8.9 Психология восприятия цвета

8.9.1 Закономерности зрительного восприятия цвета

Восприятие - процесс формирования при помощи активных действий субъективного образа целостного предмета, непосредственно воздействующего на анализаторы.

Различные феномены цветового зрения особенно ясно показывают, что зрительное восприятие зависит не только от вида стимулов и работы рецепторов, но также и от характера переработки сигналов в нервной системе. Различные участки видимого спектра кажутся нам по-разному окрашенными, причем отмечается непрерывное изменение ощущений при переходе от фиолетового и синего через зеленый и желтый цвета - к красному. Вместе с тем мы можем воспринимать цвета, отсутствующие в спектре, например, пурпурный тон, который получается при смешении красного и синего цветов.

Феноменологию цветовосприятия описывают законы цветового зрения, выведенные по результатам психофизических экспериментов. На основе этих законов за период более 100 лет было разработано несколько теорий цветового зрения. И только в последние 25 лет или около того появилась возможность непосредственно проверить эти теории методами электрофизиологии путем регистрации электрической активности одиночных рецепторов и нейронов зрительной системы.

Зрительный мир человека с нормальным цветовым зрением чрезвычайно насыщен цветовыми оттенками. Человек может различать примерно 7 миллионов различных цветовых оттенков. Сравните - в сетчатке глаза насчитывается тоже около 7 миллионов колбочек. Зрительная система человека чувствительна к электромагнитным колебаниям, длина волны которых лежит в диапазоне от 380 до 720 нанометров. Эта область электромагнитных колебаний называется видимой частью спектра. Рецепция падающего на сетчатку света представляет собой только первую ступень в сложной цепи процессов, приводящих к зрительному отражению окружающего нас мира.

Структура процесса восприятия цвета меняется в зависимости от оптических свойств поверхности предметов. Эти поверхности могут светиться, излучая больше света, чем на них падает; блестеть, отражая весь падающий на них свет; отражать лишь часть падающего света и быть прозрачными, то есть не оказывать свету существенных препятствий. Большинство окружающих нас предметов частично поглощают и частично отражают падающий на них свет.

Цвет этих предметов характеризуется отражательной способностью. Поэтому для восприятия цвета предметов зрительная система должна учитывать не только свет, отраженный поверхностью предмета, но также характеристики освещающего эту поверхность света. Одни и те же предметы в разных условиях освещения (при дневном свете, при электрической лампе, при оранжево-красном закате) отражают свет разного спектрального состава. Однако, уголь в солнечный день отбрасывает гораздо больше света, чем кусок мела в сумерки, и тем не менее мы воспринимаем уголь черным, а мел белым. Это говорит о константности восприятии цвета, что имеет большое значение для правильной ориентации в окружении. Константное восприятие цвета обеспечивается благодаря оценке относительной яркости поверхностей, находящихся в поле зрения наблюдателя, учитывается роль прошлого опыта. Т.е., константность цвета – способность зрения оценивать цвет предмета несмотря на различное освещение.

В сумерки наиболее ярким кажется зеленый цвет. С наступлением темноты красно-фиолетовые цвета темнеют, а зелено-голубые цвета светлеют.

Цветовая трансформация – способность зрения постепенно привыкать к слабо окрашенному освещению.

Иррадиация - кажущееся изменение площади цветового пятна, окруженного фоном, отличающимся от пятна по светлоте.

Изменение восприятия полихромии в зависимости от уровня освещенности и спектрального состава источника света будет разобрано ниже.

Здесь упомянем лишь об одном явлении восприятия цветов, которое носит название феномена Пуркине. Эффект Пуркине - изменение относительной яркости цветов при усилении или ослаблении освещения (рис. 8.21). Он заключается в том, что при изменении уровня освещенности меняются светлотные отношения цветов полихромии, например, при дневном освещении синий цвет воспринимается более темным, чем красный; при переходе же к низкому уровню освещенности (сумерки) красный цвет воспринимается темно- серым, а синий — светло-серым.

