Сколько цветов в спектре

Фильтры

Малиновый фильтр поглощает из спектра зеленый цвет. В этом случае активизируются колбочки, отвечающие за красный и синий цвета. В итоге мы видим малиновый цвет — сочетание красного и синего цветов.

Аналогичным образом желтый фильтр поглощает из спектра синий цвет. Сочетание красного и зеленого цветов образуют желтый цвет.

Сине-зеленый фильтр поглощает из цветового спектра красный цвет. Это означает, что на сетчатке глаза будут возбуждаться только те колбочки, которые отвечают за синий и зеленый цвета, вследствие этого мы видим соединение этих цветов — цвет морской волны.

Если малиновый и желтый фильтры поглотят из спектра зеленый и синий цвета, то мы соответственно будем видеть только красный. Если желтый и сине-зеленый фильтры вырежут из спектра синий и красный цвета, то работать будут колбочки, отвечающие за зеленый цвет, который мы и будем видеть. Лиловый и сине-зеленый фильтры поглощают из спектра красный и зеленый цвета. Таким образом, в глазу действуют колбочки, отвечающие за синий цвет, и мы видим только его. Если все три фильтра использовать одновременно, то поглотятся все цвета, которые воспринимает человеческий глаз. Поэтому мы увидим черный цвет или, точнее, мы не увидим ничего.

Типы спектров

Два представления оптического спектра: сверху «естественное» (видимое в спектроскопе), снизу — как зависимость интенсивности от длины волны. Показан комбинированный спектр излучения солнца. Отмечены линии поглощения бальмеровской серии водорода.

По характеру распределения значений физической величины спектры могут быть дискретными (линейчатыми), непрерывными (сплошными), а также представлять комбинацию (наложение) дискретных и непрерывных спектров.

Примерами линейчатых спектров могут служить масс-спектры и спектры связанно-связанных электронных переходов атома; примерами непрерывных спектров — спектр электромагнитного излучения нагретого твердого тела и спектр свободно-свободных электронных переходов атома; примерами комбинированных спектров — спектры излучения звёзд, где на сплошной спектр фотосферы накладываются хромосферные линии поглощения или большинство звуковых спектров.

Другим критерием типизации спектров служат физические процессы, лежащие в основе их получения. Так, по типу взаимодействия излучения с материей, спектры делятся на эмиссионные (спектры излучения), адсорбционные (спектры поглощения) и спектры рассеивания.

Исторические сведения

Исторически раньше всех прочих спектров было начато исследование оптических спектров. Первым был Исаак Ньютон, который в своём труде «Оптика», вышедшем в 1704 году, опубликовал результаты своих опытов разложения с помощью призмы белого света на отдельные компоненты различной цветности и преломляемости, то есть получил спектры солнечного излучения, и объяснил их природу, показав, что цвет есть собственное свойство света, а не вносятся призмой, как утверждал Роджер Бэкон в XIII столетии. В ходе своих опытов по интерференции света (кольца Ньютона) он также создал первую спектральную таблицу границ между цветами солнечного света, определив соответствующие длины волн. Фактически, Ньютон заложил основы оптической спектроскопии: в «Оптике» он описал все три используемых поныне метода разложения света — преломление, интерференцию и дифракцию, а его призма с коллиматором, щелью и линзой была первым спектроскопом.

Следующий этап наступил через 100 лет, когда Уильям Волластон в 1802 году наблюдал тёмные линии в солнечном спектре, но не придал своим наблюдениям значения. В 1814 году эти линии независимо обнаружил и подробно описал Фраунгофер (сейчас линии поглощения в солнечном спектре называются линиями Фраунгофера), но не смог объяснить их природу. Фраунгофер описал свыше 500 линий в солнечном спектре и отметил, что положение линии D близко к положению яркой желтой линии в спектре пламени.

Спектральные методы исследований

В 1854 году Кирхгоф и Бунзен начали изучать спектры пламени, окрашенного парами металлических солей, и в результате ими были заложены основы спектрального анализа, первого из инструментальных спектральных методов — одних из самых мощных методов экспериментальной науки.

В 1859 году Кирхгоф опубликовал в журнале «Ежемесячные сообщения Берлинской академии наук» небольшую статью «О фраунгоферовых линиях». В ней он писал:

Спектроскоп Кирхгоффа-Бунзена, Annalen der Physik und der Chemie (Poggendorff), Vol. 110 (1860).

В связи с выполненным мною совместно с Бунзеном исследованием спектров окрашенных пламен, благодаря которому стало возможным определить качественный состав сложных смесей по виду их спектров в пламени паяльной лампы, я сделал некоторые наблюдения, приводящие к неожиданному выводу о происхождении фраунгоферовых линий и позволяющие по ним судить о вещественном составе атмосферы Солнца и, возможно, также ярких неподвижных звезд…

…окрашенные пламена, в спектрах которых наблюдаются светлые резкие линии, так ослабляют проходящие через них лучи того же света, что на месте светлых линий появляются темные, если только за пламенем находится источник света достаточно большой интенсивности, в спектре которого эти линии обычно отсутствуют. Я далее заключаю, что темные линии солнечного спектра, не обязанные своим появлением земной атмосфере, возникают из-за присутствия в раскаленной атмосфере Солнца таких веществ, которые в спектре пламени на том же самом месте дают светлые линии. Следует принять, что совпадающие с D светлые линии в спектре пламени всегда вызываются находящимся в нем натрием, поэтому темные линии D солнечного спектра позволяют заключить, что в атмосфере Солнца имеется натрий. Брюстер нашел в спектре пламени селитры светлые линии на месте фраунгоферовых линий А, а, В; эти линии указывают на присутствие калия в солнечной атмосфере

Оптический линейчатый эмиссионный спектр азота

Примечательно, что эта работа Кирхгофа неожиданно приобрела и философское значение: в 1842 году основоположник позитивизма и социологии Огюст Конт в качестве примера непознаваемого привёл именно химический состав Солнца и звёзд:

Мы понимаем, как определить их форму, расстояния до них, их массу и их движения, но мы никогда не сможем ничего узнать об их химическом и минералогическом составе

— Огюст Конт, «Курс позитивной философии», Книга II, Глава I (1842)

Фактически, спектральный анализ открыл новую эпоху в развитии науки — исследование спектров как наблюдаемых наборов значений функции состояния объекта или системы оказалось чрезвычайно плодотворным и, в конечном итоге, привело к появлению квантовой механики: Планк пришёл к идее кванта в процессе работы над теорией спектра абсолютно чёрного тела.

