Исследования цвета в эпоху развития научной мысли

 

В 1775 году (вместе с системой Ламберта) Георгом Кристофером Лихтенбергом была опубликована колористическая система немецкого астронома и математика Тобиаса Майера (1723-1762) в его книге под названием «Комментарий о родстве цветов». В своих экспериментах Майер сделал попытку идентифицировать точное число цветов, которые способен воспринимать человеческий глаз и это потребовало введения параметра «яркости» для более точного понимания вопроса.

Майер расположил в углах треугольника три основных цвета: красный, желтый и синий, а на трех сторонах этого треугольника получились их смеси, включая зеленый, оранжевый, фиолетовый и их переходные стадии (Рисунок 19).

 

Рисунок 19. Цветовой треугольник Майера

 

Добавив третье измерение, он расположил треугольники друг над другом и каталогизировал 91 цветовой оттенок, таким образом, предвосхитив современные колористические изыскания.

Технически, при смешении трех угловых цветов: желтого, синего и красного, должен был бы получиться средний оттенок серого, так как желтый с красным дают оранжевый, а оранжевый цвет, смешанный с синим дает серый. Но в центре треугольника Майера расположен оранжевый цвет средний насыщенности. Таким образом, в треугольнике наблюдается некоторое избыточное количество теплых, оранжевых тонов и минимальное - зеленых. На практике, смешение желтого и синего не всегда приводит к зеленому цвету.

Система Майера не была широко распространена и явилась еще одним шагом в колористических изысканиях своего времени.

 

Иоганн Генрих Ламберт (1728 – 1777), математик и физик, основатель «фотометрии», в 1760 году предложил колористическую пирамиду на основе нескольких треугольников (Рисунок 20), учитывающих объемное расположение наиболее употребительной цветовой палитры.

Рисунок 20. Пирамида Ламберта

 

 

В пирамиде Ламберта 108 цветов становятся светлее от основания к вершине. На самой вершине пирамиды находится белый цвет. Таким образом, в системе треугольников, уложенных в пирамиду, у Ламберта учитывается не только цветовой тон, но и такие основные сегодня понятия, как «яркость» и «насыщенность». Таким образом, его модель перекликается с моделью Майера, учитывая разработки многих теоретиков цвета до нее, логически увязывая ахроматическую шкалу, которая проходит по оси этой пирамиды – самый темный серый цвет оказывается в центре ее основания. 

Ламберт полагал, что специалисты мануфактурной отрасли найдут его систему полезной для себя при окраске тканей промышленным способом, для того, чтобы каталогизировать цвет. В этом отношении, его изыскания предвосхищали опыты и разработки Шевреля и Максвелла.

Как натуралист, Иоганн Ламберт стремился к созданию цветовой системы, в которой можно было бы воспроизвести все существующие в природе цвета. Однако, из опыта подобных исследований, в настоящее время становится совершенно понятно, что чем больше мы каталогизируем цвет, тем больше тонов и оттенков нам открывается и, к сожалению, какой-то единой универсальной системы описания до сих пор не существует, как не существует, к примеру, в физике единой теории поля. К тому же, с опытом Ньютона и с дальнейшими экспериментами, стало понятно, что цвет и свет – структуры не равнозначные, и смешение тонов может осуществляться, как в цветовых системах, так и в световых моделях. К тому же существуют цвета, подверженные дополнительным эффектам.

 

Моисей Харрис (1731-1785), английский энтомолог и гравёр, в своей книге «Естественная система цветов», в 1766 году, исследует работу Ньютона и пытается показать, что из трех основных ньютоновских цветов можно создать множество других, вторичных по отношению к ним. В своей книге он делает попытку объяснить принципы, по которым вторичные цвета могут быть произведены из: красного, желтого и синего.

Свой цветовой круг Харрис представлен в трех следующих цветах: киноварь, королевский желтый и ультрамарин, считая их производными от призматического спектра (Рисунок 21).

 

Рисунок 21. Цветовая модель Харриса

 

В своей цветовой модели Харрис признавал, что соединение пигментов двух контрастных цветов приведет к восстановлению белого, но в реальности, на листе бумаги, смешение противоположных цветов создает лишь серый.

