Природа цвета. Цветовосприятие. Интерпретация результатов анализа, полученных с помощью визуально-колориметрических тест-систем

Зайцев Александр Сергеевич, генеральный директор
ООО «Дельта хим-тэк», Москва

В процессе своей жизнедеятельности человек находится в постоянном контакте с окружающим миром. Одним из свойств материального мира является цвет, воспринимаемый человеком как осознанное зрительное ощущение. Цветовое восприятие происходит в результате воздействия на глаз человека потоков электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 380 до 780 нм. Все виды излучений, лежащих за пределами данного диапазона, человеческим глазом не воспринимаются.

В том случае, если луч белого света направить через стеклянную призму, он преломится и расщепится на несколько лучей, из которых можно выделить полосы фиолетового, синего, голубого, зеленого, желтого, оранжевого и красного цвета. Такая совокупность цветных полос называется спектром. Каждой полосе отвечает своя электромагнитная волна, характеризующаяся определенной длинной. Сами по себе волны не имеют цвета. Восприятие видимого электромагнитного излучения происходит благодаря тому, что в сетчатке человеческого глаза располагаются рецепторы, способные воспринимать данное излучение. Научные исследования установили, что все цвета, которые способен воспринимать глаз человека, можно получить смешением трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Если взять три монохроматических источника света (красный, зеленый и синий) и наложить их лучи так, чтобы они частично перекрывали друг друга, в местах пересечения лучей мы увидим новые цвета. Синий и зеленый образуют голубой, зеленый и красный – желтый, красный и синий – пурпурный. В центре, где пересекаются все лучи, образуется белый цвет. Таким образом, белый цвет рассматривается как совокупность всех цветов. В противоположности белому находится черный цвет. Черный цвет рассматривается как полное отсутствие света. Изменяя яркость источников света, и комбинируя их, можно получить большое разнообразие цветовых оттенков.

В темноте цвет всех объектов и окружающего пространства – черный. Объекты окружающего нас мира становятся видимыми и принимают какой-либо цвет только при наличии источника освещения. Цвет объекта определяется цветом отраженной волны спектра, которая, в свою очередь, зависит от молекулярной структуры объекта. Если объект поглощает весь спектр падающих на него волн света, он воспринимается черным. Если объект отражает весь спектр видимых волн, он воспринимается белым. Цвет объекта зависит также от цвета источника освещения. Если источником освещения служит красный светодиод, то все освещаемые им объекты будут иметь только красные, серые и черные цвета. Таким образом, цвет объекта определяется количеством поглощенного и отраженного света, которым данный объект освещается. Например, зеленая трава выглядит зеленой потому, что при освещении белым светом она поглощает красную и синюю волну спектра, а зеленую волну – отражает.

Каждый человек характеризуется индивидуальным цветовосприятием, что связано с различным количеством и различной чувствительностью рецепторов глаза. Восприятие цветов изменяется с возрастом, а также зависит от остроты зрения. Правда, подобные различия относятся в основном к тонким оттенкам цвета, поэтому с некоторым допущением можно сказать, что большинство людей с нормальным зрением воспринимают основные цвета одинаково.

Одной из особенностей человеческого глаза является постоянно меняющаяся чувствительность. Глаз приспосабливается к окружающим условиям. Например, если человек долго находится в помещении с насыщенным красным светом, то, выйдя из него в помещение с нормальным освещением, на время адаптации окружающие предметы приобретут зеленоватый оттенок. Это обусловлено тем, что при раздражении определенной группы светочувствительных рецепторов глаза в них распадается пигмент. Со временем пигмент регенерируется, но происходит это не мгновенно.

Другой особенностью цветовосприятия является эффект последовательного контраста, который возникает в результате резкой смены зрительного образа и связан с инерционностью глаза. Если рассматривать яркий объект, после чего перевести взгляд на однородное цветовое поле, на нем возникнет сначала более светлый (положительный) образ, затем – менее светлый отрицательный. Если долго смотреть на красный объект, а потом перевести взгляд на белое поле, возникнет фантомное изображение зеленого цвета.

Кроме того, существует эффект зрительного контраста, который проявляется в том, что объект на светлом фоне кажется темнее того же объекта на темном фоне:

И, наконец, еще один из видов контраста – краевой, называемый также эффектом Маха. На стыке двух полей разной яркости приграничная часть темного поля становится темнее, а светлого, наоборот, светлее.

Приведенные выше особенности цветовосприятия являются нормой. Однако существуют отклонения, называемые «цветовой слепотой». В сетчатке глаза людей с нормальным цветным зрением содержатся пигменты, чувствительные к красному, зелёному и синему цвету. В случае отсутствия одного из зрительных пигментов в сетчатке глаза человек способен различить только два основных цвета. При отсутствии двух зрительных пигментов человек видит окружающий мир в оттенках одного цвета. Цветовая слепота может быть как врожденной (передаваемой по наследству), так и приобретенной (связанной с возрастными изменениями, катарактой, приемом некоторых медикаментов, травмами затрагивающими сетчатку и зрительный нерв). Для выявления цветовой слепоты в офтальмологии используют полихроматические таблицы, состоящие из кружков разного цвета, расположенных так, чтобы образовать цифры. Люди с нарушением цветоощущения не распознают цифры, указанные в таблицах.

Визуально-колориметрические методы анализа основаны на сравнении окраски индикаторного элемента с окраской цветовой шкалы (компьютерной имитации набора эталонных образцов). При интерпретации результатов анализа, полученных с использованием визуально-колориметрических тест-систем, необходимо учитывать физическую природу цвета.

Сопоставление цвета индикаторной зоны с цветовой шкалой следует проводить в условиях нормальной освещенности рабочего места. При этом на индикаторную зону тест-системы должен падать весь спектр видимого света, что проще всего обеспечить в условиях естественного (солнечного) освещения. При искусственном освещении возможно появление аномального окрашивания индикаторных зон, что обусловлено ограниченным спектром излучения источников света. На приведенном ниже изображении можно увидеть разницу в цветах, наблюдаемых при естественном освещении (наверху) и при свете люминесцентной лампы (внизу).