В 1910 году были получены первые неэлектромагнитные спектры: Дж. Дж. Томсон получил первые масс-спектры, а затем в 1919 году Астон построил первый масс-спектрометр.

С середины XX века, с развитием радиотехники, получили развитие радиоспектроскопические, в первую очередь магнито-резонансные методы — спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектроскопия, являющаяся сейчас одним из основных методов установления и подтверждения пространственной структуры органических соединений), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), циклотронного резонанса (ЦР), ферромагнитного (ФР) и антиферромагнитного резонанса (АФР).

Другим направлением спектральных исследований, связанным с развитием радиотехники, стала обработка и анализ первоначально звуковых, а потом и любых произвольных сигналов.

Спектры произвольных сигналов: частотное и временное представления

Спектр ядерного магнитного резонанса (1H), полученный методом Фурье-спектроскопии ЯМР. Красным показан исходный временной спектр (интенсивность-время), синим — частотный (интенсивность-частота), полученный Фурье-преобразованием.

В 1822 году Фурье, занимавшийся теорией распространения тепла в твёрдом теле, опубликовал работу «Аналитическая теория тепла», сыгравшую значительную роль в последующей истории математики. В этой работе он описал метод разделения переменных (преобразование Фурье), основанный на представлении функций тригонометрическими рядами (ряды Фурье). Фурье также сделал попытку доказать возможность разложения в тригонометрический ряд любой произвольной функции, и, хоть его попытка оказалась неудачна, она, фактически, стала основой современной цифровой обработки сигналов.

Оптические спектры, например, Ньютоновский, количественно описываются функцией зависимости интенсивности излучения от его длины волны f(λ) или, что эквивалентно, от частоты f(ω), то есть функция f(ω) задана на частотной области (frequency domain). Частотное разложение в этом случае выполняется анализатором спектроскопа — призмой или дифракционной решеткой.

В случае акустики или аналоговых электрических сигналов ситуация другая: результатом измерения является функция зависимости интенсивности от времени j(τ), то есть эта функция задана на временной области (time domain). Но, как известно, звуковой сигнал является суперпозицией звуковых колебаний различных частот, то есть такой сигнал можно представить и в виде «классического» спектра, описываемого f(ω).

Именно преобразование Фурье однозначно определяет соответствие между j(τ) и f(ω) и лежит в основе Фурье-спектроскопии.

Мы окружены

Осознаем мы этого или нет, но мы находимся в постоянном взаимодействии с окружающим миром и принимаем на себя воздействие различных факторов этого мира. Мы видим окружающее нас пространство, постоянно слышим звуки от различных источников, ощущаем тепло и холод, не замечаем, что пребываем под воздействием естественного радиационного фона, а также постоянно находимся в зоне излучения, которое исходит от огромного количества источников сигналов телеметрии, радио и электросвязи. Почти всё вокруг нас испускает электромагнитное излучение. Электромагнитное излучение — это электромагнитные волны, созданные различными излучающими объектами – заряженными частицами, атомами, молекулами. Волны характеризуются частотой следования, длинной, интенсивностью, а также рядом других характеристик. Вот вам просто ознакомительный пример. Тепло, исходящее от горящего костра – это электромагнитная волна, а точнее инфракрасное излучение, причем очень высокой интенсивности, мы его не видим, но можем почувствовать. Врачи сделали рентгеновский снимок – облучили электромагнитными волнами, обладающими высокой проникающей способностью, но мы этих волн не ощутили и не увидели. То, что электрический ток и все приборы, которые работают под его действием, являются источниками электромагнитного излучения, вы все, конечно же, знаете. Но в этой статье я не стану рассказать вам теорию электромагнитного излучения и его физическую природу, я постараюсь более мене простым языком объяснить, что же такое видимый свет и как образуется цвет объектов, которые мы с вами видим. Я начал говорить про электромагнитные волны, чтобы сказать вам самое главное: Свет – это электромагнитная волна, которая испускается нагретым или находящимся в возбужденном состоянии веществом. В роли такого вещества может выступить солнце, лампа накаливания, светодиодный фонарик, пламя костра, различного рода химические реакции. Примеров может быть достаточно много, вы и сами можете привести их в гораздо большем количестве, чем я написал. Необходимо уточнить, что под понятием свет мы будем подразумевать видимый свет. Всё выше сказанное можно представить в виде вот такой картинки (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Место видимого излучения среди других видов электромагнитного излучения.
На Рисунке 1 видимое излучение представлено в виде шкалы, которая состоит из «смеси» различных цветов. Как вы уже догадались – это спектр. Через весь спектр (слева направо) проходит волнообразная линия (синусоидальная кривая) – это электромагнитная волна, которая отображает сущность света как электромагнитного излучения. Грубо говоря, любое излучение – есть волна. Рентгеновское, ионизирующее, радиоизлучение (радиоприемники, телевизионная связь) – не важно, все они являются электромагнитными волнами, только каждый вид излучения имеет разную длину этих волн. Синусоидальная кривая является всего лишь графическим представлением излучаемой энергии, которая изменяется во времени. Это математическое описание излучаемой энергии. На рисунке 1 вы также можете заметить, что изображенная волна как бы немного сжата в левом углу и расширена в правом. Это говорит о том, что она имеет разную длину на различных участках. Длина волны – это расстояние между двумя её соседними вершинами. Видимое излучение (видимый свет) имеет длину волны, которая изменяется в пределах от 380 до 780nm (нанометров). Видимый свет — всего лишь звено одной очень длинной электромагнитной волны.

От света к цвету и обратно

Ещё со школы вы знаете, что если на пути луча солнечного света поставить стеклянную призму, то большая часть света пройдет через стекло, и вы сможете увидеть разноцветные полосы на другой стороне призмы. То есть изначально был солнечный свет — луч белого цвета, а после прохождения через призму разделился на 7 новых цветов. Это говорит о том, что белый свет состоит из этих семи цветов. Помните, я только что говорил, что видимый свет (видимое излучение) — это электромагнитная волна, так вот, те разноцветные полосы, которые получились после прохождения солнечного луча через призму – есть отдельные электромагнитные волны. То есть получаются 7 новых электромагнитных волн. Смотрим на рисунок 2.