При очень больших яркостях (соответствующих прямому солнечному свету в южных широтах) цветовой тон сохраняется без существенных изменений только у желтого и голубого, остальные "выцветают". Спектр нормальной яркости (соответствует рассеянному дневному освещению). Ясно различаются все цвета. При сильном потемнении различаются только три основных цвета: красный, зеленый и синий.

Адаптация глаза – приспособление его к данным условиям освещения и изменения в соответствии с этим чувствительности глаза. Различают адаптацию темновую, световую и цветовую.

Световая адаптация — снижение чувствительности глаза к свету при большой яркости поля зрения. Механизм световой адаптации: работает колбочковый аппарат сетчатки, зрачок суживается, зрительный пигмент подымается с глазного дна.

Темновая адаптация — повышение чувствительности глаза к свету при малой яркости поля зрения. Механизм темновой адаптации: работает палочковый аппарат, зрачок расширяется, зрительный пигмент опускается ниже сетчатой оболочки. При яркостях от 0,001 до 1 кд/кв.м происходит совместная работа палочек и колбочек. Это так называемое сумеречное зрение.

Яркость спектральных цветов, воспринимаемая зрением,(видность) зависит от их цветового тона. Самым ярким (светлым) нам кажется желтый цвет, самыми темными — красный и фиолетовый.

Спектральная чувствительность. Человеческий глаз лучше всего различает цвета в средней части спектра — от голубого до оранжевого. Здесь достаточно изменения длины волны на 1 — 2 нм для того, чтобы почувствовать изменение цвета. В области красного и фиолетового цветов разностный порог резко увеличивается, доходя до десятков и сотен нанометров.

Зависимость цветового тона от освещенности (яркости). При нормальной дневной освещенности рассеянным светом хорошо воспринимаются все цвета спектра. Если освещенность снижается (сумеречное состояние), то красный, зеленый и синий цвета сохраняют свой цветовой тон, а промежуточные между ними изменяются в направлении сближения с основными. Так, оранжевый становится краснее, желтый приближается к оранжевому, голубой и фиолетовый синеют; желто-зеленые и зелено-голубые теряют свои оттенки и приближаются к спектральному зеленому. Если яркость световых потоков снижается почти до состояния темноты — различаются только три основных цвета — красный, зеленый и синий. В сгущающихся сумерках последним исчезает синий цвет, превращаясь в белесый, а красный превращается в черный. Изменение цветов при уменьшении их яркости называют явлением Бецольда — Брюкке.

При сильном увеличении яркости происходит сдвиг цветового тона всех спектральных цветов к голубому и желтому; это называется явлением Эбнея.

Хроматическая адаптация — снижение чувствительности глаза к цвету при более или менее длительном наблюдении его. Проделаем опыт: возьмем какую-либо цветную карточку (выкраску) и закроем половину ее белой бумагой. Посмотрев на выкраску в течение полминуты, откроем вторую половину и сравним цвет двух полей: того, которое мы наблюдали сравнительно долго и того, которое только что увидели. Проделав такой эксперимент с различными цветами, убеждаемся в следующем:

- насыщенность всех цветов снижается;

- светлые цвета темнеют, а темные светлеют;

- теплые цвета становятся более холодными, а холодные — теплыми.

В результате хроматической адаптации все три координаты цвета изменяются, т.е. происходит искажение цвета, напоминающее эффект запыления.

Если цвет фиксируется наблюдателем слишком долго, наступает хроматическое утомление, в результате которого первоначальное цветовое ощущение может измениться до неузнаваемости.

Утомляющее действие цвета зависит от следующих факторов:

• цветового тона (желтые — наименее утомляющие, красные, оранжевые и фиолетовые — наиболее);

• чистоты (чем чище цвет, тем утомительнее);

• яркости (приглушенные и зачерненные цвета — менее утомляющие, чем яркие).

Утомляющее действие цвета связано также с эмоционально-психическими реакциями человека, т.е. его предпочтениями, культурным уровнем, темпераментом и прочими факторами, которые необходимо учитывать при цветовом проектировании.