Глава 3 психология цвета

Психология изучает одну из основных функций мозга — отражение им окружающей действительности. В круг задач этой науки входит познание закономерностей, связанных с ощущениями, т. е. отражением отдельных свойств предме­тов и явлений в сознании.

Ощущения являются основой познания, источником све­дений о внешнем мире. Среди ощущений важное место зани­мают зрительные и особенно цветовые, которые дают более подробные представления об окружающей действительности, чем ахроматические.

Психология цвета изучает закономерности образования цветового ощущения. Из рис. 1.1 ясно, что оно зависит от физических свойств излучения — спектрального состава и мощности и, кроме того, от физиологических свойств зри­тельного аппарата — главным образом распределения чувствительности цветочувствительных рецепторов по спектру.

Электрические сигналы, направленные в мозг, опреде­ленным образом перерабатываются в зрительное ощущение. Известно, например, что происходит их логарифмирование (закон Вебера — Фехнера) и квантование (пороги восприя­тия).

3.1. Закономерности восприятия цвета 3.1.1. Пороги восприятия

Для того чтобы установить связь между физическими свойствами излучения и его способностью вызывать то или иное ощущение, необходимо установить количественную ха­рактеристику последнего. Сложность задачи измерения ощу­щения состоит в том, что органы чувств не в состоянии фик­сировать его уровень. Поэтому метода прямого измерения ощущений — сладости, боли, светлоты и т. д. — пока нет. В то же время существует метод относительной оценки каж­дого из них. В его основе лежит понятие о порогах воспри­ятия.

Действие раздражителя (стимула) вызывает ощущение только в том случае, когда его количественная характерис­тика, например мощность, выше некоторого значения, на­зываемого пороговым. Тот наименьший уровень раздраже­ния, который можно ощутить, называется порогом ощущения. Порог светового ощущения, как мы виде­ли (см. с. 15), весьма невелик: для зрительного обнаруже­ния светового излучения достаточно нескольких квантов света. По порогу ощущения определяется световая чувстви­тельность глаза.

Для различения двух излучений требуется заведомо большая разница их энергий, чем та, которая обеспечивает обнаружение излучения. Наименьшее, едва различимое при­ращение ощущения, возникающее при сравнении двух излу­чений, носит название порога различения. Он служит мерой приращения зрительного ощущения.

Пороги ощущения и различения имеют общее название порогов восприятия. Теория цвета пользует­ся понятиями порогов восприятия светлоты, цветового тона, насыщенности.

Порог различения выражают либо через разность свето­вых характеристик сравниваемых излучений, либо через от­ношение этой разности к характеристике, имеющей меньшее численное значение. Порог, выражаемый разностью значе­ний величины, называется разностным. Например:

ΔВ = В₁ — В (3.1)

где ΔВ — наименьшая разность яркостей, обеспечивающая зрительное отличие большей яркости В₁ от меньшей В. Или:

Δλ,= λ₁ —λ

где Δλ — наименьшая разность длин волн, при которой из­лучение λ₁ можно зрительно отличить от излучения λ.

Рис. 3.1. Схема определения числа порогов

Как будет ясно из дальнейшего, при установлении связи яркости с уровнем зрительного ощущения — светлотой — порог различения непосредственно связан не с разностью ΔВ, а с ее отношением к меньшей яркости В. Отношение ΔВ:В, при котором яркости излучений минимально разли­чаются, называется дифференциальным поро­гом.

Метод измерения порогов рассмотрим на примере опреде­ления числа яркостных порогов различения между двумя полями, имеющими разные яркости. Это — метод пороговых приращений. Все сказанное об определении числа порогов по яркости относится и к порогам по насыщенности или цвето­вому тону.

Схема определения числа порогов показана на рис. 3.1. Грани призмы, образующие фотометрическое поле, освеще­ны через светорегулирующие устройства (на рис. 3.1, а — оптические клинья). Пусть требуется найти число порогов между яркостями В₀ иВ₂. В этом случае исходное поле име­ет вид, показанный на рис. 3.1,6. Введением нижнего опти­ческого клина можно уменьшить яркость нижней грани так, чтобы обе половины фотометрического поля находились на пределе различения. Тогда между яркостями граней — один порог различения -- минимальная мера приращения светлоты. После этого следует отсчитать еще один порог, на этот раз от верхней половины призмы, увеличив соответст­вующим образом, путем выведения верхнего клина, яркость нижней половины поля (рис. 3.1, д). Допустим, что нижняя, половина поля достигла в этом случае исходной яркости, т. е. В₂. Это значит, что между половинами поля, обладаю­щими яркостями В ₂ и В₀, —два порога различения.

Метод пороговых приращений имеет две особенности. Во-первых, порог— не световая величина, а психологическая — мера ощущения, в нашем примере — мера светлоты. Во-вторых, его можно отмерить только от некоторого уровня, указав лишь приращение светлоты или другого ощущения.

Пороги связаны со световыми величинами. Эта связь да­ет возможность выражать психологические характеристи­ки через световые, которые достаточно надежно измеряются обычными фотометрическими методами. Полученные таким образом зависимости представляют собой наиболее важные соотношения психологии цвета.

Все психологические характеристики имеют световые аналоги. Светлота цвета зависит от его яркости. Подобно этому цветовой тон можно выразить через доминирующую длину волны, а насыщенность — через колориметрическую чистоту. Ниже будут рассмотрены световые характеристики цвета и их связь с психологическими.