Рисунок 2 – Прохождение луча солнечного света через призму.
Каждая из волн имеет свою длину. Видите, вершины соседних волн не совпадают друг с другом: потому что красный цвет (красная волна) имеет длину примерно 625-740nm, оранжевый цвет (оранжевая волна) – примерно 590-625nm, синий цвет (синяя волна) – 435-500nm., не буду приводить цифры для остальных 4-х волн, суть, я думаю, вы поняли. Каждая волна – это излучаемая световая энергия, то есть красная волна излучает красный свет, оранжевая – оранжевый, зеленая – зеленый и т.д. Когда все семь волн излучаются одновременно, мы видим спектр цветов. Если математически сложить графики этих волн вместе, то мы получим исходный график электромагнитной волны видимого света – получим белый свет. Таким образом, можно сказать, что спектр электромагнитной волны видимого света – это сумма волн различной длины, которые при наложении друг на друга дают исходную электромагнитную волну. Спектр «показывает из чего состоит волна». Ну, если совсем просто сказать, то спектр видимого света – это смесь цветов, из которых состоит белый свет (цвет). Надо сказать, что и у других видов электромагнитного излучения (ионизирующего, рентгеновского, инфракрасного, ультрафиолетового и т.д.) тоже есть свои спектры.
Любое излучение можно представить в виде спектра, правда таких цветных линий в его составе не будет, потому, как человек не способен видеть другие типы излучений. Видимое излучение – это единственный вид излучений, который человек может видеть, потому-то это излучение и назвали – видимое. Однако сама по себе энергия определенной длины волны не имеет никакого цвета. Восприятие человеком электромагнитного излучения видимого диапазона спектра происходит благодаря тому, что в сетчатке глаза человека располагаются рецепторы, способные реагировать на это излучение.
Но только ли путем сложения семи основных цветов мы можем получить белый цвет? Отнюдь. В результате научных исследований и практических экспериментов было установлено, что все цвета, которые способен воспринимать человеческий глаз, можно получить смешиванием всего лишь трех основных цветов. Три основных цвета: красный, зеленый, синий. Если с помощью смешивания этих трех цветов можно получить практически любой цвет, значит можно получить и белый цвет! Посмотрите на спектр, который был приведен на рисунке 2, на спектре четко просматриваются три цвета: красный, зеленый и синий. Именно эти цвета лежат в основе цветовой модели RGB (Red Green Blue).

Проверим как это работает на практике. Возьмем 3 источника света (прожектора) — красный, зеленый и синий. Каждый из этих прожекторов излучает только одну электромагнитную волну определенной длины. Красный – соответствует излучению электромагнитной волны длиной примерно 625-740nm (спектр луча состоит только из красного цвета), синий излучает волну длиной 435-500nm (спектр луча состоит только из синего цвета), зеленый – 500-565nm (в спектре луча только зеленый цвет). Три разных волны и больше ничего, нет никакого разноцветного спектра и дополнительных цветов. Теперь направим прожектора так, чтобы их лучи частично перекрывали друг друга, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 — Результат наложения красного, зеленого и синего цветов.
Посмотрите, в местах пересечения световых лучей друг с другом образовались новые световые лучи – новые цвета. Зеленый и красный образовали желтый, зеленый и синий – голубой, синий и красный — пурпурный. Таким образом, изменяя яркость световых лучей и комбинируя цвета можно получить большое многообразие цветовых тонов и оттенков цвета. Обратите внимание на центр пересечения зеленого, красного и синего цветов: в центре вы увидите белый цвет. Тот самый, о котором мы недавно говорили. Белый цвет – это сумма всех цветов. Он является «самым сильным цветом» из всех видимых нами цветов. Противоположный белому – черный цвет. Черный цвет – это полное отсутствие света вообще. То есть там, где нет света — там мрак, там всё становится черным. Пример тому — иллюстрация 4.

Рисунок 4 – Отсутствие светового излучения
Я как-то незаметно перехожу от понятия свет к понятию цвет и вам ничего не говорю. Пора внести ясность. Мы с вами выяснили, что свет – это излучение, которое испускается нагретым телом или находящимся в возбужденном состоянии веществом. Основными параметрами источника света являются длина волны и сила света. Цвет – это качественная характеристика этого излучения, которая определяется на основании возникающего зрительного ощущения. Конечно же, восприятие цвета зависит от человека, его физического и психологического состояния. Но будем считать, что вы достаточно хорошо себя чувствуете, читаете эту статью и можете отличить 7 цветов радуги друг от друга. Отмечу, что на данный момент, речь идет именно о цвете светового излучения, а не о цвете предметов. На рисунке 5 показаны зависимые друг от друга параметры цвета и света.


Рисунки 5 и 6– Зависимость параметров цвета от источника излучения
Существуют основные характеристики цвета: цветовой тон (hue), яркость (Brightness), светлость (Lightness), насыщенность (Saturation).
Цветовой тон (hue)

– Это основная характеристика цвета, которая определяет его положение в спектре. Вспомните наши 7 цветов радуги – это, иначе говоря, 7 цветовых тонов. Красный цветовой тон, оранжевый цветовой тон, зелёный цветовой тон, синий и т.д. Цветовых тонов может быть довольно много, 7 цветов радуги я привел просто в качестве примера. Следует отметить, что такие цвета как серый, белый, черный, а также оттенки этих цветов не относятся к понятию цветовой тон, так как являются результатом смешивания различных цветовых тонов.

Яркость (Brightness)

– Характеристика, которая показывает, насколько сильно излучается световая энергия того или иного цветового тона (красного, желтого, фиолетового и т.п.). А если она вообще не излучается? Если не излучается – значит, её нет, а нет энергии — нет света, а там где нет света, там черный цвет. Любой цвет при максимальном снижении яркости становится черным цветом. Например, цепочка снижения яркости красного цвета: красный — алый — бордовый — бурый — черный. Максимальное увеличение яркости, к примеру, того же красного цвета даст «максимально красный цвет».

Светлость (Lightness)

– Степень близости цвета (цветового тона) к белому. Любой цвет при максимальном увеличении светлости становится белым. Например: красный — малиновый — розовый — бледно-розовый — белый.

Насыщенность (Saturation)

– Степень близости цвета к серому цвету. Серый цвет является промежуточным цветом между белым и черным. Серый цвет образуется путем смешивания в равных количествах красного, зеленого, синего цвета с понижением яркости источников излучения на 50%. Насыщенность изменяется непропорционально, то есть понижение насыщенности до минимума не означает, что яркость источника будет снижена до 50%. Если цвет уже темнее серого, при понижении насыщенности он станет ещё более темным, а при дальнейшем понижении и вовсе станет черным цветом.

