Глава 3. Светоцветовая среда — основа восприятия архитектуры 61

Видимость предметов окружающе­го мира основана на получении опти­ческого изображения на светочувстви­тельном слое сетчатки глаза. Каждый участок светочувствительного слоя со­стоит из элементов, по-разному вос­принимающих световую энергию раз­личных полос спектра; это определяет различия в цвете. Отсюда следует, что предмет, рассматриваемый на опреде­ленном фоне, может выявляться не только благодаря своей яркости, но и вследствие цветового контраста.

Человеческому глазу присущи де­фекты и ограничения, свойственные всякой оптической системе. Однако ашрокие пределы чувствительности глаза, его способность приспосабли­ваться к различным условиям распре­деления яркости в поле зрения позво­ляют оценивать глаз как наиболее со­вершенный орган чувств. Способность глаза реагировать как на весьма сла­бые, так и на интенсивные раздражи­тели объясняется наличием в сетчатке

глаза двоякого рода элементов — колбочек и палочек, воспринимающих световые раздражения (табл. 3.1).

Светочувствительные элементы расположены на сетчатой оболочке неравномерно: в центральной части преобладают колбочки, в периферических (удаленных от оптической оси глаза) частях — па­лочки. Благодаря палочкам сетчатая оболочка гла­за может ощущать яркость при весьма малой ин­тенсивности освещение (например, при сумереч­ном, лунном и даже звездном освещении). Свето­техническая особенность палочек заключается в том, что они не вызывают у нас ощущения цвета: с наступлением сумерек улицы и здания кажутся се­рыми.

При сумеречном зрении глаз, подобно фото­графической пластинке, фиксирует только пере­ходы через ахроматические ступени от белого к черному, при центральном же зрении от точки "черное" к точке "белое" ведет множество цветовых оттенков, соответствующих различным цветовым ощущениям.

В противоположность палочкам колбочки не реагируют на слабые световые раздражители; в этом отношении они менее чувствительны, чем па­лочки. Превалирующая доля зрительной работы совершается колбочками, при помощи которых глазом воспринимаются как ахроматические, так и хроматические ощущения. На сетчатке колбочки густо собраны в центральной части. Поэтому зре-

1 Низкие яркости поверхностей, при которых колбочковый аппарат зрения постепенно выключа­ется, составляют около 3 кд/м2.

² Дифракция — отклонение световых лучей от направлений, по которым они должны были бы распространяться по законам оптики; наблюдается при ограничении световых потоков экранами; обусловлена волновой природой света. Аберра­ция — искажение или недостаточная отчетливость изображения.

ние посредством колбочек называют дневным или центральным. Особую роль играет небольшая, рас­положенная несколько в стороне от оптической оси область сетчатки, называемая "желтым пятном". Диаметр его около 1 мм, что соответствует углу зрения около 2°. Посередине желтого пятна имеет­ся "центральная ямка"; размеры ее соответствуют полю зрения около 1°. В пределах этой ямки укла­дывается изображение пятиэтажного здания (вы­сота 15 м), рассматриваемого с расстояния 1 км.

При рассматривании архитектур­ных ансамблей, зданий и интерьеров глаз "обегает" ("ощупывает") поле об­зора таким образом, чтобы изображе­ния отдельных участков последова­тельно попадали в центральную ямку. В этом случае глаз видит предметы отчетливо. Объясняется это отчасти тем, что глаз, подобно оптической си­стеме, дает наилучшие изображения для точек, которые расположены близ­ко к оптической оси, отчасти же более плотным расположением светочувстви­тельных элементов в этой области сет­чатки.

Центральное зрение отличается от периферического тем, что оно позво­ляет судить о спектральном составе света. Это свойство глаза обогащает возможности архитектора оценивать пространство распределения света с по­мощью не только количественных, но и качественных характеристик, опреде­ляемых спектральным составом света.

Периферическое зрение с более высокой (в тысячи раз) чувствитель­ностью к свету обладает меньшей чет­костью видимости. Максимум чувстви­тельности при сумеречном зрении сдвинут из желто-зеленой части спек­тра (при центральном зрении) в си­не-зеленую при почти полной потере чувствительности палочек в красной части спектра. Такое изменение чув­ствительности глаза к излучениям раз­личных участков спектра при переходе от больших яркостей к малым изве­стно под названием эффекта Пур-кинье. Иллюстрацией этого эффекта может служить сравнение яркостей красной и синей или зеленой поверх­ностей, которые воспринимаются рав­нояркими при интенсивном освещении и резко контрастными — при малом: красная поверхность кажется значи­тельно темнее синей и зеленой.