Для получения воспроизводимых результатов рекомендуется провести серию предварительных анализов по установлению контрольных (заведомо известных) концентраций в условиях, максимально приближенных к проведению текущей работы и определить, соответствует ли рабочее место требованиям, предъявляемым к визуально-колориметрическим методам анализа.

Опубликовано на правах рекламы

Цвет в природе и изобразительном искусстве

Похожие презентации:

Красота цвета в природе и изобразительном искусстве

Цвет. Основы цветоведения

Цветоведение. Цвет в изобразительном искусстве

Цвет. Основы цветоведения (Изобразительное искусство 7 класс)

Цветовой круг. Составные и дополнительные цвета

Основы цветоведения. Теплые и холодные цвета

Цвет как средство выражения. Теплые и холодные цвета

Цветоведение. Цветовой круг. Основные характеристики цвета. Систематизация цветов

Основные цвета. Цветовой круг для смешивания красок

Цвет. Основы цветоведения

1. Цвет в природе и изобразительном искусстве

Цвет в живописи. Часть вторая .
Презентация преподавателя истории искусств ДХШ №2
Посохиной Эллиды Николаевны

2. Дорогие мои ученики, уважаемые родители!

ДОРОГИЕ МОИ УЧЕНИКИ,
УВАЖАЕМЫЕ РОДИТЕЛИ!
Мы с вами продолжаем дистанционный курс, по предмету
Беседы об искусстве. Все слайды презентации выстроены в
определённом порядке, не забегайте вперёд, не торопитесь.
Внимательно прочитайте текст. Подумайте и ответьте на
вопросы. Не страшно, если ответ окажется другой. Мы учимся.
Главное, что вы думали и старались. Уважаемые родители,
выслушайте своих детей, прочитай тем, кто ещё плохо
разбирает буквы. Ребята, тему урока нужно записать в альбом. В
альбоме – выполнить задания. Обратите внимание, в конце
занятия у вас будет творческое задание – сделайте его. В альбом
можно вклеить красивые картинки по теме урока. Помните, ваш
альбом – это не учебная тетрадь, а ваша личная книжка по
искусству.

3. Мы увидели, что цвет преображает этот мир и делает его прекрасным.

Ребята, на
прошлом занятии
мы с вами
познакомились с
разнообразием
цвета в природе.
Узнали, что нас
окружает цветной
мир.
Создали свой
календарь цвета.

4. А теперь, нам пора отправляться в путешествие в мир ЦВЕТА

А ТЕПЕРЬ,
НАМ ПОРА
ОТПРАВЛЯТЬСЯ
В ПУТЕШЕСТВИЕ
В МИР ЦВЕТА

5. язык цвета

ЯЗЫК ЦВЕТА
Цвет вдохновляет
художниковживописцев
на
создании картин.
Что бы понимать
как цвет живёт в
картинах
художников, мы
должны изучить
язык цвета.

6. Ребята, вы, конечно, видели радугу в небе? Если взять один фрагмент радуги развернуть его как китайский веер, то получится ….

(переверни страничку)

7. получится вот такой — цветовой круг:

получится вот такой — цветовой
Работа в альбоме! Нарисуйте
цветовой круг.
1. Из каких цветов состоит
цветовой круг? Назовите их.
2. Сколько цветов в цветовом
круге?
3. Какой цвет находятся между
красным и жёлтым?
4. Какой цвет находятся между
фиолетовым и голубым?
Все цвета радуги находятся в
цветовом круге в определённой
последовательности, и изменить
её нельзя!
круг:

8. Это было почти 300 лет назад, в 1704 году!

Цветовой круг из семи
цветов впервые
построил учёный Исаак
Ньютон.
Он открыл тайну белого
луча света: пропустил
сквозь стеклянную
призму луч света и ….
Получил радугу!
Это было почти 300 лет назад, в 1704
году!

9.

Семь цветов – семь нотИсаак Ньютон
решил, что семь
цветов радуги
должны
соответствовать
музыкальной
гамме – семи
нотам в музыке.
Если вы не помните, как звучат семь
нот, нажмите на значок (два раза)

10. Давайте вернёмся к цветовому кругу. Посмотрите на него внимательно и ответьте на вопрос-

Какие цвета вы бы выбрали ,
что бы нарисовать пламя
костра, яркое солнце, пески
Египта?

11. Такие цвета называются тёплыми

КРАСНЫЙ
ОРАНЖЕВЫЙ
ЖЁЛТЫЙ
Запишите в альбом тёплые цвета
А какими
цветами вы бы
нарисовали
февральскую
стужу, мороз,
холод?

13. Такие цвета называются холодными

Голубой
Синий
Фиолетовый
Запишите в альбом холодные цвета

14. Ребята, а какой цвет не вошёл в группу тёплых и холодных цветов?

Правильно – это зелёный!
Между какими цветами он находится в цветовом круге?
Он объединяет группу тёплых и холодных цветов.
Зелёный может быть тёплым и холодным цветом.

15. Основные цвета

А
теперь,
давайте
возьмём из цветового
круга
три
цвета:
красный,
синий
и
жёлтый.
Эти цвета настоящие
волшебники!
Они
основа цветового круга:
из них можно составить
все
цвета!
остальные
Поэтому их называют
основными!
Запишите в альбом
основные цвета!

16. Не верите? Попробуйте сами смешать на палитре !

1. Назовите цвет,
который можно
составить из
жёлтого и синего
цветов.
2. Какой цвет можно
составить из
красного и жёлтого
цветов?
3. А какой цвет
получится
составить из синего
и красного?
Запишите в альбом ваши ответы.

17. Основные и составные цвета

Мы составили три
цвета: зелёный,
оранжевый и
фиолетовый!
Такие цвета
называются
составные!
Нарисуйте в альбоме треугольник основных и
составных цветов.

18. Проверьте себя

1. Кто впервые изобразил семь
цветов радуги в виде
цветового круга?
2. Какие цвета составляют
цветовой круг? Назовите их
начиная с красного.
3. Какие цвета называют
тёплыми?
4. А какие холодными?
5. Назовите основные цвета.
6. А теперь составные.
Справились? Молодцы!
А теперь………..
Переверните страничку

19. А теперь вас ждёт творческое задание:

Вы уже знаете, что Ньютон
соотносил каждый цвет с
музыкальной нотой.
Попробуйте
нарисовать
музыкальный фрагмент с
помощью разных цветов.
Выберите самостоятельно
мелодию, прослушайте и на
листе альбомного формата
изобразите в цвете, то, что
вы услышали.

