Лекция 7 систематизация цвета

Различие между набором цветных образцов (RAL) и цветовой системой (Munsell, NCS) такое же, как между произвольным набором слов и осмысленным текстом.

П.П. Новосельцев

Эта область науки о цвете тесно связана с практическим использованием цвета дизайнерами, так как ее предметом являются цвета воспринимаемые.

Все наборы цветов, с которыми сталкиваются колористы в любой области, по степени систематизации входящих в них цветов можно условно разделить на три большие группы:

• атласы, цвета в которых выбраны и расположены в соответствии с опреде­ленной цветовой системой, типа системы восприятия цвета, такой как сис­тема Манселла, США, шведская естественная цветовая система (NCS), RAL ди­зайн-сис­тема (RDS), Германия. Цвета в атласе обычно представляют все реально воспроиз­водимое цветовое пространство. Количество цветов в них составляет по­рядка 1600-2000. Для представления цвета в атласах не имеет значения, с помощью каких пиг­ментов или красителей воспроизводится данный цвет;

• каталоги, картотеки, регистры, цветовые карты, цвета которых, по боль­шей части, представляют традиционный или перспективный ассортимент оп­ределенного материала. В них цвета могут располагаться по цветовым группам в соответствии с их цветовым тоном, но между цветами нет определенной зависимо­сти. В качестве примера можно привести широко используемые в лакокрасочной отрасли отечественную картотеку «Картотеку образцов (эталонов) цвета лакокра­сочных материалов» и регистр цветов RAL, Германия, а также цвето­вые карты различных фирм, выпускающих материалы, типа «Capагоl», «Ivaston» и др. Количество цветов составляет от нескольких десятков до двух-трех сотен;

• промежуточное положение между двумя первыми группами занимают на­боры цветов типа каталогов фирмы РАNTONE, США (содержат от тысячи до трех тысяч цве­тов) или каталога «Моniсо1ог Nova», фирмы Тиккурила, Финляндия, (со­держит 2024 цвета) и др., которые представляют собой высокоорганизованные системы сме­шения красок.

Наглядно и равномерно представить все цветовое многообра­зие цветов позволяют цветовые системы воспри­ятия цвета.

Цветовые системы и цветовые пространства. Система расположения цветов, или просто цветовая система, позволяет однозначно выражать взаи­мосвязь между цветами. Она обеспечивает передачу информации о цвете (ком­муникацию цвета) на расстоянии и во вре­мени даже в тех слу­чаях, когда физиче­ские образцы цвета отсутствуют либо их цвет претерпел изменения в процессе эксплуатации или старения. Технический комитет Ме­ждународной организации по стандартизации ISO/TC 187 «Обозна­чения цвета» определил цветовую сис­тему как «набор правил по расположе­нию и обозначению цветов, которые устанавливают расположение цветов в про­странстве в соответствии с их свойствами таким образом, что чем бо­лее схожи свойства цветов, тем ближе друг к другу они должны распола­гаться, а также метод обозначения место­положения цвета в последова­тельности цве­тов».

Цвет является трехмерной величиной. Эти три измерения являются осно­вой системы. Они должны быть независимыми друг от друга, то есть каждая из них может изменяться, не меняя остальных. Набор характеристик опре­де­ляет свое цветовое пространство – трехмерное пространство для геомет­риче­ского представления цветов. Цветовое тело представляет часть цвето­вого пространства, включающего все цвета отражающих и пропускающих цвет объектов в условиях данного освещения. Любая трехмерная система оп­реде­ляет цветовое пространство, и любое цветовое простран­ство позволяет рас­поло­жить цвета по порядку. Различие состоит в том, что цветовая система, глав­ным образом, определяется набором стандартных образцов цвета, в то время как цве­товое пространство является концептуальным понятием. Цветовое пространство – графическое представление размерностей цвета. Оно может быть представлено в виде цилиндра, конуса, двойного конуса, сферы. Базовое цветовое пространство строится по трем цилиндрическим координатам: цветовой тон, насыщенность и светлота. На центральной вертикальной оси откладывается светлота, а на горизонтальной – насыщенность. Цветовому тону соответствует угол, под которым ось насыщенности отходит от оси светлоты.

