3.2. Влияние внешних условий на восприятие цвета

3.2.1. Восприятие цвета при разных уровнях яркости

При очень больших и очень малых яркостях наблюдают­ся отклонения от нормального восприятия. Изменяются контраст, светлота и цветовой тон цветов.

При падении яркости ниже 1 кд-м~² и возрастании ее выше 1000 кд-м~² (условно принятые границы приближен­ного соблюдения закона Вебера — Фехнера) яркостный по­рог резко возрастает. Это находится в соответствии с обще­известным явлением, состоящим в том, что при очень низ­ких и очень высоких яркостях детали предметов перестают различаться. Цветовые пороги, так же как и яркостные, воз­растают при отклонении условий освещения от средних, удобных.

Эффект Пуркине. При изменении яркости могут изме­няться соотношения светлот разных цветов. Это явление по­лучило название эффекта Пуркине (1823 г.). Его можно про­иллюстрировать следующим образом. На рис. 3.8 (см. вклей­ку) показаны синий и красный квадраты, расположенные на черном фоне. В условиях яркого освещения (у окна) крас­ный квадрат кажется более светлым, чем синий. В условиях пониженной освещенности (темный угол комнаты) соотноше­ние светлот становится обратным: синий оказывается свет­лее красного. Причина явления ясна из рис. 3.9. Пунктир­ной линией дана кривая относительной спектральной интен­сивности для сумеречного зрения, сплошной — дневного. Буквами С и К на оси длин волн обозначены положения максимумов отражения синего и красного квадратов. При малых освещенностях видность подчиняется кривой суме­речного зрения, и чувствительность глаза к синему превы-

Рис. 3.9. Соотношение чув-ствительностей глаза при разных уровнях освещенно­сти красного и синего по­лей

Рис. 3.10. Смещение цвето­вого тона при снижении освещенности сетчатки (Бе-цольд — Брюкке)

шает чувствительность к красному. При возрастании осве-щенностей работает кривая видности дневного зрения, и со­отношение чувствительностей становится обратным. Чувст­вительности глаза к синему и красному полям при сумереч­ном зрении показаны черными кружками, а при дневном — светлыми. Большие чувствительности обеспечивают боль­шие светлоты.

Явления Бецольда. Бецольд (1873г.) и Брюкке (1877 г.) обнаружили, что цветовой тон зависит не только от длины волны излучения, но и от яркости, а следовательно, осве­щенности сетчатки. На рис. 3.10 показан результат сниже­ния освещенности сетчатки в 350 раз (при уменьшении яр­кости излучения с 1,75-10² до 0,5 кд-м-²). Символом Δλ обо­значено смещение цветового тона излучения. Например, ес­ли яркость излучения λ₅₄₀ снижается в указанных преде­лах, то цветовой тон этого излучения становится неотличи­мым от цветового тона λ₅₅₀ (ордината Δλ при абсциссе 540 равна 10 нм, показано крестиком).

Из рисунка видно, что цветовой тон не зависит от яркости вблизи длин волн 480, 510, 570 нм (светлые кружки). И наоборот, особенно велико смещение цветового тона в обла­сти. 520 нм и после 650 нм, где оно достигает 20 нм и более. Этот эффект получил название явления Бецольда — Брюк-ке.

Цветовой тон смещается и в результате изменения чис­тоты цвета (т. е. разбавления монохроматического излу­чения белым). Это — явление .Бецольда — Эбнея. На рис. 3.11 показана кривая, иллюстри­рующая рассматриваемое явление (по Эбнею и Н.Т. Федорову). Уменьшение чистоты достигалось прибавлением к изучаемому излучению 15% по мощ-

Рис. 3.11. Смещение цветового тона в результате изменения чистоты цвета (Бс-цольд — Эбней)

Рис. 3.12. К объясне­нию явления Бе­цольда

ности белого в пределах от начала видимого спектра до 510 нм и 1 % белого после 510 нм. Наименее критичны в от­ношении этого явления участки спектра, расположенные около 500 и 570 нм, а наиболее критичны — около 530 нм и за 620 нм.

Совпадение областей обнаружения явлений свидетель­ствует об общности их природы. Оба они были объяснены Н. Т. Федоровым. Впечатление цветового тона зависит от отношения реакций рецепторов. Если, например, реакция красночувствительных велика, а зеленочувствительных на­много меньше, то возникает впечатление почти чисто-крас­ного. В случае, если возбуждены рецепторы всех трех типов, то прежде чем находить отношение, из каждой реакции нуж­но вычесть наименьшую. Тем самым из «цветной» реакции вычитается «белая». Это понятно из рис. 3.12, на котором по­казана часть кривых основных возбуждений в области Δλ= = 470—520 нм, где на излучение реагируют все рецепторы. В этом, наиболее общем случае (показано на примере излу­чения λ = 480 нм) впечатление цветового тона связано с соотношением

где х — интенсивность реакцш, а индексы — порядковые номера типов рецепторов, начиная от дающих наибольшую реакцию. Считается, что реакции пропорциональны интенсивности света, а ощущение по за­кону Вебера — Фехнера — логарифму реакции. Тогда ощу­щение цветового тона непосредственно определяется отно-

шением

При изменении силы света в п раз оно имеет вид

что не равно исходному. Поэтому при изменении силы света цветовой тон в общем случае должен стать другим, чем до изменения.

Аналогично объясняется и явление Бецольда — Брюкке.