Эффект Пуркинье имеет большое практическое значение при выборе уровня освещенности на улицах горо­дов и в зданиях, а также при отделке зданий и интерьеров, освещаемых ис­точниками с различной цветностью из­лучения.

Глаз последовательно обегает поле зрения и при распознавании предметов, их формы и цвета проецируют изображение в зону наиболее отчетли­вой видимости (центральная ямка). В условиях ма­лых яркостей центральная ямка представляет "волчью яму" для падающего на нее света, ибо предмет, проецирующийся на центральную ямку, становится невидимым. Почти невидимы и изобра -жения малоярких предметов (рассматриваемых под углами 2—3°), попадающие на желтое пятно сетчатки.

Опыт показывает, что для отчетливой видимо­сти предметов в вечерних и ночных условиях при низких яркостях поверхностей¹ необходимо, что­бы рассматриваемые предметы имели угловой раз­мер не менее 5°.

Степень зрительного ощущения определяется освещенностью изображения на сетчатой оболочке глаза. Освещенность получаемого на сетчатке изо­бражения зависит не от угловых размеров рассмат­риваемых предметов, а от яркости светящей повер­хности в направлении к наблюдателю. В этом мож­но убедиться, рассматривая здание (или его де­таль) с различного расстояния. Если отходить от здания, то освещенность на сетчатке глаза остается постоянной, так как изображение здания уменьша­ется пропорционально изменению проникающего в глаз светового потока. Однако эта закономерность изменяется при малых угловых размерах рассмат­риваемого предмета, поскольку в этом случае на размер изображения определенное влияние оказы­вают дифракция и аберрация². В этом случае ви­димость определяется не яркостью рассматривае­мого предмета, а интенсивностью проникающего в глаз светового потока.

Знание фотометрических и коло­риметрических характеристик фасадов даже при учете эффекта Пуркинье не позволяет однозначно судить об их восприятии, поскольку субъективная (воспринимаемая глазом) яркость (светлота) зависит не только от дей­ствительной яркости и яркостных контрастов, но и от условий адаптации глаза.

Различают темновую адаптацию, наблюдаемую при переходе от боль­шой яркости к малой, и световую — при обратном переходе.

Входя днем с ярко освещенной площади (или улицы) в сдабоосвещенное помещение с темной от­делкой стен, человек в первые секунды пребывания в таком помещении не способен увидеть и оценить ни окружающее его пространство, ни детали, ни цвета отделки интерьера. И только после адапта­ции глаза к новым световым условиям он сможет хорошо различать предметы и отделку помещения. Такое ощущение испытывает человек, например, в кинотеатре "Россия" (Москва), когда днем из насы­щенного светом фойе входит в зрительный зал с темной отделкой потолка и части стен. Темновая адаптация возникает в результате изменения чув­ствительности как периферического, так и цент­рального зрительного анализатора.

Световая адаптация характеризуется измене­нием световой чувствительности глаза в процессе его приспособления к заданной яркости после дли­тельного пребывания в темноте. Она определяется понижением световой чувствительности глаза, тем более заметным, чем больше яркость, на которую адаптируется наблюдатель.

Сущность процесса адаптации состоит в том, что сетчатка изменяет свою чувствительность к све­ту вследствие автоматического изменения количе­ства химического вещества (родопсина), содержа­щегося в ее палочковых клетках. При темновой адаптации количество родопсина увеличивается, при световой — уменьшается. В первые пять минут пребывания в темноте количество родопсина изме­няется очень быстро, а затем еще примерно в тече­ние часа — медленно. В результате адаптации чув­ствительность глаза к свету вырастает в тысячи раз. При идеальных условиях глаз, полностью адапти­рованный к темноте, может заметить свет от обык­новенной свечи, находящейся от него на расстоя­нии 20 км.