Рис. 20. Одна из геометрических моделей расположения цветов в соответствии с цветовым тоном, насыщенностью и светлотой

Всего было создано более 400 цветовых систем. Первой была описана система, разработанная Аристотелем приблизительно 350 лет до нашей эры. Она была неявно трехмерной, и в ней белый цвет располагался напротив черного цвета, однако красный размещался между ними, как бы представляя цвет неба между ночью и днем. Считают, что у Леонардо да Винчи имелись последовательности накрасок, в которых близкие цвета находились рядом друг с другом. Кругообразное расположение цветов, предложенное Ньютоном, по­служило основой для дальнейшей систематизации цветовых тонов.

Последующие классические работы в области теории цвета таких ученых, как Мариотта (ХVII в.), Ломоносов (ХVIII в.), Юнг (ХVII-ХVIII вв.), Гельмгольц, Грассман и Максвелл (XIX в.) оказывали в той или иной степени влияние на выбор цветов и характер их практической систематизации. В опытах и предложениях систематики цветов ска­зывались представления о цвете художников и практиков-химиков. Более подробно о классификации цвета и различных цветовых системах см. в [1].

Гравировщик по меди Ле Блон в 1730 г. попробовал практически использовать семичленный цветовой круг Ньютона, применив его основные цвета для печати.

Вскоре идея трех основных цветов начала широко внедряться в го прак­тику. Дюфей в 1737 г. показал, как путем смешения красителей основных цветов: желтого, красного и синего - можно получить окраску тканей и пряжи различных смешанных цветов. Затем Тобиас Майер и Иоганн Ламберт открыли правила сме­шения 3-х цветов. Выдающийся математик Майер в 1745 г., исходя из теории трех цветов, приготовил сначала двойные, а затем тройные смеси из этих основных цве­тов, получив 33 двухкомпонентных и 55 трехкомпонентных смесей. Все эти смеси он изобразил в виде треугольника, в углах которого разместил три чистые цвета по сторонам треугольника – смеси из двух цветов, а внутри треугольника – смеси из трех цветов (всего 91 цвет). Кроме того, он составил целый ряд других треуголь­ников, где было показано, как смешивать основные цвета с определенным добав­лением белого или черного. Так он предполагал разместить все возможные цвета. Важная мысль, высказанная Майером, – это включение белого и черного в число основополагающих цветов. Значительный шаг вперед по сравнению с Майером сделал французский ученый Ламберт, построивший в 1772 г. трехгранную пира­миду, в которой он разместил 108 цветов. В качестве основных Ламберт исполь­зовал чистые пигменты желтого, красного и синего цвета. Пирамида состоит из восьми треугольников, расположенных на равных расстояниях один от другого. Количество цветов в каждом из этих треугольников составляет: 45 в тре­угольнике основания пирамиды, 28 во втором треугольнике снизу, 15 – в третьем, 10 – в четвертом, 6 – в пятом, 3 – в шестом, 1 – в седьмом. На восьмом треугольнике, располо­женном у вершины пирамиды, находится белый пигмент.

Были предложены многочисленные идеи плоскостного и пространственного расположения цветов. К плоскостным решениям группирования цветов можно отнести разно­цветные по­лосы, крути и диски, треугольники и производные фигуры, «звезды», "розы" и т.п., а к пространственным – шары, конусы, сферы и производные реше­ния, пирамиды и производные решения, кубы, призмы. Многие системы можно было отнести к системам смешения красок.

Впоследствии были разработаны сис­темы, называю­щиеся системами восприятия цвета.

Во всех приемлемых системах восприятия цвета, разработанных в прошлом веке, использовано всего одно трехмерное расположение цветов, включающее, правда, множество вариа­ций. Открытие такого расположения цветов приписы­вают Арону Зигфриду Форсиусу, шведскому ученому и теологу. В своей книге Physica (1611 г.) в разделе «О свете» он представил свой фено­менологический анализ происхождения и взаимосвязи воспринимаемых цве­тов и трехмерную модель, иллюстрирующую его концепцию.

