и совпадает со спектральной чувствительностью зеленоощущающих элементов. Поэтому светло-красные цвета они путают с темно-зелеными (кровь кажется им темного бутылочно-зеленого цвета).

Современные специалисты все реже называют дефекты цветового зрения дальтонизмом. Они используют термины, указывающие на конкретное расстройство. Например, пониженную чувствительность к одному из трех основных цветов именуют цветоаномалией, а полную слепоту на соответствующий цвет – дихромазией или анопией.

Протаномалия или протанопия (от греч. protos – первый, an – отрицательная приставка, ops – глаз) невосприимчивость к красному цвету. Именно этим дефектом обладал Дальтон, для которого мир был окрашен в серую и болотно-коричневую гамму.

Дейтерономалия или дейтеранопия (от греч. deuteros – второй) – пробел в восприятии зеленого цвета. Зеленослепые не видят зеленую часть спектра. У них кривая чувствительности зеленоощущающих колбочек совпадает с кривой красноощущающих. Они путают светло-зеленые цвета и темнокрасные, фиолетовый и голубой. Чтобы увидеть мир глазами дейтераномала, достаточно вспомнить песню о синем тумане.

Тританомалия или тританопия (от греч. trios – третий) – неумение различать фиолетовый цвет. В области синих и желтых оттенков цветов они видят серые цвета. Для них весь спектр содержит лишь оттенки красного и зеленого. Такой вид слепоты встречается очень редко и является – патологией, в то время как первые два – физиологические, врожденные.

Полная цветовая слепота – крайне редкий случай, когда не функционируют все три вида колбочек. Такой человек видит окружающую действительность как в черно-белом фильме.

Для многих профессий цветовая слепота не является крупным недостатком. Но есть такие профессии, для которых умении правильно различать цвета имеет существенное значение. Цветослепой не может работать на транспорте, так как может принять один цветовой сигнал за другой. В химической, полиграфической и текстильной промышленности существуют некоторые операции, в процессе которых необходимо определять цвета растворов и красящих веществ, что невозможно для людей с нарушением цветового зрения. Профессии художника, дизайнера, ботаника, портного, медика требуют нормального цветового зрения.

В настоящее время для испытания на цветовую слепоту применяются тесты, где среди пятен одного цвета помещены пятна другого, составляющие вместе букву, цифру или фигуру. Цветоаномалы не в состоянии отличить цвета этих пятен от цвета пятен фона и не могут обнаружить такие буквы, цифры и фигуры.

4. Основные закономерности восприятия цвета:

ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