Анализ памятников архитектуры показывает, что для решения архитек­турно-художественных задач интерье­ра и экстерьера архитекторы умело ис­пользовали световую и темновую адаптацию зрения. Так, прием темно­вой адаптации удачно применялся в архитектуре Древнего Египта. Египет­ские храмы Нового царства, как из­вестно, состояли из нескольких про­странств, следовавших друг за другом. Первое — окруженный колоннадой открытый двор, залитый солнцем. Всякий проходящий через этот двор человек адаптировался к высоким яр­костям колонн и пола. За двором рас­полагался гипостильный зал, ограни­ченный с боков глухой стеной с не­большими отверстиями для проветри­вания помещения. Зал освещался через проемы, расположенные в мес­тах перепада высот среднего и боковых нефов. Полусумрак гипостильного зала сгущался по направлению к святили­щу, куда имели доступ только жрецы. Простые смертные могли видеть свя­тилище только после длительного пре­бывания в зале. Приближаясь к нему, молящиеся постепенно теряли связь с миром, с солнцем, все более подчиня­ясь власти мистики и мрака. По сви­детельству исследователей, египетские мастера Нового царства ввели в архи­тектуру движение, открыли красоту световых контрастов и полутонов.

Прием световой адаптации широко использовался в архитектуре барокко. Отчетливо выраженная тенденция к яркостным контрастам особенно харак­терна для этого стиля в решении ин­терьера. Используя в соборах и цер­квях контраст ярких поверхностей центральных нефов и алтарей с сум­раком боковых нефов, зодчие барокко добились впечатления движения и бес­предельности пространства.

При восприятии русской архитек­туры полем адаптации почти всегда служит высокая и равномерная яр­кость пасмурного неба. Как живописец выбирает изобразительный прием в за­висимости от яркости поля адаптации, так и архитектор выбирает компози­ционный прием в зависимости от яр­кости фона, на котором будет рассмат-

4 3-1008

риваться его произведение. Обращаясь к истории русской архитектуры, мож­но найти в разнообразии композиций, форм, пластических и цветовых реше­ний различных стилей общие законо­мерности, связанные с особенностями природного освещения места строи­тельства. Так, в районах с преоблада­ющим рассеянным светом облачного неба создаются особенно благоприят­ные условия для ощущения цветовых нюансов (благодаря высокой цветовой чувствительности глаза при дневном рассеянном освещении) и восприятия силуэтной архитектуры (благодаря вы­сокой яркости облачного неба). Тща­тельно прорисованные прекрасные си­луэты русских церквей и соборов на фоне светлого неба гармонично впи­сываются в окружающую природу [7 ].

Глаз не только реагирует на вы­сокие яркости и сопутствующие им контрасты, но и "охотится" за ними, выделяя наиболее яркие и контрастные участки поля зрения. Этой свойство глаза следует учитывать в архитектур­ной композиции. Световая композиция русского храма как бы "втягивает" по­сетителя в него, ведет его к центру и заставляет затем поднять голову кверху — к светоносному куполу, внутренняя поверхность которого, наи­более яркая, являет собой и живопис­ную кульминацию интерьера. Посети­тель видит главное в архитектуре хра­ма (рис. 3.1).

Современное общественное соору­жение, как правило, большое по раз­мерам и числу помещений, выдвинуло задачу светового ансамбля как синтеза световой архитектуры его отдельных интерьеров. Свет в таких сооружениях может определять последовательность восприятия интерьеров и их нараста­ющее эмоциональное воздействие на человека.

Роль света как своеобразного пу­теводителя определяется тем, что ха­рактер ощущений, так же как и зри­тельный процесс, развертывается во времени. Появление, изменение и ис­чезновение раздражателя — главный источник зрительного ощущения. Ус­тановлено, что к постоянно действую­щим раздражителям глаз привыкает настолько, что их не замечает. Это испытываешь, например, идя вдоль улицы, освещенной типовыми фонаря­ми.

Когда в окружающем пространстве отсутствуют архитектурные доминан­ты, а также резко контрастирующие с фоном или друг с другом объекты, зрительная ориентация человека за­трудняется. Такое ощущение испыты­вает человек, попадая в районы горо­да, застроенные однотипными здания­ми, не отличающимися друг от друга ни формой, ни пластикой, ни цветом. Й наоборот, последовательное, заранее предусмотренное в проекте распреде­ление яркостей и контрастов, а также использование адаптации, усиливаю­щей впечатление насыщенности про­странства светом, позволяет архитек­тору организовать движение человека в здании или на улице города.

