Глава 4. Ощущение цвета

Общие замечания. Работа глаза строго обусловлена опре­деленными закономерностями. Качество ощущений яркостей и цветностей, также как и качество их восприятий, находится в зависимости от многих условий, в которых может протекать работа глаза оператора на съемочной площадке, за монтаж­ным столом и в просмотровом зале. Опираясь в своей работе на визуальные оценки цветов, оператор должен знать о степе­ни их надежности в принимаемых технических решениях по организации съемки.

Существует ряд обстоятельств, когда наш глаз дает лож­ную информацию о яркостях и цветностях объекта и есть

^6

условия, при которых визуальные оценки оператора достаточ­но точны и даже более точны, чем показания некоторых приборов.

§ 23. Отличие ощущения от восприятия. При наблюдении изолированного беспредметного цвета мы имеем дело только с его ощущением. При наблюдении же цвета конкретного предмета, находящегося в окружении других цветов и предме­тов, мы имеем дело с взаимодействием различных ощущений, которое обуславливает восприятие данного цвета.

На восприятие цвета киноизображения оказывают влияние и такие условия, как эмоциональные переживания при на­блюдении цветного кадра, звуковое сопровождение, последо­вательность цветов, воздействующих на глаз, продолжитель­ность действия цветового возбуждения глаза, состояние глаза при наблюдении цвета и многие другие моменты.

Ощущение — акт физиологический, восприятие — психоло­гический.

§ 24. Ощущения цвета и цветности. Согласно теории цве­тового зрения, ощущение хроматического цвета возникает в результате неравенства трех зональных возбуждений гла­за,—возбуждений синего, зеленого и красного нервных цент­ров глаза (колбочек сетчатки).

Кривые спектральной чувствительности колбочек нормаль­ного человеческого глаза показаны на рис. 10. Если два све-

7Ооноо 44о бое

520

•им

Рис. 10 Спектральная чувствительность колбочек глаза

товых потока, как угодно различные по спектральному соста­ву, произведут одинаковые возбуждения колбочек, то они будут неразличимы по цвету.

Если же возбуждения колбочек одинаковы лишь по от­носительным величинам, а по абсолютным разные, то свето­вые потоки ощущаются одинаковыми лишь по цветности

27

(то есть по цветовому тону и насыщенности), но разными по яркости. Например, если абсолютные зональные яркости в одного цвета выражаются числами 10—20—40, а другого чис- Л лами 1—2—4, то эти цвета будут равны только по цветности, ц а по яркости—различаться в 10 раз. с Вывод: для ощущения одинаковой цветности необходим одинаковый ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ спектральный состав цветов, и Неразличимы по цветности излучения одинаковой цветовой и температуры, так как у них энергия имеет одинаковое относи- р тельное распределение по спектру, л Механизм образования цветовых ощущений одинаков как при наблюдении сложных спектральных составов света, так с и простых. ;

- . , • 1

^

*00 700

^

*М УМ

Рис. 11

Одинаковые цвета с разным спектральным составом

На рис. 11 представлены два спектральных состава, про­стой (а) в виде монохроматического излучения одной длины волны , и сложный (б). Оба они вызывают ощущение одного и того же желтого цвета- Монохроматический свет (а), как показано на рис. 10, производит одинаковое возбуждение одно­временно двух центров глаза, красного и зеленого. Оба воз­буждения, складываясь, вызывают ощущение желтого цвета. Таков же результат возбуждения глаза и двумя широкими спектральными полосами в зеленой и красной зонах света (б). § 25. Зависимость между цветом и спектральным составом. Одному и тому же спектральному составу света всегда строго соответствует один и тот же цвет, но одному и тому же цвету может соответствовать множество различных спек­тральных составов. Объясняется это тем, что одно и то же возбуждение колбочек глаза может образоваться от различ­ных комбинаций лучей в спектре.

§ 26 Метамерные спектры и цвета. Различные спектры, вызывающие ощущение одного и того же цвета, называются МЕТАМЕРНЫМИ. Этот термин распространяется часто и на цвета, то есть два одинаковых цвета, обладающие разными спектрами, называются тоже метамерными.

