Современная теория цвета

Эта глава посвящена цвету его восприятию, понятию фотографического цветового круга (color wheel), который графически выражает взаимозависимость цветов.
Цвет – это не свойство объекта, а физиологическая и психологическая реакция человека на различные длины волн видимой части электромагнитного спектра (света), который поглощается или отражается объектом. Световая энергия от объекта, предмета воздействует на наши глаза, а мозг интерпретирует эти импульсы света в тот или иной цвет этого объекта или предмета. Восприятие цвета зависит от многих факторов, основные из которых приведены ниже:

1. Характеристики источника света – спектральный состав; соотношение красного (red), зеленого (green), синего (blue) цвета, интенсивность или яркость его.

2. Характеристики передающей среды – стекло, воздух, вода – степень поглощения, пропускания или отражения.

3. Характеристики объекта или субъекта – из какого материала выполнен, темного или светлого тона, поглощает или отражает свет той или иной длины волны.

4. Характеристики приемника – человеческих глаз, фотоаппарат, денситометр. принтер экспресс- фотографии и т.д. – его реакция на световой поток.

5. Опыт зрительного восприятия человека, его память цвета, адаптация – то есть инстинктивная поправка на конкретное освещение объекта или субъекта.

Все объекты поглощают определенные длины волн световой энергии, падающей на них и отражают или поглощают другие. В зависимости от соотношения частей спектра световой энергии, которая поглощается, отражается или пропускается и будет зависеть цвет объекта. Например, от красного объекта отражается красная часть видимой части спектра, и только эта часть спектра будет пропускаться куском красного стекла (красным фильтром)- все другие части спектра (длины волн) будут поглощаться. С другой стороны, если объект белый, то все длины волн будут отражаться в равной степени.
Если часть световой энергии (всех длин волн видимой части спектра) поглощается, то часть света, которая отражается или пропускается будет меньше (ослабление белого цвета). Это воспринимается как оттенки серого цвета при отражении, а при пропускании- как нейтральный (серый) фильтр.
Таким образом, различают три интенсивности света:

1) Белый – когда отражается вся видимая часть спектра.

2) Черный – когда вся видимая часть спектра поглощается.

3) Нейтральной плотности или серый – когда белый свет ослабляется в той или иной мере.

Все цвета
принято подразделять на:

ахроматические (achromatos / по гречески/- бесцветный, неокрашенный), серые цвета несветящихся объектов, являющиеся ступенями перехода от белого к черному, то есть ступенями серого цвета;

хроматические (chromatos / по гречески/- цветной, окрашенный)- все цвета (белого, черного и серого), которые обладают тем или иным цветовым оттенком.

Свет одного цвета (одной длины волны) называют монохроматическим.
К объективным (научным) психофизическим терминам теории цвета относятся:

– Цветовой тон – признак цвета, обусловленный длиной волны излучения в нанометрах (нм). Глаз человека обладает наибольшей чувствительностью к желто-зеленому излучению с длиной волны около 555 нм и различает около 200 цветовых тонов, а по насыщенности – до 20 ступеней каждого цветового тона и не менее 600 ступеней по яркости.

Насыщенность – степень выраженности цветового тона в процентах в его смеси с количеством белого цвета. Наиболее насыщенным являются спектральные (монохроматические) цвета (100%), насыщенность белого и серого тонов равна 0.

– Светлота – степень отражения данного цвета в процентах относительно 100 % отражения белого света идеальной белой поверхностью. Ахроматические цвета (оттенки белого) характеризуются только светлотой, поэтому можно сравнивать хроматические и ахроматические цвета между собой, причем к любому хроматическому цвету можно подобрать ахроматический такой же светлоты.