20. Сфотографируйте полученный результат и пришлите его нам вместе с музыкальным фрагментом.

Удачи! Мы ждём ваших
работ!

English     Русский Правила

Основные принципы теории цвета для фотографии природы

Цвет может оказать огромное влияние на ваши фотографии. Понимание теории цвета может помочь фотографам природы использовать цвет в свою пользу для создания более ярких изображений. Теория цвета, используемая художниками, фотографами, декораторами интерьеров, графическими дизайнерами и другими, является неотъемлемой частью творческого инструментария. Теория цвета основана на цветовом круге. Многие из вас помнят изучение цветового круга в начальной школе. Да, это тот самый цветовой круг, который вы изучали много лет назад. Цветовой круг поможет нам понять взаимосвязь между цветами в фотографии природы.

Первичные, вторичные и третичные цвета

Красный, синий и желтый являются основными цветами. Это чистые цвета, и они не создаются путем комбинирования других цветов. Промежуточный цвет между основными и вторичными цветами, полученный путем смешивания равных количеств двух основных цветов. Оранжевый получается путем смешивания красного и желтого; зеленый получается путем смешивания синего и желтого; а фиолетовый получается путем смешивания синего и красного. Третичные цвета представляют собой комбинацию основного и вторичного цветов, т. е. красный и фиолетовый образуют красно-фиолетовый, а синий и зеленый — бирюзовый. Я обнаружил, что повторное посещение цветового круга вернуло мне воспоминания о той любимой коробке с 64 цветами мелков Crayola и очарование множеством цветов и названий, которые им дали.

Оттенки, тона и тени

Некоторые цветовые круги также отображают вариации чистого цвета. Двигаясь к белому центру колеса (на фото выше), они будут показывать оттенки чистого цвета. Оттенок означает, что был добавлен белый цвет. Оттенки имеют тенденцию быть более тонкими. Тона указывают на добавление серого. Оттенки достигаются добавлением черного к чистому цвету. Влияние цвета на изображение — это не только сам цвет, но и оттенки, оттенки и тона, а также то, как мы реагируем на них.

Давайте немного углубимся в то, как цвета взаимодействуют друг с другом, и как мы можем использовать это понимание для создания большего эффекта в фотографии природы.

Аналогичные цвета

Цвета, расположенные рядом друг с другом на цветовом круге, называются аналогичными и гармонируют друг с другом. Например, аналогичны красный, красно-оранжевый и оранжевый, а также синий и зеленый. Гармоничные цвета могут быть очень приятными для глаз своими тонкими различиями. Фотографы-натуралисты часто могут использовать эти свойства аналогичных цветов для создания успокаивающего эффекта. Изображение тюльпана ниже гармонично сочетается с его теплыми тонами красно-оранжевого, оранжевого и желтого, в то время как пурпурный и зеленый вместе на поле люпина хорошо сочетаются друг с другом, создавая спокойную гармоничную комбинацию с их прохладными отступающими цветами.

Дополнительные цвета

Цвета, расположенные непосредственно напротив друг друга на цветовом круге, являются дополнительными. Красный сочетается с зеленым, синий с оранжевым, а желтый с фиолетовым. Они дополняют друг друга, потому что не содержат ни одного из цветов, противоположных им. Красный не содержит зеленого и наоборот. Использование дополнительных цветов в ваших изображениях может произвести впечатление. Проще говоря, эти цвета хорошо смотрятся вместе. Контраст и визуальное напряжение, создаваемые дополнительными цветами, бросаются в глаза. Например, красный георгин ниже выглядит намного живее благодаря своему зеленому фону. Георгин был снят на выставке георгинов в помещении, а фон изначально был белым из-за стола на заднем плане. Изображение было неинтересным и плоским. Я выбрал зеленую текстуру, чтобы добавить ее к фону, наложил ее в Photoshop и создал маску, чтобы прокрасить цветок. Внезапно цветок ожил, совершенно другой образ с большим эффектом. Лепестки сине-фиолетовых крокусов красиво контрастируют с дополняющими друг друга желто-оранжевыми тычинками внутри цветка.

Триадные цвета

Триадные цвета состоят из любых трех цветов, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга на цветовом круге, образуя треугольник, например, красный, желтый и синий или фиолетовый, оранжевый и зеленый. Использование триадных цветов может быть ярким и насыщенным, но их может быть трудно найти в природе. Чтобы эффективно использовать их в фотографии природы, вы можете выбрать один в качестве доминирующего цвета, а два других в качестве акцентов, чтобы не подавлять друг друга.

Монохроматические цвета

Монохроматические цвета принимают один оттенок и используют различные оттенки, тона и оттенки этого оттенка. Многие люди путают монохромный с черно-белым, но монохромный означает просто использование цветов, имеющих одинаковое цветовое значение.

Доминирующие и рецессивные цвета

Красный и оранжевый — теплые, доминирующие цвета, а синий и зеленый — холодные, отступающие цвета. Для фотографии природы хорошо работает доминирующий красный цветок на зеленом фоне, как мы видели на изображении георгина выше, но, как правило, зеленое растение на красном фоне не работает. Фон с доминирующими цветами будет отвлекать зрителя от основного объекта и вызывать визуальный конфликт. Фотографы-натуралисты могут создать впечатление и добавить глубины своим изображениям, продуманно сочетая доминирующие и отступающие цвета.

Цвет, фотография эмоций и природы

Цвет также может иметь эмоциональное значение для зрителя, и у всех нас есть цветовые предпочтения. Цвет часто вызывает эмоциональные реакции, и в разных культурах цвет может иметь разное значение. Мы ассоциируем красный цвет с любовью, страстью, властью, лидерством и энергией, но также с гневом и опасностью. Красный — это доминирующий цвет, который привлечет внимание зрителя, поэтому важно подумать о том, где вы хотите разместить его в своей композиции. При фотографировании красного вам потребуется недоэкспонировать на -1, чтобы получить насыщенный, яркий и правильно экспонированный красный цвет. Оранжевый цвет ассоциируется со здоровьем и жизненной силой. Как и красный, это доминирующий, продвигающийся цвет, и его лучше всего недоэкспонировать при -1. Желтые цвета поднимают настроение, жизнерадостны и полны энергии. Желтый — самый яркий цвет в спектре, и при фотографировании желтого нам часто приходится переэкспонировать +1.