Такие характеристики цвета как цветовой тон (hue), яркость (Brightness), и насыщенность (Saturation) лежат в основе цветовой модели HSB (иначе называемая HCV).
Для того чтобы разобраться в этих характеристиках цвета, рассмотрим на рисунке 7 палитру цветов графического редактора Adobe Photoshop.

Рисунок 7 – Палитра цветов Adobe Photoshop
Если вы внимательно посмотрите на рисунок, то обнаружите маленький кружочек, который расположен в самом верхнем правом углу палитры. Этот кружочек показывает, какой цвет выбран на цветовой палитре, в нашем случае это красный. Начнем разбираться. Сначала посмотрим на числа и буквы, которые расположены в правой половине рисунка. Это параметры цветовой модели HSB. Самая верхняя буква – H (hue, цветовой тон). Он определяет положение цвета в спектре. Значение 0 градусов означает, что это самая верхняя (или нижняя) точка цветового круга – то есть это красный цвет. Круг разделен на 360 градусов, т.е. получается, в нем 360 цветовых тонов. Следующая буква – S (saturation, насыщенность). У нас указано значение 100% — это значит, что цвет будет «прижат» к правому краю цветовой палитры и имеет максимально возможную насыщенность. Затем идет буква B (brightness, яркость) – она показывает, насколько высоко расположена точка на палитре цветов и характеризует интенсивность цвета. Значение 100% говорит о том, что интенсивность цвета максимальна и точка «прижата» к верхнему краю палитры. Буквы R(red), G(green), B(blue) — это три цветовых канала (красный, зеленый, синий) модели RGB. В каждом в каждом из них указывается число, которое обозначает количество цвета в канале. Вспомните пример с прожекторами на рисунке 3, тогда мы выяснили, что любой цвет может быть получен путем смешивания трех световых лучей. Записывая числовые данные в каждый из каналов, мы однозначно определяем цвет. В нашем случае 8-битный канал и числа лежат в диапазоне от 0 до 255. Числа в каналах R, G, B показывают интенсивность света (яркость цвета). У нас в канале R указано значение 255, а это значит, что это чистый красный цвет и у него максимальная яркость. В каналах G и B стоят нули, что означает полное отсутствие зеленого и синего цветов. В самой нижней графе вы можете увидеть кодовую комбинацию #ff0000 — это код цвета. У любого цвета в палитре есть свой шестнадцатиричный код, который определяет цвет. Есть замечательная статья Теория цвета в цифрах, в которой автор рассказывает как определять цвет по шестнадцатеричному коду.

На рисунке вы также можете заметить перечеркнутые поля числовых значений с буквами «lab» и «CMYK». Это 2 цветовых пространства, по которым тоже можно характеризовать цвета, о них вообще отдельный разговор и на данном этапе незачем вникать в них пока не разберетесь с RGB.
Можете открыть цветовую палитру Adobe Photoshop и поэксперовать со значением цветов в полях RGB и HSB. Вы заметите, что изменение числовых значений в каналах R, G, и B приводит к изменению числовых значений в каналах H, S, B.

Цвет объектов

Пора поговорить о том, как так получается, что окружающие нас предметы принимают свой цвет, и почему он меняется при различном освещении этих предметов.
Объект можно увидеть, только если он отражает или пропускает свет. Если же объект почти полностью поглощает падающий свет, то объект принимает черный цвет. А когда объект отражает почти весь падающий свет, он принимает белый цвет. Таким образом, можно сразу сделать вывод о том, что цвет объекта будет определяться количеством поглощенного и отраженного света, которым этот объект освещается. Способность отражать и поглощать свет определятся молекулярной структурой вещества, иначе говоря — физическими свойствами объекта. Цвет предмета «не заложен в нем от природы»! От природы в нем заложены физические свойства: отражать и поглощать.
Цвет объекта и цвет источника излучения неразрывно связаны между собой, и эта взаимосвязь описывается тремя условиями.
— Первое условие: Цвет объект может принимать только при наличии источника освещения. Если нет света, не будет и цвета! Красная краска в банке будет выглядит черной. В темной комнате мы не видим и не различаем цветов, потому что их нет. Будет черный цвет всего окружающего пространства и находящихся в нем предметов.
— Второе условие: Цвет объекта зависит от цвета источника освещения. Если источник освещения красный светодиод, то все освещаемые этим светом объекты будут иметь только красные, черные и серые цвета.
— И наконец, Третье условие: Цвет объекта зависит от молекулярной структуры вещества, из которого состоит объект.
Зеленая трава выглядит для нас зеленой, потому что при освещении белым светом она поглощает красную и синюю волну спектра и отражает зеленую волну (Рисунок 8).

Рисунок 8 – Отражение зеленой волны спектра
Бананы на рисунке 9 выглядят желтыми, потому что они отражают волны, лежащие в желтой области спектра (желтую волну спектра) и поглощает все остальные волны спектра.

Рисунок 9 – Отражение желтой волны спектра
Собачка, та что изображена на рисунке 10 – белая. Белый цвет – результат отражения всех волн спектра.

Рисунок 10 – Отражение всех волн спектра
Цвет предмета – это цвет отраженной волны спектра. Вот так предметы приобретают видимый нами цвет.
В следующей статье речь пойдет о новой характеристике цвета — цветовой температуре.

ПОЗНАЙ СЕБЯ

Вы когда-нибудь видели жёлтый цвет голубого оттенка? Речь вовсе не идет о зелёном цвете. Некоторые оттенки зелёного могут казаться синеватыми, другие — желтоватыми, но зеленый цвет (или любой другой) никогда не кажется и синеватым, и желтоватым одновременно. А видели ли вы когда-нибудь красновато-зелёный оттенок? Мы не имеем в виду тот грязно-коричневый цвет, который мог бы получиться при смешении красной и зелёной красок, или тот жёлтый свет, что возникает при наложении красного и зелёного света, или поле на картине пуантилиста, состоящее из красных и зелёных точек. Мы имеем в виду один-единственный цвет, который выглядит и красноватым, и зеленоватым одновременно.