Все три параметра определяются по международной системе цвета X,Y,Z (MKO) точными математическими величинами.
Основные и дополнительные цвета.
Как было сказано выше, белый цвет – есть отражение от объекта всех длин волн с примерно равной интенсивностью. Видимый спектр разделен на три главные цветные области красную (RED – R), зеленую (GREEN – G) и синюю (BLUE – B). Эти цвет называют основными и независимыми. Их одновременное, равноценное и максимальное воздействие на зрение дает ощущение белого цвета. Ни один из основных цветов не зависит от другого основного и не может быть получен оптическим смешением двух других основных цветов.
При воздействии на зрение двух основных цветов ощущаются желтый (YELLOW – Y), пурпурный (MAGENTA – M) и голубой (CYAN – C), называемые дополнительными цветами, поскольку дополняют собой соответственно синий, зеленый и красный основной цвет для получения белого. Пары излучений, образующие при смешении белый или другой ахроматический цвет, называют взаимодополнительными.
Основные цвета:

Красный зеленый синий = белый

Red Green Blue = White

Краткая цветовая формула основных цветов:
R G B = W
Дополнительные цвета:

Голубой пурпурный желтый = черный (серый – нейтральная плотность)

Cyan Magenta Yellow = Black (Gray – Neutral Density)

Краткая цветовая формула дополнительных цветов:
C M Y = Bk(Gr,N)

Если на экран направить три прожектора белого цвета, создающие три перекрывающихся круга, и перед прожекторами установить красный (red), зеленый (green) и синий (blue) фильтры, то на экране увидим картинку

Если фильтры поменять на голубой (cyan), пурпурный (magenta) и желтый (yellow), то получим другую картинку.
Объединяя эти две картинки получим “цветовой круг”, графическое представление взаимозависимости цветов, применяемое в полиграфии, фотографии и других областях, связанных с получением и анализом цвета. Например, фотографический круг фирмы Kodak выполнен в виде шестигранной звезды (называется – Professional Photographic Division – профессиональное фотографическое разделение цвета).
А фотографический цветовой круг фирмы NORITSU выглядит так:
Такое наглядное графическое представление взаимозависимости цветов позволяет легко определить какие цвета надо сложить в равных количествах для получения третьего цвета.
Первое правило:
Один основной или дополнительный цвет получается сложением двух соседних цветов на цветовом круге. Например, красны (R) цвет получается сложением в равных количествах желтого (Y) и пурпурного (M) – двух соседних цветов на цветовом круге.
Какой цвет получится, если сложить зеленый (G) и красный (R) цвет?
На цветовом круге между зеленым и красным расположен желтый цвет. Следовательно, равное количество зеленого и красного цветов дают желтый, и краткая цветовая формула будет выглядеть так:
G R = Y
Второе свойство цветового круга: так называемые, взаимодополнительные компенсирующие пары. При сложении двух цветов, расположенных на противоположных секторах цветового круга, происходит их взаимная компенсация и формирование нейтральной плотности (N) или серого цвета.
Второе правило:
Когда складываются цвета, противоположные друг другу на цветовом круге, в равных количествах, то цветные свойства компенсируются – в результате формируется нейтральная плотность (N) или серый цвет.
Например, рассмотрим сложение красного (R) и голубого (C) цвета в равных количествах. Эти цвета находятся на противоположных секторах цветового круга, в результате произойдет компенсация цветовой окраски и сформируется нейтральная плотность или серый цвет. Краткая цветовая формула выглядит так: R C = N
Выше приведенные суждения исходили из равных количеств того или иного цвета, а что будет происходить, если количество одного цвета больше, чем второго. Например, сложить 10 единиц синего (B) и 15 единиц желтого (Y). Согласно второго правила: 10 единиц желтого будет скомпенсировано 10 единицами синего, остается 5 единиц желтого, или: 10 B 15 Y = 10 N 5 Y Итак, графическое представление цвета в виде цветового круга предполагает три основных положения:
1. Три основных цвета – красный (red – R), зеленый (green – G), синий (blue – B) и три дополнительных- голубой (cyan – C), пурпурный (magenta – M) и желтый (yellow – Y).

W = R G B

W = B Y (R G)

W = G M (R B)

W = R C (G B)

2. Любой цвет может быть получен при сложении двух соседних цветов на цветовом круге:

R B = M

G R = Y

B G = C

Y M = R

M C = B

C Y = G

3. При сложении двух цветов, расположенных на противоположных секторах цветового круга – равные количества этих цветов взаимнокомпенсируются и формируется серый цвет (нейтральная плотность), результирующий цвет совпадает с преобладающим количеством слагаемого цвета.