Красный цвет часто ассоциируется с любовью, страстью и энергией.

Зеленый ассоциируется с молодостью, надеждой и свежестью. Зеленый является рецессивным цветом и оказывает успокаивающее действие. Это отличный фоновый цвет, который, к счастью, широко распространен в природе. Синий также является рецессивным цветом и предполагает спокойствие, мир, спокойствие, надежность и хладнокровие. Это самый популярный цвет во всем мире, а также распространенный в природе. Как и зеленый, синий — рецессивный цвет, а также отличный фоновый цвет. Фиолетовый, или фиолетовый, представляет собой сочетание красного и синего. Это цвет, связанный с королевской властью, лидерством и духовностью. Если вы заполняете кадр более глубоким фиолетовым, как на изображении тюльпана ниже, недоэкспонируйте -1.

Заливка кадра этим темно-фиолетовым тюльпаном. Мне нужно было недоэкспонировать изображение -1, чтобы получить правильный цвет.

Не забыть – белый и черный. Белый – символ надежды и чистоты, а благодаря своей легкости это опережающий цвет, приковывающий взгляд и затягивающий его в кадр. Черный – самый рецессивный цвет, отсутствие цвета. Он обозначает тайну, элегантность, силу и часто ассоциируется со злом, опасностью или депрессией. Черный обеспечит контраст и заставит другие цвета занять центральное место.

Почему мы недоэкспонируем или переэкспонируем?

Выше я упомянул о недодержке или передержке определенных цветов. Почему нам нужно недоэкспонировать или переэкспонировать экспонометр нашей камеры с определенными цветами? Помните, что экспонометр вашей камеры запрограммирован на экспонирование всего отраженного света, как если бы он был нейтральным 18% серым цветом, поэтому для получения точных цветов требуется небольшая подстройка. Вот почему, когда мы снимаем белые объекты, мы обычно должны устанавливать экспозицию +1, а для черных — не менее -1. К счастью, мы не живем в сером мире, каким его видит измеритель камеры.

Цвет также может быть предметом вашей фотографии. Как и в случае со всеми абстрактными элементами, бросьте себе вызов, чтобы увидеть свои объекты с точки зрения цвета, линий, кривых, узоров, текстур и форм и сделать это частью истории, которую вы рассказываете. Изображение тюльпана ниже больше связано с яркими цветами, чем с самим цветком. Научитесь мыслить абстрактно.

Тот же тюльпан, что и выше, но на этом более абстрактном изображении все о цвете, а не о тюльпане

У каждого есть цветовые предпочтения, и вы можете тяготеть к определенным цветам для фотографии. Вы предпочитаете теплые или холодные цвета? Вас привлекают яркие цвета или более приглушенные тона? Понимание того, какое влияние может оказать цвет, поможет вам добавить новое измерение в композицию ваших изображений в фотографии природы. В заключение помните, что все «правила» — это всего лишь инструменты в нашем творческом наборе инструментов, помогающие нам создавать лучшие фотографии. Правила можно нарушать, и, в конечном счете, решения, которые вы принимаете о цвете и о том, как вы их скомпонуете в видоискателе, должны быть интуитивными и правильными для вас. Используйте эти знания, чтобы понять, какое влияние может оказать цвет, а также лучше понять, как вы видите мир, и перенести его на свои фотографии.

СВЕТ И ЦВЕТ в ПЕЙЗАЖНОЙ ФОТОГРАФИИ
Ознакомьтесь со следующими руководствами по Visual Wilderness:

Об авторе Энн Белмонт

Будучи фотографом-натуралистом, специализирующимся на фотосъемке цветов, Энн любит запечатлевать красоту цветов и других ботанических объектов крупным планом. Именно мелкие, часто незаметные детали привлекают Анну к ее сюжетам. Она считает, что если мы замедлим темп и посмотрим на природу более созерцательно, мы обнаружим предметы, которые передают воздействие и эмоции, заставляя взгляд задерживаться немного дольше. Пожизненное участие в искусстве и первая карьера арт-терапевта сформировали ее взгляды на искусство и творческий процесс и укрепили ее веру в исцеляющую силу искусства и природы в нашей жизни.

Веб-сайт | Instagram

Цвета природы — записная книжка путешественника

Цвета природы

Радуга была объектом тайн на протяжении всей истории человечества, и, несомненно, первые двуногие обезьяны с удивлением отмечали ее. с тремя цветами зрение. Это проявляется в легенде о горшочке с золотом лепрекона в его конце, где бы он ни находился, и в религии в знак завета, который Бог заключил с Ноем и «каждым живым существом во всей плоти», что дождь «никогда больше не станет наводнение. » [1] Таким образом, это хорошая новость, когда вы видите один, его эфирное исчезновение является объектом естественной красоты; если пройтись по его хроматической арке, то попадаешь куда-нибудь в Канзас или Оз, но не в оба сразу. Аристотель записал первое известное объяснение радуги, утверждая, что боги послали ее цвета как небесные лучи света и тьмы, которые взаимодействовали с четырьмя основными элементами воды, воздуха, земли и огня. В этом первом проблеске науки как наблюдения оно не слишком надумано. Ночное небо становится черным до тех пор, пока солнце не освещает зеленым и коричневым цветом земли, голубым и фиолетовым цветом воздуха, красным и желтым цветом огня и сверкающими преломлениями воды, отливающими в цветах, отражаемых небосводом. [2]