В специально созданных условиях мы смогли увидеть эти «невообразимые» цвета. Также мы нашли способы вызывать и контролировать появление иллюзорных изображений концентрических кругов и радиальных лучей, хотя результат оказался противоположным ожидаемому. Благодаря исследованию этих двух феноменов нам удалось больше узнать о нейронных механизмах цветооппонентности — одного из базовых понятий теории зрительного восприятия…

Принцип оппонентности широко распространён в физиологии. В 1872 г. немецкий физиолог Эвальд Геринг (Ewald Hering) предположил, что цветовое зрение основано на противопоставлении красного цвета с зелёным, а жёлтого — с синим. Восприятие красного цвета в любой точке зрительного поля исключает восприятие в ней зелёного, и наоборот. Все оттенки, которые люди могут различать, образованы различными сочетаниями красного или зелёного с жёлтым или синим. Теория Геринга объяснила, почему люди могут одновременно воспринимать синий и зелёный цвета с образованием бирюзового оттенка, а красный и жёлтый — с образованием оранжевого оттенка, и так далее, но никогда не воспринимают одновременно красный с зелёным или синий с жёлтым.

Представление о том, что люди не воспринимают результат слияния оппонентных цветов, было одним из базовых положений науки о зрительном восприятии. Предполагалось, что механизм действия феномена цветооппонентности связан с процессами, происходящими уже в сетчатке и среднем мозге (первом отделе головного мозга, вовлеченном в обработку зрительной информации).

Передаваемая по зрительным путям информация — результат вычитания одного цветового сигнала из другого. Исходные цветовые сигналы возникают в трёх типах колбочек сетчатки, которые воспринимают световые волны в трёх различных, но перекрывающихся диапазонах. Другие нервные клетки складывают и вычитают сигналы, полученные от трёх типов колбочек сетчатки, и передают информацию о четырёх основных цветах — красном, зелёном, жёлтом и синем. При этом в зрительной системе есть два канала для передачи данных о цвете : «красный-минус-зелёный» канал (для которого положительный сигнал — «красное», отрицательный сигнал — » зелёное «, а отсутствие сигнала не несет информации ни об одном из этих цветов) и работающий по такому же принципу «жёлтый-минус-синий» канал. Подобный механизм подтверждает закон Геринга о цветооппонентности.

В 1983 г. Хьюитт Крэйн (Hewitt D. Crane) и Томас Пьянтанида (Thomas P. Piantanida) из Стэнфордского международного научно-исследовательского института в МенлоПарке, штат Калифорния, предложили методику, которая позволяла увидеть «запрещённые» красно-зелёный и жёлто-синий цвета. Перед участниками эксперимента исследователи помещали два смежных поля красного и зеленого, или жёлтого и синего цветов. Специальный аппарат позволял отслеживать движения глаз испытуемых и стабилизировать положение цветовых полей на сетчатке, несмотря на непрерывные движения глаз. Стабилизация изображения приводила к интересным эффектам: например, можно было увидеть, что изображение как бы разваливается на части и постепенно исчезает. Особый интерес у Крэйна и Пьянтаниды вызвало то, что в подобных условиях стирались границы между цветовыми полями.

Действительно, участникам этих экспериментов казалось, что граница между двумя полями, окрашенными в оппонентные цвета, исчезала, и цвета постепенно смешивались. Некоторые испытуемые говорили о красновато-зелёных и желтовато-голубых оттенках. Другие видели голубой блеск на жёлтом фоне.

Когда перед испытуемыми помещают два смежных поля, окрашенные в цвета одинаковой яркости, то им кажется, что граница между ними постепенно исчезает, а цвета начинают смешиваться. При использовании полей, окрашенных в оппонентные цвета, такой иллюзии никогда не возникает. Кроме того, известно, что эффект стирания границы можно усилить, минимизировав движения глаз испытуемого. Мы предположили, что одновременное использование обеих методик (выравнивания зрительных полей по яркости и стабилизации изображения на сетчатке) может привести к исчезновению границы даже между оппонентными цветами. Для проверки своей догадки мы пригласили нашего коллегу подполковника Джералда Глисона (Gerald A. Gleason), изучающего движения глаз.

В наших экспериментах мы использовали видеоокулограф из лаборатории Глисона. Голову испытуемого надежно фиксировали в определённом положении. На роль испытуемых мы пригласили своих коллег (исследователей зрения), которые, во-первых, были воспитаны на классической теории цветового восприятия Геринга и скептически относились к самой идее увидеть цвета, недопустимые в его учении, во-вторых, могли корректно и кратко описать свои наблюдения, что, согласитесь, немаловажно, в ситуации, когда ваши голова и челюсти зафиксированы специальными держателями и можно лишь неразборчиво бормотать сквозь стиснутые зубы. Кроме того, их мнение было достаточно авторитетным для скептиков. Таким образом, нашими испытуемыми стали семь исследователей зрения с нормальным восприятием цветов (в том числе один из авторов данной статьи — Винсент Биллок, а также Джералд Глисон).

Поскольку люди неодинаково воспринимают яркость различных цветов, мы сначала оценили реакцию наших испытуемых на красный, зелёный, жёлтый и синий цвета (разной яркости). Затем мы предъявили каждому из них смежные поля, окрашенные в красный и зелёный или жёлтый и синий цвета, причем яркость смежных полей была либо выровнена, либо, наоборот, сильно различалась.

Одновременное использование методик выравнивания зрительных полей по яркости и стабилизации изображения на сетчатке оказалось очень эффективным. Шесть участников эксперимента из семи видели «запрещённые» цвета на изображениях, выровненных по яркости (одному из испытуемых всё казалось серым). Граница между двумя полями исчезала, и цвета как будто «текли» через границу и постепенно перемешивались. Иногда результат был похож на градиентный переход, например от красного слева к зелёному справа, со всеми возможными оттенками зеленовато-красного и красновато-зелёного между ними. Временами можно было видеть красные и зелёные области в одном и том же месте, но «на разной глубине», как будто один оттенок просвечивает сквозь другой. В отдельных случаях однородный красновато-зелёный или синевато-жёлтый цвет заполнял целую область.

Любопытно, что двое испытуемых могли мысленно представить красновато-зелёный или сине-жёлтый цвета даже после окончания экспериментов, хотя позже они утратили эту способность. Таким образом, мы теперь можем ответить на вопрос, заданный философом Дэвидом Юмом в 1739 г.: «Можно ли воспринимать “новые” цвета ?» Да, можно, но яркие новые цвета, которые мы увидели, были лишь комбинациями уже знакомых нам цветов.