Метамерные окраски чаще всего встречаются среди мало­насыщенных цветов. Для проверки двух одинаковых цветов на метамерность их достаточно рассмотреть через светофильт­ры различного цвета. Если они при всех светофильтрах про­должают выглядеть одинаковыми, значит они не метамерны.

Метамерно окрашенные светофильтры находят практиче­ское применение в технике (рис. 12). Например, они исполь­зуются в некоторых визуальных измерителях цветовой темпе­ратуры (прибор Лаури,фирмы Кодак).

4оо

709

^00

900

Рис. 12

Спектральные характеристи­ки метамерно окрашенных светофильтров одинакового цвета

§ 27. Дефекты цветового зрения. Цветовое зрение может иметь дефекты, мешающие правильному цветоощущению. Они могут быть постоянными (врожденными) и временными, про­ходящими через более или менее короткие промежутки времени.

Постоянные дефекты вызываются ненормальным строе­нием сетчатки глаза, а также выпадением или ослаблением функций некоторых колбочек. Глаз, вследствие этого, посы­лает в мозг неправильную информацию о цвете.

Временные дефекты вызываются резкими нарушениями условий работы глаза, например, засветкой глаза мощным источником света, резкой переменой освещенности, при кото-

29

рой глаз не успевает сразу приспособиться к новым условиям освещения.

Наиболее сильный дефект цветового зрения — полная цветовая слепота. Она объясняется отсутствием в глазу кол­бочек. Такому цветослепому мир представляется в ахромати­ческих цветах, как в черно-белом кино.

Около 5% людей, преимущественно мужчин, страдают частичной цветовой слепотой. При ней из цветовых ощущений выпадают лишь некоторые хроматические цвета. По такому дефекту зрения люди разделяются на две основные группы:

зеленослепых и краснослепых. Дефект этот проявляется, главным образом, в плохом различении цветов пониженной насыщенности. Например, некоторые бежевые цвета кажутся зелеными, зеленые фигуры изображенные на коричневатом фоне, или коричневые фигуры на зеленом, невидимы совер­шенно. В более тяжелых случаях голубые цвета не различа­ются от пурпурных, даже при большой насыщенности этих цветов. Последний дефект объясняется сильно пониженной чувствительностью глаза к красным лучам.

Дальтонизм — общее название расстройства цветовых ощущений. По терминологии физиологов зеленослепые назы­ваются дейтеранопами, краснослепые—протанопами.

Профессиональное цветовое зрение кинооператора должно быть свободно от каких-либо дефектов. К черно-белым съемкам это может не относиться. В отдельных случаях мож­но не требовать правильного цветоощущения и от киноопера­тора цветного фильма, если ему по роду своей работы не при­ходится иметь дела с цветовой организацией объекта съемки, с цветовой выборочной композицией кадра и с коррекцией цветного позитива в печати при его приеме из кинокопиро­вальной цветной лаборатории.

§ 28. Адаптация глаза. Адаптацией называется приспособ­ление глаза к условиям освещения и, главным образом, к различным уровням наблюдаемых яркостей. Различают три вида адаптации: световую, темновую и цветовую.

Темновой адаптацией называется приспособление глаза к низким яркостям. Оно выражается в сильном повышении его чувствительности к свету за счет выработки в палочках сетчатки, при низких яркостях, светочувствительного веще­ства—зрительного пурпура (радопсина). Чувствительность глаза к свету может повыситься при этом во много тысяч раз.

Световой адаптацией называется приспособление глаза к высоким уровням яркостей. В этом случае под действием света зрительный пурпур в палочках сетчатки исчезает ч функции палочек прекращаются. Работает только колбочковый аппарат глаза.

30

Цветовой адаптацией называется приспособление глаза к условиям цветного освещения. Результат выражается в том, что привыкнув к цветности освещения мы можем ее не за­мечать- Белые предметы, освещенные цветным светом, напри­мер светом свечи или керосиновой лампы, кажутся нам обыч­но такими же белыми, как и при дневном свете.