R C = N R или С

G M = N G или M

B Y = N B или Y

Теперь от теоретических понятий перейдем к практическому применению цветового круга, использование цветовых фильтров в фотографии. Как было рассказано выше, некоторые материалы удаляют (фильтруют) определенные длины волн света от источника. Это может быть полупрозрачные пленки или эмульсии на прозрачных материалах, которые пропускают вполне определенные длины волн видимого света и поглощают другие длины волн.

Примером изменения цвета с помощью фильтра может быть изменение цвета источника белого света (R G B = W) помещением перед ним желтого (Y) фильтра. В этом случае цвет света после фильтра будет желтым, так как желтый фильтр поглощает синюю часть спектра (синий сектор противоположен желтому на цветовом круге) и пропускает две других части R и G, создающие желтый цвет (желтый сектор находится между зеленым и красным секторами на цветовом круге).

R G B = W

(R G) B Y = Y (B Y) = Y N

Появление в формуле N – нейтральной плотности или серого цвета, говорит о том, что кроме выделения цвета, желтый фильтр ослабляет световой поток белого цвета в той или иной степени.

Другой пример. Изменение цвета источника света с помощью голубого (Cyan) фильтра. После прохождения через голубой фильтр из белого цвета вычтется красная составляющая и останутся синяя и зеленая, которые при сложении и дают голубой цвет.

R G B = W

R (G B) C = (R C) C = N C

Кроме цветных фильтров в фотографии и экспресс – фотографии применяются и другие типы фильтров. Нейтральные или серые фильтры, которые не изменяют соотношение цветов, а только ослабляют общий цветовой поток. Другие типы фильтров изменяют и корректируют световой поток с целью повышения качества изображения на пленке или фотобумаге.

1. Фильтры на объективе фотоаппарата (съемочные) – применяются для изменения количества и коррекции светового потока, падающего на пленку. Примерами могут быть желтый фильтр для подчеркивания цвета неба на снимке или красный фильтр для создания более драматичных снимков заката солнца и съемок при солнечном освещении под ночь, или поляризационные – для ослабления или устранения бликов от гладких неметаллических и металлических поверхностей и для ослабления света голубого неба, или фильтры для ослабления воздушной дымки при натурных съемках, или фильтры для коррекции света при съемке в условиях естественного освещения на пленке, предназначенной для искусственного освещения и наоборот.

2. Фильтры на источниках света – предназначены для регулировки цвета и интенсивности источников света. Более подробно о них можно узнать из соответствующей литературы.

3. Фильтры для создания неактиничного освещения, то есть освещения, которое не засвечивает и не портит фотоматериалы при их обработке.

4. Фильтры для фотопечати, в том числе применяемые в принтерах минилабораторий экспресс – фотографии, используются для регулировки цвета и интенсивности источника света при печати негативов. Это обычно не один, а три фильтра.

В зависимости от принципа печати различают принтеры аддитивной (additive) и субтрактивной (subtractive) печати, соответственно используются красный (red), зеленый (green), синий (blue) и голубой (cyan), пурпурный (magenta), желтый (yellow) фильтры.
Кроме того, в принтерах применяются специальные фильтры для ослабления ультрафиолетового излучения (УФ), которое засвечивает все эмульсионные слои пленки, и инфракрасные (тепловые) фильтры для ослабления большого количества тепла, выделяемого источниками света (галогенными лампами большой мощности), используемыми при печати.
После них (по оси света) устанавливаются в некоторых принтерах желтые и пурпурные фильтры, корректирующие цветность светового потока источника света.

Технически фильтры выполняются из окрашенного в массе оптического стекла, окрашенные в массе тонкие пластиковые пленки и стекла с желатиновым покрытием и др.

 

Похожие записи

No Comments

Оставьте комментарий

Ваш адрес электронной почты не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.