Полученные данные позволили разработать модель, объясняющую механизм цветооппонентности процессами, не связанными с вычитанием цветов, жёстко запрограммированным в виде нервных связей. Мы предполагаем, что популяции нейронов конкурируют за «право на жизнь» так же, как животные разных видов, если занимают одну экологическую нишу — с той разницей, что проигрыш приводит к «тишине» (отсутствию информации), а не к вымиранию. Компьютерное моделирование такой «борьбы» воспроизводит механизм классической цветооппонентности — для каждой конкретной длины волн «побеждают» либо «красные», либо «зелёные » нейроны (аналогично для жёлтого и синего цветов). Но если удастся, например, нарушить связи между нейронными популяциями, то ранее «несовместимые» оттенки смогут сосуществовать.

В нашем эксперименте испытуемые не видели «запрещённые» цвета в тех случаях, когда яркость смежных полей не была выровнена. Вместо этого они наблюдали некие текстуры — например, зелёный блеск на красном поле или синие полосы на жёлтом фоне. В исследовании Крэйна и Пьянтаниды в некоторых случаях был получен аналогичный результат; это могло быть связано с тем, что авторы не всегда выравнивали яркость изображений.

Иллюзорные пёстрые и полосатые узоры, которые мы иногда видели, сами по себе очень интересны. Их исследованию посвящены многие работы. Подобные текстуры могут возникать, например, в смесях растворов при неравномерном взаимопроникновении веществ, перемещающихся асимметрично и с разной скоростью. На тот факт, что подобные диффундирующие смеси могут быть удачным объектом исследований, позволяющим создавать их математические модели, впервые обратил внимание ещё английский математик и пионер компьютерных технологий Алан Тьюринг. В числе прочего они позволяют смоделировать возникновение узоров, подобных окраске зебры, леопарда или множества других подобных биологических феноменов — и, в частности, иллюзий.

Самые распространенные геометрические галлюцинации, индуцированные мерцанием, — радиальные лучи, концентрические круги, спирали, сети и фигуры в виде сотов. В 1979 г. Джек Коуэн (Jack D. Cowan) из Чикагского университета и его аспирант Бард Ирментраут (G. Bard Ermentrout) (он сейчас работает в университете Питтсбурга) обратили внимание на то, что возникновение этих узоров связано с возбуждением полос нейронов в первичной зрительной коре (области мозга в затылочной части головы, участвующей в обработке зрительной информации). Например, когда человек смотрит на изображение концентрических кругов, активируются вертикальные полосы нейронов, изображения прямых радиальных лучей активируют горизонтальные полосы нейронов, а спиральных лучей — наклонные.

Таким образом, Ирментраут и Коуэн могут объяснить возникновение многих известных геометрических галлюцинаций, но только в том случае, если мерцание действительно активирует первичную зрительную кору так, что очаги возбуждения самопроизвольно организуются в полосы. В 2001 г. Коуэн и его сотрудники расширили предложенную ими модель, что позволяло объяснять возникновение намного более сложных узоров. Результаты исследований, однако, не дают точных рекомендаций, как вызвать какую-либо конкретную галлюцинацию для её детального изучения. Узоры, вызванные мерцанием, непредсказуемы и изменчивы — вероятно, потому, что каждая следующая вспышка нарушает галлюцинацию, вызванную предыдущей. Было бы очень полезно найти способ получать определённую устойчивую галлюцинацию для её подробного исследования. Зрительные галлюцинации и математические модели формирования узоров Тьюринга могут привести к новым открытиям в исследовании зрительной системы человека.

Нам хотелось добиться стабильности галлюцинаторных узоров, вызываемых мерцанием. Идею мы почерпнули из совсем другой области: науке известны некоторые системы, склонные к самопроизвольному формированию узоров, причем конкретная организация таких узоров зависит закономерным образом от незначительных внешних воздействий на систему. Представьте себе неглубокую ёмкость с маслом, нагреваемую снизу и охлаждаемую сверху. Если разница температур достаточно велика, то восходящие и нисходящие потоки масла самостоятельно организуются в ряды лежащих на боку цилиндров: при взгляде сверху они будут выглядеть как полосы. Каждый цилиндр вращается вокруг своей оси — жидкость поднимается к поверхности с одной стороны и опускается с другой. Подобная структура довольно устойчива при условии, что смежные цилиндры вращаются как шестеренки во взаимно противоположных направлениях.

Ориентация цилиндров (направление «полос») обычно определяется случайно в ходе формирования подобных структур, однако если в определённом месте дополнительно подогреть масло, то оно резко поднимется к поверхности, а цилиндры объединятся в линию. Введённые в заблуждение этой аналогией, мы решили попытаться стабилизировать галлюцинации, предъявляя изображения, окруженные мерцающим фоном или находящиеся снаружи от него. В наших экспериментах это были небольшие изображения концентрических кругов или радиальных лучей, окруженные мерцающей областью.

Подобные картинки вызывают активацию полос определенной ориентации в первичной зрительной коре головного мозга испытуемого. Мы полагали, что возбуждение, вызванное мерцающей областью, «расширит» узор, активируя дополнительные параллельные полосы. Таким образом, мы ожидали, что нашим испытуемым будет казаться, что концентрические круги и радиальные лучи начнут распространяться на окружающую их мерцающую область.

Вопреки нашим ожиданиям, эффект был противоположным. Вокруг реальных узоров в виде концентрических кругов возникали иллюзорные изображения радиальных лучей, которые вращались со скорость примерно один оборот в секунду. И наоборот, вокруг радиальных лучей возникали пульсирующие концентрические круги. Аналогичные результаты получались и в том случае, когда мерцающую область помещали внутри большого изображения. Во всех случаях область галлюцинации была ограничена размерами мерцающей области — она не затрагивала реальный узор, если только он тоже не мерцал синхронно фону.

Этот результат перестанет вызывать удивление, если учесть некоторые полученные ранее данные. Ещё пятьдесят лет назад Дональд Маккей (Donald M. MacKay) из Королевского колледжа Лондона показал, что если рассматривать изображение радиальных лучей в мерцающем свете, то вокруг них можно увидеть расплывчатый узор из концентрических кругов, и наоборот. Полученные Маккеем данные можно интерпретировать как результат своего рода оппонентности. Чтобы понять это, представьте себе, что произойдет, если вы увидите яркую вспышку красного света — после неё всё вокруг будет казаться зелёным (зелёный цвет оппонентен красному). Если зрительная система воспринимает концентрические круги и радиальные лучи как оппонентные структуры, то расплывчатые узоры в иллюзии Маккея также могут быть аналогичными оппонентными послеобразами (как зелёный цвет в рассмотренном выше примере), появляющимися в мгновение темноты между вспышками.

