Загальні відомості про фізичні та психологічні властивості світла та кольорів

Все, що оточує людину, має певний колір. У природі немає ні одного предмета без кольору. Людина живе у різноманітному кольоровому світі. Одні кольори дуже яскраві та чисті, інші – бліді та настільки невизначені, що їм важко підібрати назву. Людина бачить лише предмети, що мають певний колір.

З давніх часів людина постійно використовує кольори і насолоджується грою фарб. Крім того, колір впливає на організм людини в психофізіологічному відношенні.

Відомий фізіолог В.М.Бєхтєрєв писав, що колір в майбутньому може ефективно застосовуватися для лікування нервових хвороб. Медицина уже взяла на озброєння кольоротерапію, і в деяких лікарнях хворих лікують за допомогою кольору.

Кольори спектра чергуються в наступній послідовності: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий.

Відчуття кольору відображає якість променевого потоку, що поступає до ока, тобто його спектральний склад. Цей зв’язок між суб’єктивним та об’єктивним в питанні кольорових сприймань неодноразово підкреслювалось видатними вченими всього світу.

Характеристики кольорів

Розглянемо деякі характерні особливості кольору та світла. Частина світлового потоку, досягаючи поверхні тіла, відображається, а частина поглинається та переходить в інші види енергії, як правило, в теплову. Залишок світлового потоку тіло пропускає через себе. Ці явища характеризуються коефіцієнтами відбивання, пропускання і поглинання тіла.

Існує два основних типи відображення: дзеркальне і дифузне. При дзеркальному відображенні кут падіння рівний куту відбивання. При дифузному відображенні промінь відбивається у всіх напрямках.

Всі кольори поділяються на дві групи: ахроматичні та хроматичні. До першої групи (ахроматичної) відносяться білі, чорні та всі сірі кольори, починаючи з найсвітлішого і закінчуючи найтемнішим. До другої (хроматичної) групи відносяться спектральні кольори – червоні, оранжеві, жовті, зелені, блакитні, сині, фіолетові, пурпурні зі всіма переходами та відтінками між ними.

Хроматичних кольорів – нескінченна кількість, однак око людини здатне розрізняти лише обмежену їх кількість, всього близько 300.

Ахроматичні кольори відрізняються один від одного лише світлістю. Тіла, що мають ахроматичний колір, характеризуються невибірковим поглинанням, тобто їх коефіцієнт поглинання однаковий для всіх довжин хвиль.

Змішування кольорів, кольоровий і яскравісний контрасти

У технічній естетиці, архітектурі, образотворчому мистецтві та інших сферах людської діяльності широко використовується змішування кольорів. Встановлено, що змішування двох або кількох хроматичних кольорів дає нові хроматичні кольори, а змішування їх у відповідних пропорціях – ахроматичні кольори. На основі цього встановлені наступні три закони змішування кольорів.

Перший закон: для кожного хроматичного кольору можна знайти інший хроматичний, який при змішуванні у певній пропорції з першим дає ахроматичний колір. Така пара хроматичних кольорів називається доповнюючими кольорами. Наприклад: до червоних кольорів доповнюючими кольорами будуть блакитно-зелені; до оранжевих – блакитні; до жовтих – сині; до жовто-зелених – фіолетові; до зелених – пурпурні. Як правило, на кольоровому колі доповнюючі контрастні кольори лежать на кінцях одного діаметру.

Другий закон: змішування двох недоповнюючих хроматичних кольорів різних кольорових тонів дає завжди новий кольоровий тон, який лежить в кольоровому крузі між кольоровими тонами змішуваних кольорів. Наприклад, змішуючи червоний і жовтий кольори, отримуємо оранжевий; змішуючи червоний та синій отримуємо фіолетовий або пурпурний.

З другого закону випливає один дуже важливий наслідок – з будь-яких трьох кольорів (наприклад, червоний, зелений, синій), розміщених у кольоровому крузі приблизно на однаковій відстані один від одного, можна отримати, змішуючи їх у певних пропорціях, всі можливі кольорові тони.

Третій закон: результат змішування залежить від змішуваних кольорів, а не від спектрального складу світлових потоків, викликаних цими кольорами. Завжди можна замінити спектральний оранжевий сумішшю червоного з жовтим, і колір суміші від цього не зміниться. Наслідком третього закону є те, що при змішуванні трьох і більше кольорів результат буде таким самим, як при змішуванні почергово парами і потім складанні результатів змішування цих пар. Промені, які йдуть від різних джерел, ніби складаються один з одним. Цей вид змішування називається складаючим, або аддітивним.

На основі змішування кольорів виникла наука про вимірювання кольорів – колориметрія. Система колориметрії ґрунтується на змішуванні трьох кольорів: червоного, зеленого і синьо-фіолетового, які називаються основними. Змішуючи основні кольори на колориметрі, отримують найрізноманітніші кольорові тони з точними параметрами кольорового тону, насиченості та світлості.

У кольорознавстві важливе значення мають кольоровий і яскравісний контрасти. Кольоровий контраст двох предметів стає більш помітним по мірі віддалення кольорів, що порівнюються, один від одного по кольоровому кругу. Кольоровим контрастом називається зміна кольору, яка відбувається внаслідок сусіднього розміщення його з іншими кольорами. Яскравим контрастом називається зміна яскравості або світлоти кольору під дією сусідніх кольорів.