 

Джон Фредерик Вильям Гершель (1738-1822) был английским астрономом-любителем. С 1789 года, с помощью построенного им сами самого большого по тем временам телескопа-рефлектора, он проводил наблюдения звезд, туманностей и звездных скоплений. В результате этих наблюдений, он сделал ряд выводом и построил астрономическую теорию, которая повлияла на все дальнейшие исследования в области наблюдений звездного неба. Кроме увлечения астрономией, в 1817 он создал собственную цветовую систему, в которой цвета были расположены в круге из 14 частей.

 

Игнасиус Шиффермюллер сформулировал свою цветовую систему в 1772 году (Рисунок 22).

 

 

 

 

 

Рисунок 22. Страница из книги Игнасиуса Шифермюллера «Versuch eines Farbensystems»  с изображением цветового круга

 

Его цветовой круг основывается на четырех цветах: синий, красный, зеленый и желтый. Круг разделен на 12 частей часть из которых являются основными цветами, а остальные – их производными. Цвета в этих частях плавно переходят некоторым подобием градиента из одного тона в другой и подписаны соответствующим образом: синий, цвета морской волны, зеленый, коричнево-зеленый, желтый, оранжево-желтый, красный огонь, красный, темно-красный, фиолетово-красный, фиолетово-синий и синий огонь.

 

Якоб Кристиан Готтлиб Шеффер (1718 – 1790) – профессор Виттенбергского и Тюбингенского университетов, член Лондонского королевского общества, корреспондент Французской академии наук. Немецкий орнитолог, энтомолог, ботаник, миколог и изобретатель. Шеффер также проводил опыты с электричеством, цветом и оптикой. Он изобрёл стиральную машину, а также пилу и некоторые виды печей [12].

В своих колористических изысканиях, Шеффер представил палитру в виде некоторого аналога генеалогического древа, разделив цвета на несколько семей, в своем «Проекте общего цвета» (1769) (Рисунок 23).

 

 

Рисунок 23. Цветовая генеалогия Якоба Шеффера

 

Иоганн Вольфганг Гете (1749-1832) занимался проблемами цвета наряду с многими другими философскими, литературными и естественнонаучными изысканиями. Занимаясь вопросами цветовой гармонии, в 1791 он создает свою «теорию цветов», в первую очередь, из-за несогласия с разработками Исаака Ньютона, основываясь на концепциях других мыслителей прошлого. Он предлагает модель своего цветового круга, где размещает желтый и синий в противоположных позициях. В треугольнике эти цвета, по Гете, оказываются в контрасте с красным, образовывая триаду: желтый, красный, синий. В результате смешивания желтого и синего, он получает зеленый. В круге описаны так же оранжевый и пурпурный (фиолетовый). Цветовой круг Гёте включает в себя шесть цветов. Последовательность цветов не привязана к ньютоновскому спектральному принципу, а отражает три парных соответствия, три пары цветов: три основных цвета (красный, желтый, синий), перемежающихся тремя дополнительными цветами: оранжевым, фиолетовым и зеленым, которые образуются из первых трех (Рисунок 24).

 

Рисунок 24. Цветовой круг Гете

 

В своем цветовом круге, он связывал цвет с эмоциональной, психологической компонентой (Рисунок 25). Так, у него левая (холодная) сторона круга, включающая в себя зеленый, синий и фиолетовый ассоциировалась с темнотой, холодом, слабостью и далью, а правая (теплая) сторона – с близостью, теплом, силой и светом. В первую очередь, он связывал цвет с чувственно-моральной компонентой, полагая, что человеческие переживания могут быть обозначены той или иной цветовой композицией. Подобные идеи были развиты в дальнейшем в работах Фабера Биррена, Генриха Фрилинга и Макса Люшера.

Рисунок 25. «Роза темпераментов» Гёте и Шиллера, 1798/1799 год.

 

Хотя цветовые круги Ньютона и Гёте, некоторым образом, и противоречат друг другу, но оба подхода, по сути, являются правильными. Дело в том, что Ньютон описывает свойства физических характеристик в своей модели, а Гете – основывается на эмоционально-художественных ассоциациях.

Цветовой круг Гете был несколько видоизменен Артуром Шопенгауэром, который внес изменения площади частей круга, выделяемых под каждый цвет в зависимости от яркости этого цвета. Таким образом, наименьшую площадь получил желтый, т.к. он является самым ярким. Шопенгауэр попытался уравновесить яркость цвета с его объемом.