Адаптация глаза обуславливает переменную чувствитель­ность глаза к свету, что вносит большие помехи в работу кинооператора со светом. В частности визуальная экспономет-рия находится в большой зависимости от адаптации глаза, а потому часто является ненадежной. Привыкнув к высоким уровням освещения в павильоне, кинооператор может прихо­дить к ложным заключениям о недостатке света и, работая без экспонометра, прибегать к чрезмерно большим освещен-ностям объекта, ведущим к передержке.

После длительного наблюдения теневых частей объекта съемки оператор может переоценить яркости объекта в све-тах, так как наблюдение теней повышает чувствительность глаза к свету. И наоборот, после наблюдения ярких деталей объект может показаться в тенях недостаточно освещенным.

§29. Особенности зрения при низких и высоких освещен-ностях. Низкие освещенности влияют на зрительные ощуще­ния в двух направлениях,—на различительную способность глаза в отношении низких яркостей и на спектральную чувст­вительность его.

При низких освещенностях утрачивается видимая града­ция тонов в тенях объекта. Точно также позитив спроециро­ванный на экран при слабом свете фонаря проектора пред­ставляется без деталей в тенях.

Тое

600

^00 400

/»ме. /З

Изменения спектральной чувствительности глаза при низких освещенностях

Кривая спектральной чувствительности глаза при низких освещенностях перемещается к синему концу спектра. Макси­мум ее с 555 нм переходит, примерно, на 510 нм. Вследствие

31

этого значительно изменяется относительная видность крас­ных и синих цветов. При одной и той же их энергетической яркости красные при сильном дневном свете кажутся светлее синих, а вечером при слабом свете — темнее их.

Рисунок 13 поясняет причину этого. Если одинаково яркие красный и голубой днем ощущались в точках А и Б .дневной спектральной чувствительности глаза, то эти же цвета вечером будут ощущаться в точках В и Г вечерней кривой спектральной чувствительности. Эта закономерность в ощущении цветов носит название явления Пуркинье.

При высоких освещенностях наблюдается падение разли­чительной способности глаза в отношении высших яркостей объекта. Наступает так называемая «слепимость» глаза. Те­ряется ощущение градации тонов в высших светах изображе­ния. Цвета при высоких освещенностях кажутся разбелен-•ными, менее насыщенными, а слабонасыщенные цвета пред­ставляются белыми.

Освещенности объектов для наилучшей различительной способности глаза лежат в пределах от 200 до 2000 люкс.

§ 30. Ощущение приростов яркости. Для ощущения при­роста яркости цвета важна не абсолютная величина объек­тивного ее прироста, а относительная. Если две яркости вели­чиной 1 и 100 увеличить на единицу, то при одинаковом в обоих случаях абсолютном приросте относительный прирост в первом случае составит 100%, а во втором только 1 %. В первом случае будет резко заметное увеличение яркости, а во втором практически незаметное.

Ощущения прироста яркостей подчиняются закону Вебера-Фехнера. Его можно сформулировать так: для того, чтобы ощущения яркостей возрастали на одну и ту же величину, то есть в арифметической прогрессии, они должны возрастать объективно в одно и то же число раз, то есть в геометрической прогрессии. Практически это означает, например, что кон­траст между яркостями 2, 4 и 8 представляется зрительно таким же как у яркостей 50, 100 и 200. ^

Закон Вебера-Фехнера имеет ограничения, нарушаясь при , слишком низких яркостях и слишком высоких. При яркостях, имеющих место в нормальных условиях освещения объектов ;

киносъемки, закон этот соблюдается достаточно хорошо. • Наиболее строго он соблюдается в интервале яркостей при- • близительно от 20 до 2000 апостильб. (

Различаемость приростов яркости в светах и тенях изо­бражения неодинакова. Наименьший различаемый глазом 1 прирост яркости в высоких светах равен 5%, в тенях—25%. I

Равноступенным рядом яркостей называется такой, в кото- * ром яркости изменяются в геометрической прогрессии. Такой I

.32 3

ряд величин света осуществляется во всех сенситометрах, при испытании фотослоев Большое его преимущество состоит в том, что фотослои реагируют на него при нормальных экспозициях равными приростами оптических плотностей, так же как и глаз равными приростами ощущений яркости.