Список литературы....................................................................................... 62
Введение.
Первое упоминание о цвете мы находим у Демокрита (Dhmоcritоz). В 450 г. до Р.Х. он сформулировал следующий тезис: «Цвет, а также тепло и холод, … нам даются в восприятии. В действительности же имеются атомы и пустота». Философия Аристотеля (Aristotelhz, 384-322 г. до Р.Х.) предполагает, что цвет скрыто существует во всех телах и становится явным под действием света. В начале XIV века была дана современная трактовка возникновению цветов в радуге (доминиканец Дитрих из Фрайбурга и араб Камаль аль-дин аль Фариси).
Искусственно получить излучение определенного цвета удалось Ньютону в конце XVI века. Не удивляет, что с первым систематическим рассмотрением цвета можно соотнести ньютоновскую "Оптику" (1704). Треххроматическая теория цветового зрения была создана в 1807 г. Юнгом (Thomas Young) и Гельмгольцем (Hermann Helmholtz). Позднее Гете (J. W. von Goethe) провел множество тщательных наблюдений этого явления и представил свои идеи в труде, озаглавленном "Теория цвета" (1810). Законы аддитивного смешения цветов были сформулированы Г. Грасманом (Н. Grassmann) в 1853 г. В 1862 г. дю Орон ( ) описал принципы субтрактивного получения цвета.
На практике, систематический подход к цветопередаче начали использовать Тернер (W. Turner, 1755–1851), Делакруа (Е. Delacroix, 1798–1863), Сера (G. Seurat, 1859-1891) и Синьяк (P. Signac, 1863-1935) [5.54].
В 1905 г. Манселл (А. Х. Munsell) систематизировал цвета по цветовому тону, светлоте, насыщенности и составил первый атлас (порядка 1500 образцов и матовой, и глянцевой печати [5.49]).
В 1931 г. МКО приняла британскую трехцветную колориметрическую систему RGB в качестве исходной для расчета других стандартных колориметрических систем.
Физические основы цветообразования.
Закон сохранения энергии при прохождении светом границы раздела двух сред предельно очевиден:
Ei = Er + Et + Ea
где индекс i относится к падающей волне, r – к отраженной, t – к прошедшей, а – к поглощенной.
Не столь очевидна трактовка идентичности цвета прозрачных объектов и в проходящем, и в отраженном свете. Для слабопоглощающих материалов (а именно такие используются в колориметрическом инструментарии), сначала должно учитывать поглощение, и только оставшуюся мощность – делить между прошедшим и отраженным потоками. Тогда каким бы селективным поглощение ни было, и прошедший, и отраженный свет будет иметь одинаковый спектральный состав. Пример – стеклянный светофильтр.
Применительно к сильнопоглощающим веществам справедливо следующее правило [4.31]: если материал обладает сильным поглощением на какой-то длине волны, то и отражение света данной длины волны на его границе столь велико, что лишь малая доля мощности попадает внутрь и поглощается. Таковы все металлы. На просвет тонкие слои имеют окраску дополнительную к наблюдаемой в отраженном свете: сусальное золото в проходящем свете смотрится синим, напыленная на прозрачную подложку пленка меди – зеленой. Это свойство золота вполне может быть использовано в колориметрии, как его частный идентификационный признак.
Эксперту-физику будет забавен следующий опыт. На стекло наносится капля фиолетовых чернил – ее цвет будет фиолетовым как на отражение, так и на просвет. Но когда капля высохнет, пятно, оставаясь на просвет фиолетовым, обретет в отраженном свете золотисто-оранжевую окраску. Интерпретация такого цветоизменения в отсутствие химических превращений пигмента состоит в следующем. Будучи в растворе веществом слабопоглощающим, высохшие чернила стали средой с сильным поглощением на длине волны, соответствующей ощущению оранжевого цвета.
ПРИМЕЧАНИЕ. Терминология, используемая для поглощающих сред, нередко приводит к недоразумениям. В физике поглощение называют слабым, если глубина проникновения намного превышает длину волны. Напротив, при глубине проникновения, много меньшей длины волны, поглощение называют сильным [4.31]. Такое определение не коррелирует со значениями денситометрических величин.
Контрольные вопросы.
1. Физика цветообразования: «слабое» и «сильное» поглощение света.
Феноменология цвета.
Ощущение цвета является субъективным впечатлением, и под цветом подразумевают те качественные различия, которые появились бы и в случае бесструктурного поля зрения. Иногда отдельно вычленяют белый (серый, черный) цвет. Бесцветными называют тела, которые практически ничего из падающего на них света не поглощают и не рассеивают.
Спектры Солнца и раскаленных твердых тел состоят из серии цветов, переходящих друг в друга (непрерывный спектр), и каждая длина волны вызывает ощущение определенного цвета. Эти цвета называют чистыми. Однако известно много цветов (каталоги содержат сотни), которых среди чистых цветов нет – это смешанные цвета. Соответственно, обратное утверждение, что каждому цвету принадлежит одна определенная длина волны было бы неверным.
Нельзя утверждать, что даже чистый цвет создается излучением одной длины волны: общеизвестен способ получения зеленого цветоощущения смешением синего и желтого цветов. Иначе говоря, множество цветов нельзя однозначно охарактеризовать только длиной волны: в возникновении цветового ощущения играют роль и другие физические, физиологические и психические факторы. Так цветовое ощущение предмета зависит от его освещения, размеров, фона и т.д. Например, сине-зеленый предмет на синем фоне кажется зеленым, на зеленом фоне – синим.
Известны такие пары цветов, которые дополняют друг друга и вместе дают белый цвет. Они носят название дополнительных. Таковы, например, красный и сине-зеленый, желтый и фиолетово-синий, оранжевый и синий и др. В парах встречаются и смешанные цвета. Так, например, дополнительным для зеленого является пурпурный цвет, которого нет в спектре. Расположим чистые цвета по кругу в том порядке, в котором они представлены в спектре. Такое расположение носит название цветового кольца. Оно станет полным, если включить в него пурпурный: он является связующим цветом между красным и фиолетовым. Дополнительные цвета на кольце находятся друг против друга.
Превращение субъективного цветоощущения в объективное явление связано с тем, что люди с нормальным цветовым зрением (96% мужчин и 99,5% женщин [5.52]) в пределах погрешности наблюдательного эксперимента не различают заведомо одинаковые цвета, как чистые, так и смешанные.
Цветовые свойства объектов в различных областях жизнедеятельности принято описывать либо физическими (яркость-длина волны-спектральная чистота), либо физиологическими (яркость-оттенок-насыщенность) характеристиками [5.4].