 

Филипп Отто Рунге (1777-1810) – немецкий художник, крупнейший представитель романтизма в немецком изобразительном искусстве, известен, как изобретатель «цветовой сферы» в том же году, в каком Иоганн Гете публикует свой цветовой круг (Рисунок 26). В то время как Гете был больше заинтересован в объяснении своей концепции с эмоционально-чувственной позиции, Отто Рунге стремится к созданию первой объемной цветовой модели, дающей представление о «цветовых координатах», претендующих на описание всего цветового пространства, тем самым положив начало всем современным цветовым системам.

 

 

 

Рисунок 26. Цветовая сфера Рунге

 

Придав своей модели форму «земного шара», Рунге создает объемную сферу, в которую помещает основные цвета и их переходы. К сожалению, в его модели не проработаны вопросы яркости и насыщенности тона. Объемные модели, где учитываются эти компоненты, будут разработаны только в XX веке. Тем не менее, в геометрическом смысле, подобная сфера представляла определенный интерес. Основные цвета были размещены в сфере на экваторе. Каждый из цветов развивается по пространству сферы в направлении: вверх-вниз (черный-белый), направо-налево (изменение по цвету) и внтурь – к серому. Таким образом, цвета, обращенные внутрь сферы, теряют насыщенность [6].

 

Английский художник, ботаник и миколог Джеймс Соверби (1757 - 1822), вместе с Дж. Э. Смитом, был автором 36-томной книги English Botany [8].

В 1809 году он издает книгу с длинным названием: «Новое разъяснение цветов, оригинальных, призматических и материальных: показ их соответствия в трех примитивах, желтом, красном и синем, а также средствах их создания, измерения и смешивания: с некоторыми наблюдениями за точностью сэра Исаака Ньютона». В этой книге он указывает на важное значение таких характеристик, как «яркость» и «насыщенность» цветовых тонов, а так же подчеркивает различия в светимости самих цветов. В качестве трех основных (примитивных) цветов, Соверби выбирает основными (примитивными) три цвета: красный, желтый и синий и делает серию узких полос градиента, в которых один цвет переходит в другой. Таким образом, он внимательно прорабатывает спектральные исследования Ньютона в художественном ключе. Так же он указывает на то, что два цвета, нейтрализующие друг друга в белый или серый цвет должны считаться дополнительными друг другу цветами. В результате экспериментов с градиентами, Соверби указывает на три таких дополнительных пары: зеленый и фуксин, фиолетово-синий и желтый и красный с голубым (Рисунок 27).

 

Рисунок 27. Страницы из книги «A new elucidation of colours, original, prismatic, and material: showing their concordance in three primitives, yellow, red, and blue, and the means of producing, measuring, and mixing them: with some observations on the accuracy of Sir Isaac Newton» Джеймса Соверби

 

 

В 1826, английский художник и архитектор Чарльз Хайтер (1761-1835) опубликовал «Новый практический трактат о трех примитивных цветах, принимаемых как совершенная система элементарной информации» («New Practical Treatise on the Three Primitive Colours Assumed as a Perfect System of Rudimentary Information»), в котором описал, как из трех основных цветов могут быть получены все остальные, основываясь на трихроматической теории цветовосприятия Юнга и концепциях Леонардо да Винчи.

Сложно судить о перманентной новизне его разработок, так как подобные идеи высказывались многими мыслителями. В частности, известно, что идея трех первичных цветов нашла свое применение в работе Якоба Кристофа Ле Блона (1667 – 1741), художника и гравера из Франкфурта, который изобрел систему трех- и четырехцветной печати, основываясь на использовании трех первичных цветов: красного, желтого и синего (цветовая модель RYB подобная современной CMYK) [5]. Его методы помогли сформировать основу современной цветной печати.

Тем не менее, надо отметить некоторую ахроматичность таблицы Хайтера, в которой, рядом с основными цветами, смешиваются и дополнительные, в результате чего получаются выраженные оттенки серого (Рисунок 28).