Сэру Исааку Ньютону приписывают первое объяснение явления радуги с точки зрения физики, хотя он признал, что причина и следствие цвета в свете были поняты более проницательными из тех, кого он называет «древними». В частности, он цитирует Антония де Доминуса, архиепископа Спалато в начале 17 ^-х годов, который писал, что «внутренний лук сделан из круглых капель дождя за счет двух преломлений солнечного света». Трактовка Ньютоном цветов радуги является кодом обширного исследования свойств отражения и преломления света, которое заключалось в том, чтобы «… не объяснять свойства света гипотезами, а предлагать и доказывать их с помощью разума и экспериментов». Начиная с основополагающих аксиом о том, что угол падения света равен углу его отражения и находится в плоскости его преломления, его эксперименты и тщательные измерения создали науку об оптике. Основываясь на наблюдениях за солнечным светом, проходящим через призму, чтобы искривить или преломить свет, чтобы сформировать цвета радуги на белой поверхности, он пришел к выводу, что «белизна солнечного света состоит из всех цветов, с помощью которых несколько видов лучей из чего состоит тот Свет, когда они отделены друг от друга благодаря своим преломляемости, окрашивают Бумагу или любое другое белое Тело, на которое они падают». (преломляемый — это форма прилагательного от слова способный преломляться). Не имея понимания двойственности света как волны и фотона в квантовой теории двадцатого века, Ньютон искал аналогию в природе, которая отражала бы поведение света. Выбрав звук в качестве разумного аналога, октавная шкала музыки стала октавной шкалой света со спектром, разделенным в соответствии с семью нотами в шкале (до-ре-ми-фа-со-ла-ти). В результате получились Красный, Оранжевый, Желтый, Зеленый, Синий, Индиго, Фиолетовый как семь цветов октавы. [3] Таким образом, ROY G BIV стал мнемоническим обозначением радуги, вытесненной в шекспировских кругах Ричардом Йоркским Дал Битву Напрасно (на Босворт Филд).

В действительности нет линии разграничения от одного цвета к другому, так как спектр непрерывен. Индиго на самом деле даже не цвет, а общее название, данное растению, которое дает синий краситель. Только в 19 ^-м -м веке волновая теория, основанная, в частности, на работах Томаса Янга и Огюстена-Жана Френеля, взяла верх над корпускулярной или корпускулярной теорией Ньютона; в конечном итоге теория электромагнитного поля Джеймса Кларка Максвелла установила физику с его одноименными законами. В настоящее время хорошо известно, что видимый свет представляет собой относительно узкую полосу частот с длинами волн примерно от 400 до 700 нм (нанометр или нм составляет миллиардную часть метра) в пространстве электромагнитного спектра, который простирается от длинных волн метрового масштаба. радио к коротковолновым высокочастотным рентгеновским и гамма-излучениям (частота «f» и длина волны λ связаны соотношением f = c/λ, где c — скорость света). Призматический спектр Ньютона и радуга природы разрешаются тем фактом, что скорость света в стекле или воде зависит от длины волны, так что угол преломления или изгиба также зависит от цвета: более длинные волны на красном конце изгибаются меньше, чем более короткие волны на конце. фиолетовый конец. [4] Так же, как и инфракрасные волны, которые длиннее красных, и ультрафиолетовые волны, которые короче фиолетовых, но люди не могут их видеть, поэтому они не «видимы», за исключением многих других животных, которые «видят» больше. чем мы.

Детерминистический цветовой спектр Ньютона, основанный на октавах, был непоколебим более века; считалось оплошностью возражать мастеру, чья сила и уравнения движения буквально управляли вселенной. Иоганн Вольфганг фон Гёте придерживался другой точки зрения и не боялся оспаривать ее, по крайней мере, на немецком языке. Он подвергся резкой критике со стороны научного сообщества, возмущенного вмешательством философа. Постепенно и неохотно к нему относились с уважением из-за канала. Сэр Джон Лесли заметил, что идеи Ньютона, в конце концов, «воображали, что основные цвета распределены по спектру диатонической гаммы музыки», и поэтому были по крайней мере отчасти мистическими, а не научными. Гёте утверждал, что цвет не имеет внутреннего значения, а определяется тем, как он обрабатывается мозгом в ответ на зрительное восприятие; именно зрение определяло цвет. По его собственным словам: «Цвета и свет, правда, находятся в самом близком отношении друг к другу, но мы должны думать об обоих как о принадлежащих природе в целом». Он видел цвет как дихотомию чувств: желтый цвет передал ощущение действия и теплоты, а синий — его противоположность слабости и холоду; их объединение не разрушило ни того, ни другого, а стало новой величиной в виде зеленого цвета. В то время как природа создавала цвета, они были «модифицированы, конкретизированы и даже индивидуализированы» актом видения. Гёте изменил представление о цвете от полностью определяемого длинами волн в физике к более тонкой зависимости от визуальной физиологии, положив начало новой научной психофизике. [5] Природа цвета была и остается дискуссионной за пределами философского акцента Гёте на восприятии — использование пигментов для искусства и украшения подходило к этому предмету с совершенно иной точки зрения.

Использование цвета для создания изображений на каменных стенах и для украшения глиняных сосудов относится как минимум к эпохе палеолита. Наскальные рисунки в южной Европе с использованием естественных охристых оттенков глины свидетельствуют о появлении концептуальной репрезентации у ранних гоминидов. В зените Золотого века Греции были усовершенствованы три различных метода нанесения пигмента: цветная краска по сырой штукатурке в качестве фрески; смешивание красок с яичным белком для нанесения на влажные поверхности в виде темпуры; и смешивание цветов в расплавленном воске как энкаустика. [6] Со временем было эмпирически доказано, что смешивание одного цвета со вторым цветом всегда дает третий, который можно осветлить белым или затемнить черным. Однако были некоторые цвета, которые нельзя было составить из комбинаций. К восемнадцатому веку утвердилось учение о том, что «Живопись может изображать все видимые предметы тремя цветами, желтым, красным и синим, ибо все остальные цвета могут быть составлены из этих трех…. А смесь этих трех исходных цветов дает черный». Теперь это известно как субтрактивная цветовая система — основные цвета красного, желтого и синего могут быть объединены для получения вторичных цветов оранжевого, зеленого и фиолетового. Это контрастирует с аддитивной цветовой системой, которая была предметом призматических размышлений Ньютона, в которой красный, зеленый и синий являются основными цветами, которые в сочетании дают белый свет. Однако наблюдение Ньютона о том, что цвет света зависит от его частоты, является одним из непреложных законов физики. «Белый — это Концентрация или Избыток света — Черный — Сокрытие или Лишение света». [7] В системе вычитания цвет, который вы видите, не вычитается поверхностью; в аддитивной системе волны разных длин складываются для получения конечного результата; красный и синий дают пурпурный, синий и зеленый дают голубой, а красный и зеленый дают желтый (если это последнее беспокоит вас так же, как меня, есть ли какой-то смысл в том, что желтый и синий дают зеленый, что мы все узнали в книжке-раскраске вычитания? система окраски?). Цвет сложный.