Организация яркостного ритма в интерьере решает только функцио­нальную сторону дела (проблему дви­жения посетителей). Умелое распреде­ление яркостей в помещении делает пространство более глубоким и архи­тектурно выразительным. В соответст­вии с законами адаптации темное про­странство прекрасно "работает" на по­следующее светлое, так как глаз, адаптированный к темноте, лучше вос­принимает освещенное пространство; адаптация к свету позволяет лучше чувствовать темноту. При удачно вы­бранных светлотных соотношениях ос­вещенное малое пространство при пе­реходе в него из темного помещения может показаться большим.

При выборе световой композиции здания или сооружения целесообразно учитывать ассоциации, выработанные у нас природой. Открытое пространст­во поляны более светлое, чем узкая

просека в лесу; площадь всегда светлее танцы; большие пространства светлее малых: высокие — светлее низких; на свет идти приятно; идти на темноту неприятно и рискованно, привычное направление света — сверху, свет снизу неестествен.

Если следовать этим ассоциациям в архитектуре, то большие интерьеры

логично делать более светлыми, чем ний усугубляется условностью свето- малые, а низкие — более темными, тени, которая не отражает ни дейст- чем высокие. Такое распределение яр- вительного направления солнечного костей в интерьере вызывает ощуще- света, ни контрастности освещения, ние естественности; распределение яр- присущего данной местности, ни дей- костей, построенное на обратной за- ствительного распределения яркости кономерности, вызывает ощущение не- на поверхностях фасада или деталей, ожиданности, театрального эффекта, Задачи освещения не могут быть поэтому в рабочих помещениях подо- решены без творческого учета особен- бная световая организация простран- ностей превалирующего в данной ме- ства не может быть рекомендована как стности природного освещения, кото- архитектурный принцип, хотя может ро_е наиболее привычно и комфортно быть применена в отдельных случаях дд_Я человека. На рис. I—VIII* приве- для создания театрального эффекта дено несколько примеров светоцвето- (бары, дискотеки и т.п.). _вого р_ешения зданий и интерьеров Различают две задачи, связанные различного назначения, в которых с учетом оптических свойств глаза че- профессионально (инженерно и худо- ловека. Первая задача - не допустить _жесгвенно) решен комплекс архитек- всякого рода оптические обманы, ко- _Тур_Ных задач**"

торые искажают художественный об- Архитектор В.И.Баженов отмечал,

раз, масштаб, пропорции и архитек- _{чт0 т жнте ортотналъиых и услов}.

тонику интерьеров зданий и сооруже- _ных перспективных изображений нель-

нии; вторая - использовать оптиче- _{зя составить} представление об истин-

ские^ иллюзии для архитектурных _HQM ^ _{здания в} Критери-

целеи (увеличение или уменьшение _См правильности принимаемых зодчим глубины пространства, использование _{ний может} ^ _только

живописных средств светоцвета для ^J

« « тика.

изменения пластической отделки фа- - «

* Действительно, ортогональные

садов, интерьеров, устранение геомет- , „ .: ,

к t~ . j к- проекции фасадов здании обычно от- ризма в архитектуре и др.). ^ „ *

г. ^{v JV} ражают только частный образ, кото- Опыт показывает, что степень оп- * „ , ^v

тических искажений и иллюзий во ^{рыи в общем} ™*⁴™ ^не ^впадает с

многом предопределяется условиями Действительным восприятием здания в

освещения здания или интерьера и яр- ^натУР^е' ^ПР^ИЧИНЫ наблюдаемого рас-

костью поля адаптации и позиции на- ^хожД^{ения меж}ДУ проектом и натурой

блюдателя заключаются в том, что архитектор не

Внимательное изучение архитек- Учитывает конкретных особенностей

турных функций света неразрывно натурного восприятия (освещения, то-

связано со знанием оптических свойств пографии, точки наблюдения и др.) и

глаза архитектора, который обладает недооценивает роль оптических кор-

(по аналогии с музыкантом) "абсолют- Рекций; так создаются "ножницы"

ным глазомером". Сказанное усилива- между художественным замыслом и

ется тем, что применяемые в начер- действительностью, тательной геометрии способы построе- справедливости сказанного мож-

ния ортогональных изображений и ^н0 убедиться, сравнивая проекты и на-

перспектив условны; они не отобража-

ют многообразие восприятия улиц, •„ .