 

 

Рисунок 28. Цветовая таблица Хайтера

 

Английский ученый Томас Юнг (1773 – 1829) занимался волновой теорией света. В рамках своих исследований, он внес значительный вклад в изучение вопросов природы цвета и света. В 1801 году Юнг опубликовал статью «Теория света и цветов», в которой изложил свои взгляды на проблемы физической оптики, охарактеризовав волновую природу света и впервые измерив длину световой волны для красного и других цветов (Рисунок 29). Он провел эксперимент. Взяв три лампы, зеленого, красного и синего цветов, он смешал их лучи на проекционном экране и получил белый цвет в центре и три дополнительных цвета на периферии. Юнг считал, что человеческий глаз фиксирует три основных цвета (зеленый, красный и синий) и смешивает их, получая все остальные [7]. Теория цветного зрения была развита в дальнейшем в опытах Гельмгольца.

 

Рисунок 29. Иллюстрация к «Курсу лекций по естественной философии и механическому искусству» Томаса Юнга

 

Джордж Филд (1777-1854) был английским химиком-изобретателем. Он занимался разработкой пигментов и красителей, исследуя их свойства и колористические аспекты. В 1835 году он опубликовал свою работу под названием «Хроматография или Трактат о цветах и ​​пигментах и ​​их свойствах в живописи»» («Chromatics»), где изложил свою теорию цвета и «цветовой компас» – как практическое пособие по подбору цветов, в основном предназначенное для художников. Она содержала информацию относительно происхождения, состава и свойств пигментов, красителей, красок, а так же рекомендации по их смешиванию.

Рисунок 30. Цветовой компас Филда

 

В «цветовом компасе» используются три основных цвета по аналогии с Якобом Кристофом Ле Блоном. По окружности расположены теплые и холодные цвета разной степени яркости (Рисунок 30). Вслед за Ньютоном, Филд старается соединить цвета с музыкальными нотами.

 

Огден Николас Руд (1831 –1902) был американским физиком, наиболее известным своими работами в области теории цвета [10]. В своей книге по теории цвета, которая была опубликована в 1879 году под названием «Современная хроматика с применением в искусстве и промышленности» (Рисунок 31), он дает представление о трех основных колористических характеристиках: «чистота», «яркость» и «оттенок», что вполне эквивалентно современным: «насыщенность», «яркость» и «тон».

 

Рисунок 31. Страница из книги Огдена Руда

 

В своих «Стандартах цвета и номенклатуре цветов» 1912 года Роберт Риджуэй назвал четыре основных цвета, которыми пользовался Руд: синий, коричневый, лавандовый и фиолетовый. В своих исследованиях, Руд использовал вращающиеся цветовые волчки, разработанные Джеймсом Максвеллом. На такой волчок наносится цветовой круг с цветами, которые необходимо смешать. В процессе вращения волчка, цвета плавно переходят из одного в другой, в результате получается новый цвет, происходящий из их смеси по ньютоновским принципам. Сравнивая с нейтральным серым цветом, мы можем сделать определенные выводы, основанные на конкретных физических измерениях и законах. 

Огден Руд был художником и членом Американского общества акварелистов. В 1874 году он прочитал две лекции в Национальной академии дизайна в Нью-Йорке на тему «Современная оптика в живописи». Работы Руда, наряду с Максвеллом и Мишелем Эженом Шеврёлем, оказали влияние на художников-импрессионистов и их преемников. Художник Камиль Писсарро в письме определил цель неоимпрессионистов: «Искать современный синтез методов, основанных на науке, то есть на теории цвета М. Шеврёля, на экспериментах Максвелла и измерениях Oгдена Руда».

Теория контрастных цветов Руда оказала особое влияние на Жоржа-Пьера Сёра, основателя неоимпрессионизма и выдающегося пуантилиста. Руд предположил, что маленькие точки или линии разных цветов, если смотреть на них с расстояния, переходят в новый цвет. Он считал, что дополнительные цвета его цветового круга, когда художник применяет их попарно, усиливают присутствие картины: «... картины, почти полностью состоящие из оттенков, которые сами по себе кажутся скромными и далеко не блестящими, часто кажутся нам богатыми и великолепными по цвету, в то время как, с другой стороны, самые яркие цвета можно легко расположить так, чтобы произвести угнетающее впечатление на смотрящего». Уильям Иннес Гомер считал, что на Сера повлияли отрывки из «Учебника цвета для студентов» Огдена Руда.