Зрение еще сложнее; как мы «видим» цвет? Движущиеся картины жизни сшиваются пиксель за пикселем и отправляются по зрительному нерву для рационализации затылочными долями мозга, одна слева для правого глаза и наоборот. Как это происходит на самом деле, было предметом споров на протяжении нескольких столетий. Томас Янг был первым, кто предположил, что у глаза есть отдельные датчики цвета, в лекции Королевскому обществу в 1801 году. Стремясь легкомысленно относиться к наследию Ньютона, он возражал против своей гипотезы III о том, что «ощущение разных цветов зависит от разная частота колебаний, возбуждаемых светом в сетчатке». Поскольку это потребовало бы бесконечной чувствительности в каждой точке, Юнг объяснил, что «становится необходимым предположить, что число ограничено, например, тремя основными цветами, красным, желтым и синим» [8]. продвинут в 1860 г. публикацией  Физиологическая оптика Герман фон Гельмгольц. Последователь психофизической теории цвета Гёте, он предложил красный, зеленый и синий цвета в качестве трех цветов сетчатки, что позже продемонстрировал один из его помощников, составив кривые спектрального отклика от глаз «сотрудничающего человека и устройства для смешивания цветов Гельмгольца». дизайн.» Усовершенствования в датчиках и методах продвинули оценку анатомии глаза до такой степени, что физиолог Макс Шульце в 1866 году пришел к выводу, что существуют палочки, чувствительные только к свету и темноте, и колбочки, чувствительные к цвету, коррелирующие с красным, зеленым. и синие рецепторные клетки. Таким образом, трихроматическая теория или теория Юнга-Гельмгольца была установлена ​​и до сих пор преобладает как одна из двух общепринятых теорий цветового зрения. Другая — теория противоположного цвета. [9]

Немногие вещи бывают черными или белыми, но есть много оттенков серого. Точно так же видение цвета — это не простое сочетание красного, зеленого и синего. Три рецептора колбочкового типа сетчатки чувствительны не к одной частоте с соответствующим ей единственным цветом, а скорее к диапазону частот, который называется спектром. Спектр похож на кривую распределения вероятностей, где есть пик около центра с задними фронтами как выше, так и ниже этой максимальной точки. Спектры трех цветовых конусов обычно называют длинными (L) или красноватыми, средними (M) или зеленоватыми и короткими (S) или голубоватыми в зависимости от того, где их максимумы приходятся на весь диапазон частот или длин волн видимого света. Один из способов запомнить, что красный конец спектра — это длинноволновый конец, заключается в том, что доказательством расширения Вселенной является красное смещение света от далеких туманностей — по мере того, как свет удаляется, длины волн в некотором смысле растягиваются и становятся длиннее и, следовательно, больше. красный. Численно диапазон красных колбочек L составляет 500–700 нм с максимумом на 570 нм, диапазон зеленых колбочек M составляет 450–630 нм с максимумом на 545 нм, а диапазон синих колбочек S составляет 400–500 нм с максимумами. при 430 нм. Из этих измерений сразу видно, что красные колбочки L и зеленые колбочки M очень близки по частоте, а синяя колбочка S удалена и гораздо лучше определяется в узком диапазоне. Общий диапазон видимого света для приматов составляет 400-700 нм [10]. Это имеет важное значение для эволюции глаза в целом и для эволюции глаза приматов в частности.

Чувствительность к солнечному свету лежит в основе пирамиды живых существ. Фотонная энергия солнца обеспечивает фотосинтез растений, от которого в конечном счете зависит вся жизнь. Деревья вырастают вверх, образуя лиственные кроны, а гелиотропные растения ищут большего. Подвижные животные, которые последовали за ними, не могли сделать этого без какого-либо способа найти пищу, найти себе пару и убежать от хищников, которые в конечном итоге заняли свою нишу в пищевой цепочке. Зрение начинается со светочувствительных молекул, которые меняют форму, когда на них воздействуют соответствующей частотой/светом, и распадаются на две части: одну получают из витамина А (именно поэтому он так важен для хорошего зрения), а другую превращают в белок, называемый опсин (по структуре очень похож на бактерию). Каждое животное, от кольчатого червя до зебры, использует опсины, обладающие бактериальной способностью проникать через клеточную стенку нейрона и посылать в мозг сигнал, соответствующий поглощенному цвету. Вполне разумно предположить, что зрительные опсины должны были развиться из бактерии, проникающей в клетку для питания. Молекулы «зрения» располагаются на открытых тканях животных двумя разными способами. Глаза беспозвоночных состоят из складчатых поверхностей, а глаза позвоночных имеют щетинистые отростки от поверхностей, которые мы называем палочками и колбочками из-за их формы. По мере развития биологии в начале двадцать первого века было обнаружено, что оба типа глаз были обнаружены у одного из видов простых червей, называемых полихетами, что явилось четким доказательством их эволюционной связи. И еще более удивительно то, что единственный ген под названием Pax 6  отвечает за формирование всех глаз на всех вещах, и что глаз можно разместить где угодно, вставив этот ген; Было показано, что гены, полученные от мышей, отращивают глаза на крыльях мух. [11] Простота происхождения одного гена кажется нелепой в свете сложности многоцветного зрения. Свидетельством возможностей нейронной сети мозга является то, что сумма многих пиксельных сигналов создает трехмерную картину, которую мы видим.