Аналогичный эффект возникает, когда в присутствии красного поля смежное с ним серое поле кажется зелёным (зелёный цвет оппонентен к красному). В соответствующих условиях — при таком использовании мерцания, как в нашей работе, — реальное изображение вызывает появление в прилежащей пустой области иллюзорного оппонентного изображения. В экспериментах Маккея также возникало иллюзорное оппонентное изображение, но этот эффект был разнесён во времени (т.е. лучи и круги нельзя было наблюдать одновременно), тогда как в наших экспериментах он был разнесён в пространстве (лучи и круги находились в смежных областях).

Хотя эксперименты с «невозможными» цветами и вызванными геометрическими иллюзиями напоминают фокусы, они, тем не менее, объясняют важные аспекты зрения вообще и механизмы оппонентного восприятия в частности. Исследование восприятия «запрещённых» цветов показало, что механизм цветооппонентности, раньше служивший моделью для описания всех явлений оппонентного восприятия, не единственно возможен и не столь жёстко запрограммирован, как считали ранее. Более гибкие механизмы, подобные нашей модели «конкурентной борьбы», могут быть полезны для полного понимания того, как же всё-таки в мозге происходит обработка оппонентных цветов .

Эксперименты со стабилизированными геометрическими иллюзиями показали, что несмотря на свою экзотическую природу, эти галлюцинации удивительно похожи на хорошо изученные зрительные эффекты с цветом. Нейронные механизмы геометрической оппонентности также очень интересны. Оппонентные геометрические узоры активируют перпендикулярные полосы нейронов в зрительной коре — возможно, именно эта их особенность станет ключом к пониманию нейронных механизмов оппонентности. Для того, чтобы ответить на этот и другие подобные вопросы, исследователям необходимо найти новые способы провоцирования обратимых нарушений в работе зрительной системы.

Авторы: Винсент Биллок (Vincent A. Billock) и Брайан Цоу (Brian H. Tsou) — биофизики, работающие над развитием комплексной теории восприятия цвета и пространства зрительной системой человека. Они совместно проводят исследования на авиабазе Райт-Паттерсон в штате Огайо. Биллок — главный специалист корпорации General Dynamics в Дейтоне, штат Огайо. Цоу — ведущий специалист Научно-исследовательской лаборатории военно-воздушных сил США. Цоу не может увидеть красновато-зелёный цвет, т.к. он дальтоник, что и подтолкнуло его к изучению цветового зрения.

По материалам журнала В Мире Науки.

Цвет тел

Причина возникновения окраски тел лежит в избирательном поглощении световых лучей. Красное тело, например, отражает главным образом красные и в меньшей степени оранжевые и желтые лучи, остальные же почти полностью поглощает. Поэтому, если смотреть на красное тела через зеленое стекло, то тело будет казаться черным: зеленое стекло поглотит красные лучи, а все остальные лучи поглощены самим телом.

Белым телом будет называться такое, которое все упавшие на него лучи света отбрасывает в одинаковой степени (в идеальном случае — совершенно неослабленными). Существующие у нас белые краски отражают лучи не вполне, а лишь определенную — для всех волн равную — их часть. На практике ближе всего подходит к идеально белому цвету измельченный сернокислый барий, который употребляется, между прочим, для изготовления мелованной бумаги.

Сернокислый барий отражает около 99% падающего на него света. Цинковые белила отражают 94%, свинцовые — 93%, гипс — 90%, свежевыпавший снег — 90%, писчая бумага около 86%, мел — около 84%. Для нашего глаза идеально белый цвет и цвет мела не очень сильно отличаются один от другого. Более того, мы называем тело белым и тогда, когда оно отражает всего 75% света, и лишь при еще меньшем отражении мы начинаем говорить о светло-сером цвете.

Черным телом мы называем такое, которое поглощает весь падающий на него свет без остатка. Наши обычные черные краски и тела не абсолютно черны, так как они отражают некоторую (хотя и малую) часть падающего света. Ближе всего к абсолютно черному подходит черный бархат, который отражает всего лишь 0,2% падающего на него света; парижская черная отражает уже около 2%.

Если положить эти два черных тела рядом, то разница между ними будет чрезвычайно велика. Будучи очень нечувствительным к разнице в белом цвете, наш глаз очень чувствителен к весьма малой разнице в черном.

Природа подарила человеку радость цветового восприятия: мы видим всё окружающее в многообразии цветов и оттенков и даже не задумываемся о том, что может быть иначе.

Учёные утверждают, что многие животные не различают цветов или видят их не так, как люди. Но что такое цвет с точки зрения физики? Вопрос не такой уж простой, как кажется на первый взгляд.

Нюансы терминологии

Если говорить о цветах с точки зрения физики, то речь идёт об электромагнитных волнах, длина которых лежит в интервале от 0,1 Ангстрем до примерно 105 Ангстрем. Этот диапазон воспринимается нашими органами зрения и является тем, что мы называем видимым светом.

Однако в научно-популярной, а порой и в научной литературе речь нередко идёт именно о цветах и цветовом восприятии монохроматического либо узкополосного электромагнитного излучения в вышеуказанном диапазоне. При этом обсуждается, как правило, не проблема цветовосприятия, а свойства, присущие электромагнитному излучению, независимо от того, как оно воспринимается нашими органами зрения.

Разница между видимой и невидимыми частями полного спектра электромагнитных волн является в основном количественной, а не качественной. Видимое излучение с длиной волн в диапазоне от 400 до 700 нм по своим характеристикам мало отличается от теплового излучения, длины волн которого лежат в диапазоне от 1000 до 2000 нм, однако первое воспринимается нами как свет, а второе – как тепло.

На практике существуют такие области физики, как оптика, изучающая в основном свойства видимого диапазона излучения, и тепловая энергетика, предметом изучения которой является преимущественно тепловой диапазон электромагнитных волн.

Невидимые цвета

Мы способны воспринимать электромагнитные волны, длины которых распределяются между 380 нм (соответствует глубокому фиолетовому цвету) и 730 нм (соответствует красному цвету). Но с обеих сторон этого диапазона существуют излучения, которые глаз человека не воспринимает.

Волны короче 380 нм мы называем ультрафиолетовыми, а длиннее 730 нм – инфракрасными. Ультрафиолетовое излучение могут воспринимать многие насекомые и некоторые животные – например, летучие мыши. Иногда люди тоже могут видеть более широкую спектральную картину благодаря особенностям своих зрительных органов.

