А. Теория цвета и цветоизмерение свет и цвет
СВЕТ
– это электромагнитное излучение с
λ=400…750 нм.
ЦВЕТ
– это субъективное ощущение,
связанное с частотой (длиной волны)
воспринимаемого света. Оно
возникает в сознании человека и вне его
не существует.
ФЕНОМЕН ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ
Человек имеет способность различать цвета только благодаря тому, что сетчатка наших глаз устлана специализированными клетками (фоторецепторами), которые вырабатывают сигналы (реакцию) разной силы в зависимости от длины волны света, котррым они облучаются. Условно эти фоторецепторы называют рецепторами:
R-типа, у которых максимум реакции сдвинут в «красную» длинноволновую область видимого спектра;
G-типа, с максимумом реакции в средней «зеленой» части спектра;
В-типа с максимумом реакции в коротковолновой «синей» части спектра.
Из-за из специфической формы клетки перечисленных типов называют «колбочки». Есть еще четвертый тип клеток (Y-тип), называемый «палочки», реакция которых завичисит не от длины волны света, а от его яркости. Эти рецепторы ответственны за наличие в человеческом зренииспособности к черно-белому зрению. Чувствительность палочек намного выше, чем у колбочек, чем и объясняется тот факт, что в условиях слабой освещенности человек не различает цветов («ночью все кошки серы»).
Спектральные характеристики фоторецепторов глаза приводятся на рисунке:
Видно, что области чувствительности (ненулевой реакции) у рецепторов сильно перекрываются, что имеет огромное положительное значение – возникает феномен составных цветов.
Феномен составных цветов
Как человеческое зрение воспринимает одновременное воздействие на глаза нескольких монохромных цветов? Парадоксально. Сознание воспринимает такой составной цветовой сигнал не как два разных, а как некий один, но с воспринимаемым цветом такого монохромного, который фактически внешним источником в глаз не излучается!
Происходит это из-за того, что цветовой анализатор, находящийся в мозгу человека, анализирует только силы реакции фоторецепторов разных типов, но определить, порождена ли эта реакция «правой» полуволной спектральной характеристики рецептора, или «левой», анализатор неспособен. Отсюда и возникает множественность вариантов восприятия, которая в ходе эволюционного развития людей свелась к восприятию некоего неизлучаемого «виртуального» цвета. Как мы увидим дальше, это – великое благо, которое открыло техническую возможности иметь цветное телевидение и фото, цветную полиграфию и пользоваться красками.
«Уравновешивание» цветов
В исследованиях цветов довольно рано были зафиксированыбазовые стандартные цвета: Красный (R) –, 700 нм, Зеленый (G) - 556 нм, Синий (В) – 400 нм.
Это было сделано в ходе иссследования проблемы: каким сочетанием базовых цветов можно воспроизвести каждый монохромный цвет из видимого спектра?
Схема эксперимента по подобному «уравновешиванию» цветов такова:
Условное (не алгебраическое, а только смысловое!) уравнение уравновешивания записывают в таком виде:
C = rR + gG + bB.
Здесь величины r, g и b – интенсивности базовых цветов, при которых наблюдается совпадение («уравновешивание») контрольного цвета С и составного цвета. Определение значений r, g и b для каждого монохрома С и являлось целью этого эксперимента.