Цветовое зрение возникло около 450 миллионов лет назад (млн лет назад) с появлением бесчелюстных или бесчелюстных позвоночных рыб, единственными современными выжившими из которых являются миноги и миксины. Рудиментарная цветовая схема была тетрахроматической, с четырьмя типами колбочек, классифицированными как LWS, чувствительные к длинным волнам, MWS, чувствительные к средним волнам, SWS2 и SWS1, оба чувствительные к коротким волнам, в дополнение к стержням для черного и белого цветов. Первые три колбочки соответствуют тем же самым общим красно-зелено-синим спектрам, которые составляют человеческое восприятие цвета, с добавлением SWS1, который простирается от 355-445 нм, далеко в ультрафиолетовом диапазоне. «Четырехцветная» физиология сохранилась у подавляющего большинства животных, включая большинство рыб, рептилий, амфибий, птиц и даже насекомых, что означает, как это ни парадоксально, что они «видят» больше, чем мы, вплоть до ультрафиолетового света включительно. На протяжении огромных отрезков геологического и эволюционного времени сохранение всех четырех цветовых колбочек (а в некоторых случаях добавление еще нескольких) зависело от их использования для выживания по сравнению с другими органами чувств. Почти все наземные млекопитающие двуцветные, потерявшие две из четырех своих колбочек. [12] Потеря компонентов цветового зрения обычно объясняется гипотезой «используй или потеряешь». Обоняние и звук гораздо важнее для ночных сталкеров и их добычи на обоих концах пищевой цепи выживания, зрение не так важно.

Приматы произошли от своих млекопитающих-предков с двухцветными колбочками около 50 млн лет назад, добавив третью колбочку по причинам, которые всегда будут предметом предположений. Мазки едят вездесущие травы, зеленые и коричневые. Хищники едят все, что не сбегает в нору и не взбирается на дерево, даже если оно окрашено в камуфляжные цвета леса. Приматы решили дилемму хищников, в основном оставаясь на деревьях, где они лакомились фруктами. Покрытосеменные или цветковые растения решили проблему размножения, не имея возможности двигаться, создав плоды в виде посылок с семенами, доставляемых птицами и другими тетрахроматическими животными. Цвета фруктов стали привлекать этих животных, и обычно считается, что преобладали приматы с улучшенными способностями к нахождению плодов красно-оранжевого цвета. [13] Трехцветное зрение развилось у обезьян Старого Света (происходивших из Африки, таких как род Homo ) с дупликацией одного из двух генов опсина для создания третьего опсина, отделяющего красный цвет от зеленого. И наоборот, обезьяны Нового Света в Южной Америке независимо развили дополнительный цветовой колбочек в виде двух разных аллелей на Х-хромосоме. Как следствие, все самцы обезьян (поскольку у них нет второго X) в Америке дальтоники, одинаково видящие красный и зеленый цвета. Это поднимает интересный вопрос о наших предках-приматах… Как обезьяны переплыли океан? Африка и Южная Америка разделились примерно на 100 млн лет назад в результате распада Пангеи, задолго до того, как приматы появились в летописи окаменелостей как эволюционная ветвь. Викарианство — это термин, используемый биологами-эволюционистами для объяснения различий между видами, вызванных географическим барьером, таким как океан. Это не работает для обезьян. В настоящее время широко распространено мнение, что небольшая группа или, возможно, одна беременная самка плавала на стволе дерева, выброшенном из реки Конго после потопа. Это явление единичного события называется рассеянием на большие расстояния и получает распространение как оперантная теория. [14] Когда они туда попали, у них развилось трихроматическое зрение по тем же экологическим причинам, явление, называемое конвергентной эволюцией. В Австралии есть сумчатые мыши, которые не связаны с плацентарными мышами где-либо еще.

Одной из групп приматов, оставшихся в Африке, в конце концов пришлось спуститься с деревьев и искать лучшей жизни в саванне, вероятно, из-за изменения климата. Цвета плодовых рогов изобилия были не так важны в борьбе за выживание в траве, где таилась опасность и требовался корм. Homo erectus появился как успешная конструкция, использующая преимущества эффективности двуногого передвижения для дальнего и широкого распространения. Мозг стал самым важным органом, увеличиваясь в размерах и усложняясь, чтобы создавать инструменты как  Homo habilis  и иметь смысл как Homo sapiens . Нейронная сеть сигналов палочек и колбочек от тканей сетчатки глаза соединяла расширяющийся мозг с внешним миром. Нюансы размера, формы и движения были важнее цвета при перемещении по сложной местности в поисках пищи. По сути, глаза стали продолжением мозга, производящего цифровые изображения, по сравнению с библиотекой, хранящейся в памяти для мгновенных решений в борьбе или бегстве. Именно эта обработка мозга отличает человеческое зрение от других животных. Наблюдение за движением объекта стало более важным, чем его цвет. Это можно продемонстрировать, направив сфокусированные лучи света на отдельные колбочки сетчатки человека и записав ощущения. В результате ахроматических сигналов больше, чем хроматических. [15] Гете имел в виду сложную обработку зрительной информации человеческим глазом и мозгом. В конечном итоге она оформилась как вторая теория человеческого цветового зрения.

Теория противоположного цвета была впервые предложена другим немецким психологом по имени Эвальд Геринг в 1872 году. Его гипотеза основывалась на представлении о том, что люди не могут представить себе ничего, что было бы зеленовато-красным или желтовато-синим, и что, следовательно, эти цвета должны быть противоположными. . Он предположил, что должно быть какое-то опосредование между тремя наборами противоположных цветов: зеленым и красным, желтым и синим, черным и белым. Это также относится к интересному наблюдению, что красный и зеленый дают желтый в аддитивной цветовой системе, а синий и желтый дают зеленый в субтрактивной цветовой системе. Черное и белое всегда создают серый цвет, но черно-белого не бывает. Факт опосредования между двумя различными цветовыми колбочками установлен физиологически. Ганглиозные клетки сетчатки получают входные данные от двух отдельных цветовых колбочек для их обработки, прежде чем окончательный сигнал будет отправлен в затылочную долю через зрительный нерв. Хотя еще не совсем ясно, почему в нейронной сети глаза существует второй уровень обработки, он как-то связан со способностью охватывать все цветовое пространство, видеть все цвета. [16] Свидетельством сложности человеческого цветового зрения является то, что как трехцветная теория, так и противоположная цветовая теория превалируют в равной степени, точно так же, как свет может быть как волной, так и частицей.

Глаза других животных эволюционировали в равной степени, чтобы удовлетворить требования собственного выживания. Хотя они могут не обрабатывать входящие многоцветные сигналы с той же степенью интеграции с мозгом, что и люди, они могут видеть некоторые вещи, которые не видим мы. Изменение охвата цветового спектра в ответ на стимул окружающей среды является относительно незначительным изменением одной аминокислоты. Эволюционные цветовые мутации как у приматов, так и у птиц были прослежены в ископаемой ДНК. «Спектральная настройка» с целью охвата всей палитры цветов максимально достигается при трихроматизме у приматов с видимым диапазоном 400-700 нм и при тетрахроматизме у птиц с их более расширенным диапазоном 300-700 нм и включая ультрафиолет. Большинство других животных имеют четырехконусное цветовое зрение птиц. Основным исключением являются дихроматические млекопитающие, не являющиеся приматами, с ограниченной способностью определять цвет в красном конце спектра, что является эволюционным результатом их ночного поведения и поведения в норах. Есть некоторые исключения, связанные с изменениями в зависимости от выбора среды обитания. Морские млекопитающие монохромны, чтобы соответствовать их среде обитания в океане, и пингвины также имеют синий оттенок. Есть также некоторые исключения, которые являются результатом независимого эволюционного пути, особенно пчелы и бабочки.

Пчелы, в отличие от большинства тетрахроматических насекомых, имеют только три фоторецептора со спектральными пиками при 340 нм, 440 нм и 540 нм, что означает, что они могут довольно хорошо видеть ультрафиолетовый свет, но плохо видят красный или длинный конец спектра. Так почему же розы красные, а фиалки синие? Перепончатокрылые существуют очень давно, предшествовав цветковым растениям на миллионы лет. Опыление ветром было правилом на протяжении тысячелетий. Несомненная уверенность в эволюции породила другой и иногда лучший метод. Цветы со сладкими горшками для нектара, подвешенными под пыльниками, появлялись со всеми свойствами, необходимыми для привлечения пчел. Некоторые, как орхидеи, нацелены на один вид. Но все они использовали цвет, некоторые с ультрафиолетовыми индикаторами приземления, указывающими на награду, чтобы привлечь свою добычу. Пчелы породили цветы. Бабочки пошли другим путем, превратившись из ночных мотыльков в дневных путешественников. Чтобы справиться с этим, многие развили до восьми различных цветовых рецепторов, необходимых и достаточных для поиска пищи, партнера или места для откладывания яиц с очень узким диапазоном длин волн, установленным в нанометровом диапазоне для одного оттенка. Мы теперь знаем конец стихотворения: Розы красные, фиалки синие, это для бабочек и пчел, а не для вас. [17]

В природе каждый цвет рассказывает свою историю. Небо голубое, потому что более короткие волны рассеиваются сильнее, чем более длинные и красные, когда солнечный свет попадает на газы и частицы атмосферы — рэлеевское рассеяние. Трава зеленая, потому что растения поглощают всю фотонную энергию солнца, кроме средних длин волн в центре спектра. Почти все животные окрашены в оттенки, соответствующие их нише в сложной паутине жизни. Вице-короли используют мимику, чтобы выглядеть как ядовитые монархи, красные силы объявляют о своем собственном яде апатичным малиновым цветом, гремучие змеи прячутся в коричневых и коричневых зарослях с загадочными пятнами, а у млекопитающих есть мех пятнистых оттенков, которые подчеркивают окружение светотени как хищника, так и жертвы. По словам Джеральда Тайера, главного сторонника защитной окраски, «цветовые отношения земли, неба, воды и растительности практически одинаковы во всем мире, и по шерсти животного можно прочесть основные факты его образа жизни и среды обитания, не прибегая к когда-либо видеть его в своем доме». [18] Хотя цвет не является обязательным — раннее кино и телевидение процветали в черно-белом цвете — он, безусловно, добавляет богатой текстуры жизненному путешествию, как это, безусловно, сделало Дороти, когда она впервые отправилась в Страну Оз.

 

Ссылки :

1. Бытие 9: 8-18. Святая Библия, пересмотренная стандартная версия Томас Нельсон и сыновья, Камден, Нью-Джерси, 1952. с. 8.
2. https://library.si.edu/exhibition/color-in-a-new-light/science
3. Ньютон, сэр Исаак, Оптика, или Трактат об отражениях, преломлениях, перегибах и цветах света , Уильям Иннис, Лондон, 1730, стр. 135-160, доступно на http://www.relativitycalculator.com/pdfs /Opticks_by_Sir_Isaac_Newton.pdf
4. Дитчберн, Р. В. «Свет» Encyclopedia Britannica , Macropedia, издательство William and Helen Benton Publisher, Чикаго, том 10, стр. 928–948.
5. Goethe, J. Wolfgang, Theory of Colors 1810 Перевод с немецкого с примечаниями Чарльза Локка Истленд, Лондон, Джон Мюррей, Albemarle Street, 1840 доступен по адресу https://archive.org/details/goethestheoryco01goetgoog/page/n10/ режим/2up
6. Дюрант, В. История цивилизации , Саймон и Шустер, Нью-Йорк, 1939 Том I Наше восточное наследие , стр. 96-97 и том II, Жизнь Греции , стр. 315-316.
7. ЛеБлон, Дж. Колоритто, или Гармония цвета в живописи , Лондон, ок. 1722 доступно на https://archive.org/details/Colorittoharmon00LeBl/page/8/mode/2up
8. Янг, Т. «К теории света и цвета», Бейкерская лекция, 12 ноября 1801 г. /10.1098/рстл.1802.0004
9. 9. Росси, М. Республика цвета , University of Chicago Press, 2019, стр. 38-39, 150-154.
10. Хант, Р. Воспроизведение цвета (6-е изд.). Чичестер, Великобритания: Серия Wiley – IS&T по науке и технологиям визуализации. 2004 г., стр. 11–12.
11. Шубин, Н. Ваша внутренняя рыба , Pantheon Books, Нью-Йорк, 2008 г., стр. 148-157.
12. Кальвальо, Л. и др. «Генетические и эволюционные факторы, лежащие в основе цветового зрения приматов» Границы экологии и эволюции . 26 апреля 2017
13. Воробьев М. «Экология и эволюция цветового зрения приматов» Клиническая и экспериментальная оптометрия Том 87, выпуск 4-5, июль 2004 г., стр. 230-238
14. де Кейроз, А.

    No related posts.