Рис. 21. Трехмерная модель Форсиуса

Этот основной принцип размещения всего многообразия цветов в трехмерном пространстве в дальнейшем стал общепризнан. Его значимость подчеркивает тот факт, что другие исследователи впоследствии неодно­кратно и независимо повторили его открытие. Например, Филипп Отто Рунге предложил все многообразие цветов представлять не в виде цветового круга, а в виде шара (рис. 22), в котором чистые цвета располагались на экваторе. На оси, проходящей через центр, на­верху находился белый, внизу черный цвет. Внутри шара располага­лись все остальные цвета с соответствующей примесью серого.

Рис. 22 «Цветовой глобус» Рунге

Одно из таких открытий было сделано А. Мансел­лом, и в результате вылилось в цветовую систему, носящую его имя.

В основе всех этих систем лежит модель цветового тела. Она представляют собой трехмерное тело, построенное на двух основных эле­ментах: цветовой плоскости и пересекающей ее ахроматической оси (шкалы ахро­матических цветов).

Вопрос состоит в том, какие цвета или цветовые тона выбраны в качестве ос­новных, как они распределены по цветовом кругу, какая шкала ахроматических цветов используется и каковы градации насыщенности цвета.

Опять остро встает вопрос о цветовом круге. Это не просто решение теоретических вопросов, Этот вопрос связан с практической потребностью общества. В середине XIX века во Франции возросшие эстетические требования к продукции заставляли употреблять краски точно определенного цвета и оттенка. Этого можно было достигнуть только в том случае, если производство красок строго контролировать и ввести соответствующие цветовые стандарты. Несколько лет своей жизни Мишель Эжен Шеврёль посвятил изучению вопроса о цветовых стандартах. «Создание хроматического круга – это не пустая причуда, Оно продиктовано требованиями практики: хроматический круг надо ввести в качестве основного государственного стандарта. Точно так же как эталон длины – метр, как и другие эталоны хранятся в Палате мер и весов, так и эталон цветов должен храниться вместе с ними и служить для калибровки рабочих эталонов». Он создал цветовой круг (рис. 23, [41].).

Рис. 23. Цветовой круг Шеврёля

Для этой цели он использовал три основных цвета – красный, желтый и синий, которые охарактеризовал точно определенными линиями Фраунгофера. Шеврёль расположил три основных цвета на одинаковом расстоянии друг от друга по кругу, а в каждом секторе между двумя цветами поместил по 23 цветовых оттенка, в которых количество одной краски постепенно уменьшалось, а другой – увеличивалось. Цвета в секторе между желтым и синим постепенно переходили от желтого к желто-зеленому. Сектор между ним и красным цветом давал все гаммы оттенков красного, фиолетового и лилового, сектор между красным и желтым – оранжевого. Как дополнение к хроматическому кругу, Шеврёль создал еще восемь других кругов, в которых первоначальные краски были нюансированы определенным процентом черного цвета.

Руководство по гармонии цвета В. Оствальда. Оствальд предложил цветовое тело в виде двойного конуса. Первоначально цветовой круг состоял из 100 цветов, впоследствии замененные 24, расположенными так, что дополнительные цвета находились напротив друг друга. Каждый цветовой тон имел 7 градаций насыщенности. Каждое сечение цветового пространства Оствальда представляло одну из 12 таблиц его Руководства, содержащую 48 цветов дополнительных цветовых тонов. Первый атлас содержал 2500 цветов, более поздние издания Руководства по гармонии цвета – 680 цветов [1].

Рис. 24. Страницы «Руководства» Оствальда

Оствальд, как и Йоханнес Иттен, полагал, что гармоничное цветовое решение можно получить путем выбора цве­тов из его системы, используя геометрические или математические соотноше­ния. Равные интервалы внутри цветового круга или двойного конуса обеспечивали гар­моничные, с его точки зрения, сочетания. (Однако практики знают, что гармо­ния зависит от целого ряда факторов – размеров площадей, занимаемых цветом, формы, самого объекта и т.д.). Его система в настоящее время практически не используется.

Рассмотрим при­меры каждого из трех типов наборов цветов, широко используемых в настоящее время: систему Манселла, NCS, RDS, наборы цве­тов фирмы PANTONE и регистр цветов RAL.