Существуют электромагнитные волны, более короткие, чем ультрафиолетовые – это рентгеновское и гамма-излучение. Как известно, даже ультрафиолет в больших дозах вреден для человека. Излучение, длина волны которого меньше 100 нм, в больших дозах является смертельно опасным. В природной среде мы надёжно защищены от этих волн, поступающим к нам из космоса, экранирующим озоновым слоем.

Волны, длина которых превышает 2000 нм, т.е. лежит за пределами теплового инфракрасного диапазона, называют радиоволнами. Их длина может колебаться от нескольких миллиметров до сотен и тысяч километров. Короткие радиоволны используются в мобильной телефонной связи, в бытовых микроволновых печах и других приборах. Благодаря использованию длинных волн функционирует радиосвязь.

Цветовосприятие и дальтонизм

Итак, цвета – это отражённое излучение электромагнитных волн, лежащих в очень узком диапазоне длин. Есть люди, у которых нарушен нормальный механизм цветовосприятия. Их называют дальтониками, и они по каким-то причинам не могут видеть часть обычного видимого спектра.

Восприятие цветов сдвинуто у них либо в сторону красной части спектра (ухудшено восприятие фиолетового и синего), ибо в сторону синей части (ухудшено восприятие красного цвета). Дальтонизм может быть наследственным либо возникает из-за травмы сетчатки глаза, возрастных изменений или болезни.

1. Физика цвета

В 1676 году сэр Исаак Ньютон с помощью трёхгранной призмы разложил белый солнечный свет на цветовой спектр. Подобный спектр содержал все цвета за исключением пурпурного. Ньютон ставил свой опыт следующим образом (рис. 1): солнечный свет пропускался через узкую щель и падал на призму. В призме луч белого цвета расслаивался на отдельные спектральные цвета. Разложенный таким образом он направлялся затем на экран, где возникало изображение спектра. Непрерывная цветная лента начиналась с красного цвета и через оранжевый, жёлтый, зелёный, синий кончалась фиолетовым. Если это изображение затем пропускалось через собирающую линзу, то соединение всех цветов вновь давало белый цвет. Эти цвета получаются из солнечного луча с помощью преломления. Существуют и другие физические пути образования цвета, например, связанные с процессами интерференции, дифракции, поляризации и флуоресценции.

Если мы разделим спектр на две части, например — на красно-оранжево-жёлтую и зелёно-сине-фиолетовую, и соберём каждую из этих групп специальной линзой, то в результате получим два смешанных цвета, смесь которых в свою очередь также даст нам белый цвет. Два цвета, объединение которых даёт белый цвет, называются дополнительными цветами. Если мы удалим из спектра один цвет, например, зелёный, и посредством линзы соберём оставшиеся цвета — красный, оранжевый, жёлтый, синий и фиолетовый, — то полученный нами смешанный цвет окажется красным, то есть цветом дополнительным по отношению к удалённому нами зелёному. Если мы удалим жёлтый цвет, — то оставшиеся цвета — красный, оранжевый, зелёный, синий и фиолетовый — дадут нам фиолетовый цвет, то есть цвет, дополнительный к жёлтому. Каждый цвет является дополнительным по отношению к смеси всех остальных цветов спектра. В смешанном цвете мы не можем увидеть отдельные его составляющие. В этом отношении глаз отличается от музыкального уха, которое может выделить любой из звуков аккорда. Различные цвета создаются световыми волнами, которые представляют собой определённый род электромагнитной энергии.

Человеческий глаз может воспринимать свет только при длине волн от 400 до 700 миллимикрон:

1 микрон или 1 ? = 1/1000 мм = 1/1 000 000 м. 1 миллимикрон или 1 м? = 1/1 000 000 мм.

Длина волн, соответствующая отдельным цветам спектра, и соответствующие частоты (число колебаний в секунду) для каждого призматического цвета имеют следующие характеристики:

Цвет — Длина волны в м? (Частота колебаний в секунду)

Красный — 800…650 (400…470 млрд.)

Оранжевый — 640…590 (470…520 млрд.)

Жёлтый — 580…550 (520…590 млрд.)

Зелёный — 530…490 (590…650 млрд.)

Голубой — 480…460 (650…700 млрд.)

Синий — 450…440 (700…760 млрд.)

Фиолетовый — 430…390 (760…800 млрд.)

Отношение частот красного и фиолетового цвета приблизительно равно 1:2, то есть такое же как в музыкальной октаве.

Каждый цвет спектра характеризуется своей длиной волны, то есть он может быть совершенно точно задан длиной волны или частотой колебаний. Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает лишь при восприятии этих волн человеческим глазом и мозгом. Каким образом он распознаёт эти волны до настоящего времени ещё полностью не известно. Мы только знаем, что различные цвета возникают в результате количественных различий светочувствительности.

Остается исследовать важный вопрос о корпусном цвете предметов. Если мы, например, поставим фильтр, пропускающий красный цвет, и фильтр, пропускающий зелёный, перед дуговой лампой, то оба фильтра вместе дадут чёрный цвет или темноту. Красный цвет поглощает все лучи спектра, кроме лучей в том интервале, который отвечает красному цвету, а зелёный фильтр задерживает все цвета, кроме зелёного. таким образом, не пропускается ни один луч, и мы получаем темноту. Поглощаемые в физическом эксперименте цвета называются также вычитаемыми.

Цвет предметов возникает, главным образом, в процессе поглощения волн. Красный сосуд выглядит красным потому, что он поглощает все остальные цвета светового луча и отражает только красный. Когда мы говорим: «эта чашка красная», то мы на самом деле имеем в виду, что молекулярный состав поверхности чашки таков, что он поглощает все световые лучи, кроме красных. Чашка сама по себе не имеет никакого цвета, цвет создаётся при её освещении. Если красная бумага (поверхность, поглощающая все лучи кроме красного) освещается зелёным светом, то бумага покажется нам чёрной, потому что зелёный цвет не содержит лучей, отвечающих красному цвету, которые могли быть отражены нашей бумагой. Все живописные краски являются пигментными или вещественными. Это впитывающие (поглощающие) краски, и при их смешивании следует руководствоваться правилами вычитания. Когда дополнительные краски или комбинации, содержащие три основных цвета — жёлтый, красный и синий — смешиваются в определённой пропорции, то результатом будет чёрный, в то время как аналогичная смесь невещественных цветов, полученных в ньютоновском эксперименте с призмой дает в результате белый цвет, поскольку здесь объединение цветов базируется на принципе сложения, а не вычитания.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >