От чего зависит цвет: Природа цвета. Рассказываем, что такое цвет и CRI

Содержание

Природа цвета. Рассказываем, что такое цвет и CRI

Наши продвинутые заказчики, когда приобретают светильники для личного пользования или для своих любимых сотрудников и беспокоятся о комфорте для глаз, интересуются показателем под названием «CRI», но про него мало кто слышал даже в 2018 году. Мы уже говорили о цветовой температуре, и теперь, продолжая обзор основных характеристик светодиодного освещения, мы расскажем что такое CRI, почему этот параметр так важен, и остановимся на, казалось бы, простом, но очень интересном вопросе: «как видимые и привычные для нас объекты обретают свой цвет?» и как выбрать светильники, чтоб видеть естественные цвета вокруг себя.

Знания из этой статьи помогут вам всегда выбирать качественные и экономичные светильники домой, в офис или на улицу, и навсегда забыть про искажение цветов и усталость глаз. Особенно важно понимание индекса CRI будет для тех людей, чьи профессии напрямую связаны с цветом: художники, колористы, реставраторы кожаных изделий, визажисты или парикмахеры.

Но даже в магазине или офисе высокая цветопередача способствует улучшению «картинки» и положительный эффект заметен каждому посетителю, особенно в помещении без окон.

Природа цвета или откуда он вообще берется?

Видимый нами солнечный белый свет, как мы уже говорили ранее, представляет собой спектр различных цветовых тонов. В этом вы можете ещё раз убедиться сами и даже продемонстрировать себе и ребенку такой простой эксперимент: возьмите призму (толстое оргстекло, любую другую толстую прозрачную пластмассу) и поставьте её под солнечные лучи.

Увидели разноцветные полосы? Это и есть спектр цветовых тонов, из которых состоит солнечный свет. Каждый цвет спектра на самом деле является электромагнитной волной, цвет которой характеризуется таким параметром как длина волны. Длина волны измеряется в нанометрах (нм). Это как миллиметр, только ещё в миллион раз меньше.

Таким образом, видимый свет представляет собой набор таких волн (тот самый спектр) и каждый цвет в спектре – это ни что иное, как

электромагнитная волна определенной длины. То есть любое излучение, видимое или невидимое – это электромагнитные волны, а цвет волны определяется ее длиной в диапазоне видимого электромагнитного излучения – 380-780 нанометров.

Например, красный цвет имеет длину волны 640 нм, зеленый – 545 нм, а синий 450 нм. Эти параметры особенно важно учитывать при выборе фитосветильников для ваших растений.

Помимо видимого излучения (полный диапазон – 380-780 нм) существуют также излучения с ещё меньшей длиной волны, такие как рентгеновское и ультрафиолетовое. Они тоже представляют собой электромагнитные волны, только с очень высокой проникающей способностью. Самые длинные – это радиоволны, их длина может достигать десятки и даже сотни метров, они могут распространяться на большие расстояния и предназначены для передачи звуковой и цифровой информации.

Но откуда появляются цвета?

Теперь снова вернемся к вопросу о цвете окружающих нас объектов. Посмотрите вокруг − рядом с вами множество предметов, освещенных солнечными лучами. Цвет окружающих предметов – это результат отражения определенной длины волны (а длиной волны, как мы уже поняли, измеряется ее цвет). Зелёный газон воспринимается нами именно в зелёном цвете потому, что его поверхность отражает только зелёную (520-580 нм) составляющую спектра светового потока (будь то солнце или лампочка в качестве источника), а остальные цветовые составляющие поглощаются.

Если же при освещении естественным белым светом объект полностью поглощает все световые составляющие спектра, тогда он будет видим для нас в черном цвете. К примеру, черный камень Обсидиан даже при ярком свете остается черным. Кстати, заметьте, что предметы черного цвета нагреваются на солнце сильнее остальных, и это не только от того, что они поглощают весь цветовой спектр солнечных лучей, но ещё и тепловое излучение солнца.

Но если есть полное поглощение света, то имеет место быть и полное отражение. Когда весь спектр светового луча белого света отражается от поверхности предмета, то предмет принимает белый цвет.

Пример полного поглощения и полного отражения света

Почему трава зеленая, камень черный, а кружка белая?

Способность тел поглощать и отражать видимый свет обусловлена молекулярной структурой вещества.
Проще осознать это на примере. Листья деревьев летом зелёного цвета, а осенью они уже жёлтые. Спектр светового излучения в данном случае не изменился (солнце, т.е. наш источник света, каким было, таким и осталось) – в разные времена года менялась молекулярная структура вещества листьев, поэтому после того, как они опали, они уже не способны отражать зелёную составляющую спектра и отражают только жёлтую или даже красную составляющие.

Некоторые представители животного мира способны самостоятельно изменять окраску своего тела, приобретая цвет вне зависимости от источника света. Структура кожи таких животных содержит пигментсодержащие и светоотражающие клетки, которые способны быстро перемешиваться между собой, изменяя молекулярную структуру и образуя различные цветовые сочетания. Такой процесс используется для маскировки и называется физиологической сменой цвета или мимикрией цвета.

В темноте все черное, потому что объектам «нечего отражать»

Но почему же зелёная трава, кроны деревьев или песчаные холмы – все они ночью предстают перед нами в черном цвете? Потому что здесь нет отражения или поглощения цвета. В данном случае наблюдается полное отсутствие света, а отсутствие света – есть чёрный цвет. То есть черный цвет может быть как следствием полного поглощения света (как у камня обсидиан, который черный всегда вне зависимости от того темно или светло), так и результатом полного отсутствия света, когда все окружающие объекты перестают что-либо поглощать или отражать, так как свет попросту отсутствует.

Цвет объекта легко можно изменить

В продаже существуют RGB светильники (от слов red, green, blue) с по канальным ручным управлением цветом, например с помощью протокола DMX, таким образом вы можете полностью выключить красный (red) спектр в вашем светильнике или светодиодной ленте и красная банка Coca-Cola станет для вас полностью черной, такой же, как ее содержимое внутри, так как красного цвета (читай электромагнитной волны длиной ±640 нм) в помещении нет и красный свет попросту от нее не отражается, ведь окрашенная в красный цвет банка из-за своей молекулярной структуры не может отражать ничего, кроме красного цвета, которого нет, потому что мы его выключили, поэтому красный цвет объекта мы не увидим и банка станет черной.

Цвета без света не существует. Все просто – именно свет и его спектр порождает цвет.
Цвет объекта зависит от состава спектра электромагнитного излучения, которое на него излучается, и длины волн, которые в нем содержатся в определенных пропорциях.
И именно от качества света (светового потока) и его уровня CRI зависят цвета вокруг вас.

Свет – физическое явление, а вот цвет – явление физиологическое

Итак, пора разделить понятие «свет» от понятия «цвет». Свет – это видимое электромагнитное излучение, которое испускается источником с определённым спектральным составом (иначе говоря − набором волн разной длины).
Цвет – это качественная характеристика этого излучения, которая определяется на основании возникающего зрительного ощущения (субъективного!). Мы не видим цвет лучей света, мы видим лишь цвет окружающих нас вещей, которые освещаются этим светом. Но и один и тот же цвет разные люди воспринимают по-разному, хотя спектральный состав источника света при этом одинаковый.

Объективно будет оценивать цвет длиной волны.

Белый (солнечный) свет является эталоном светового излучения, он содержит в себе весь видимый для наших глаз спектр цветов. В белом свете мощность всех его компонентов (смесь электромагнитных волн) равная. Остальные смеси – объективно не белые.
Как противоположность белому свету можно рассматривать черный цвет, но только при условии отсутствия света вообще. Ведь черный цвет может быть результатом и полного поглощения света, как у камня обсидиан или черного автомобиля – тогда это будет субъективная оценка.

Освещение солнечным светом в полдень дает нам возможность увидеть 100% цвет (истинный цвет) предметов, а наши светильники на 95% соответствуют цветопередаче солнечного излучения. Сегодня это околопредельный для отрасли показатель, но каждый производитель светодиодов грезит полным соответствием истинному цвету. И как только всё это станет доступным к промышленному производству – сразу же появится в нашей линейке светильников.

Цвет объекта не заложен в нем от природы

Если окружающие нас предметы осветить световым источником красного или синего света, то практически все цвета будут видимы для нас в красных или синих цветовых тонах, потому что в спектрах этих двух цветовых источников попросту нет других цветов.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что цвет объекта определяется именно светом, которым этот объект освещается. А способность отражать и поглощать свет определятся молекулярной структурой вещества, иначе говоря – физическими свойствами объекта. Один и тот же объект под разным освещением может выглядеть по-разному – цвет зависит от источника света. Или наоборот, один и тот же объект под одинаковым освещением может выглядеть по-разному – значит изменился его молекулярный состав.

Цвет предмета не заложен в нем от природы! От природы в нем заложены только физические свойства: отражать и поглощать свет.

Цвет объекта и цвет источника излучения неразрывно связаны между собой, и эта взаимосвязь описывается тремя условиями.

  • Первое условие. Свой цвет объект может принимать только при наличии источника освещения. Если нет света, не будет и цвета! В темноте красная краска в банке будет выглядеть черной, хотя по своему молекулярному составу она отражает красный свет. В темной комнате мы не видим и не различаем цветов, потому что их нет. Есть только черный цвет всего окружающего пространства и находящихся в нем предметов;
  • Второе условие. Цвет объекта зависит от цветового тона (и как следствие, от цветовой температуры) 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. Также, можно сказать, что цвет зависит от восприятия – разные люди по-разному воспринимают свет одного и того же спектрального состава.

Так а что такое CRI и для чего он нужен?

Простыми словами можно сказать так: CRI (индекс цветопередачи) – это качественная характеристика света (светового потока), излучаемого светильником, которая показывает нам насколько этот самый свет, генерируемый прибором, по своему составу соответствует эталону – истинному солнечному. Индекс цветопередачи следует отличать от цветовой температуры – это разные параметры.

Теперь, прочитав этот материал, вы понимаете природу цвета и какие условия влияют на наше цветовое восприятие окружающих вещей. В предыдущей статье мы рассказывали о понятии цветовой температуры и говорили, что она является характеристикой цветового тона светового потока. Но на практике случается так, что два источника освещения с одинаковыми значениями цветовой температуры дают разные цветовые оттенки. На фото изображена композиция тюльпанов при солнечном свете и при освещении светодиодной лампой.

Как вы видите, даже при одинаковой цветовой температуре источников света, наблюдается различие в цветовом восприятии этих изображений: правое изображение имеет отличительный желтый оттенок. Так случается из-за низкого CRI в светодиодной лампе, показатель которого здесь равен RA 75.

Индекс CRI как критерий оценки качества светильника

Чтобы не допустить искажения цветов и чтобы все цвета максимально соответствовали видимым цветам при солнечном эталонном свете, перед покупкой для оценки качества светодиодных светильников используют понятие CRI (colour rendering index — индекс цветопередачи, обозначается Ra) – параметр, который показывает нам, насколько цвет объекта, освещенного естественным белым светом, соответствует цвету объекта, освещённого искуственным источником света.

Особенно важно обращать внимание на высокие показатели CRI при выборе освещения для дома, детских учебных заведений и детских садов. Это важно, потому что у детей в раннем возрасте формируется цветовосприятие и связанные с ним ассоциации окружающих вещей. Кроме того, качественный свет необходим для учебных и творческих процессов, а также непосредственно влияет на психическое состояние здоровья.

В нашем интернет-магазине «Технологии света» представлены офисные квадратные LED светильники ДВО TL-ЭКО School (современный аналог растровых светильников ЛВО 4х18), которые обладают рекордным для своего ценового сегмента показателем CRI, равным 95.7, и это значит, что цвета максимально соответствуют видимым при освещении того же самого пространства солнечным светом. Это стало возможным благодаря использованию в светильнике светодиодов Osram Duris® S 5 GW PSLR32.CM от лидера в сфере освещения – компании OSRAM OS (подробнее о нашем поставщике светодиодов можете прочитать в нашей публикации). Причем все приведенные выше высокие значения CRI подтверждены сертификатами и протоколами испытаний.

Светильники TL-ЭКО сертифицированы для применения в образовательных учреждениях и имеют сан-гигиен сертфикиат.

Цвет – это информация

Завершая нашу публикацию, скажем, что любой цвет – это информация. По желтому цвету мы отличаем цитрусовые на прилавке, по зеленому цвету мы сразу видим на том же прилавке петрушку и зелень. По их же цвету мы определяем их свежесть (молекулярную структуру). Художнику, колористу или визажисту нужна будет уже более тонкая и подробная информация – профессионалу нужно видеть все цветовые переходы и градиенты, чтоб качественно выполнять свою работу.

Качество и полнота этой информации зависит от того, какое освещение применяется для того или иного пространства. В крупных ритейлерских сетях даже действуют специальные правила установки светильников в торговых залах: для того, чтобы подчеркнуть аппетитный вид выпечки, фруктов и овощей, их освещают теплым светом 2700K с уровнем CRI не менее Ra 90, а для освещения зон с морепродуктами применяют светильники с цветовой температурой 5000К и индексом цветопередачи не менее 80 – нейтральный белый спектр излучения подчеркивает свежесть рыбы.

Мы рады представить для вас широкий ассортимент по-настоящему качественных светодиодных светильников TL, повышающих комфорт. В нашем самом полном каталоге магазина «Технологии света» вы можете найти и купить по выгодным ценам все виды современной продукции TL-LED:

  • TL-PROM – алюминиевые светильники ДСП с повышенной защитой от воздействия окружающей среды и широкими возможностями применения благодаря вторичной оптике собственного производства TL-Lens Industrial;
  • TL-STREET – всепогодные решения ДКУ с 5 летней гарантией для освещения любых открытых пространств, неотапливаемых помещений, площадей и автомагистралей. Имеют в своем арсенале 3 вида оптики, в том числе TL-Lens Magistral. Разительно превосходят по эффективности свои консольные аналоги ДНаТ/ДРЛ, а также LED светильники конкурентов;
  • TL-ЭКО 236 – пластиковые светильники ДСП (современный LED аналог ЛСП 2х36) с широким светорассеиванием и со светодиодными модулями TL-ЭКО, которые применяются и в офисном освещении. Могут быть изготовлены со светодиодами серии School (позволяют увидеть больше цветов) в рамках программы по изготовлению несерийных светильников по индивидуальному заказу «Особая серия»;
  • TL-PROM FITO – светильники для досветки или 100% искусственного освещения различных овощных культур, ягод и цветов. Наши фитосветильники применяются в зимних садах, в уютных домашних и даже промышленных теплицах;
  • TL-PROM TRADE – линейные светодиодные светильники с тремя типами креплений и рассеивателей и возможностью заказа светильника в нужном вам цвете. Широко применяются в торговых залах, салонах красоты. Благодаря своей защите IP65 могут использоваться для освещения органов управления станками или подсветкой над рабочими столами в запыленном цеху наряду с тем, что изящно впишутся в лофт пространство.

И можно не выбегать на улицу со свежеокрашенной деталью, сверяясь с солнцем!
21 век в самом своем разгаре.

Какие делаем выводы?

Для кого-то из вас понимание того, что цвета не существует, оказалось открытием, но мы привели множество доказательств и примеров, чтобы вы смогли это осознать и убедиться в этом сами. Понимание природы цвета даст вам возможность грамотно подбирать необходимые для ваших задач светодиодные светильники.

Конкретно для него очень важно качественное освещение рабочей зоны

  • Всегда обращайте внимание на цветовую температуру и на показатели цветопередачи CRI (Ra)
  • Перед покупкой смотрите на тесты и протоколы испытаний светильников
  • Всем нашим заказчикам мы рекомендуем ознакомиться с такими важными показателями светильников и всей осветительной установки, как экономичность и окупаемость, и почему именно наши таганрогские светильники признаны лучшими по этим критериям и рекомендованы для бизнеса (подробности читайте здесь)

Остались вопросы или ничего не поняли?

Если у вас возникли трудности при выборе или вы не хотите углубляться в теоретические знания, или может быть просто хотите пообщаться с нами – обращайтесь к нам или пишите в онлайн поддержку и мы ответим на все ваши вопросы и поможем с выбором освещения, а при необходимости составим светотехнический проект, применяя весь накопленный опыт наших специалистов в технологиях экономичного света 21 века.

Свет и цвет: основы основ / Хабр

Мы часто говорим о таком понятии как свет, источниках освещения, цвете изображений и объектов, но не совсем хорошо себе представляем, что такое свет и что такое цвет. Пора разобраться с этими вопросами и перейти от представления к понимаю.

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.

От чего зависит восприятие цвета

15:43 26 февраля 2017 3987

Психология цвета одна из самых занимательных тем в маркетинге. Попытки глобального анализа восприятия цвета приводят к некорректным результатам, так как здесь очень много нюансов, которые необходимо учитывать.

Что есть цвет

Цвет — величина не общая и не постоянная. Его восприятие зависит от множества факторов: спектра, цветовой температуры, зрительной адаптации, специфических свойств глаза (дальтонизм), психологического состояния человека и даже от культурной принадлежности.

Цвет — это ощущение, которое получает человек при попадании световых лучей в его глаз.

Видимый свет

Человеческий глаз воспринимает довольно узкий диапазон (380-780 нм) от всего электромагнитного излучения:

Спектр видимого человеческим глазом излучения.Призма преломляет свет и раскладывает его на цвета.

Излучения вне нашего восприятия мы не видим, но можем ощущать  другими органами чувств. Ультрафиолет – это загар и солнечные ожоги, инфракрасное излучение – тепло от нагретых вещей и свечение раскалённых объектов.

Ультрафиолетовая ванна и толпа людей в инфракрасном.

Цветовая температура

Скорее всего, это самое сложное понятие для понимания в вопросе цвета. Но его влияние на цветовое восприятие самое масштабное. Объясню просто.

Любой предмет имеет температуру, она выше абсолютного нуля и испускает тепловое излучение. Даже лёд и снег испускают тепло. Абсолютным нулём принята температура -273,15оС  или 0 по Кельвину.  Это самая низкая возможная на данный момент температура в нашей Вселенной. При такой температуре тело не испускает теплового излучения. Полная безжизненная ледяная темнота.

Цветовая температура это характеристика источника света и от него непосредственно зависит, какой оттенок приобретают видимые вещи. Простейший пример это температура лампочек в вашей квартире:

Взгляните вечером на свет в окнах. Смотря какая температура у ламп, цвет будет варьироваться от оранжево-желтого до голубовато-белого.

Тот же эффект мы наблюдаем в разное время дня. Цветность излучаемого света меняется от красного к голубому по мере повышения температуры.

Температура видимого света.

Солнечные и мягкие оттенки раннего утра, яркие светлые цвета в полдень или багровые тёмные краски на закате:

Восприятие цвета зависит не только от ламп, но и от времени суток.

Специфические свойства глаза

Цветовая слепота или дальтонизм являются специфическими наследственными, редко приобретёнными, свойствами глаза. Они встречаются примерно у 8% мужчин и всего 0,4% женщин. Дальтонизм передается только по материнской линии.

Что вы видите?

Если у вас нет дальтонизма, то вы видите 42. При разных типах дальтонизма вы будете видеть только 4 или только 2.

Психологическое состояние

То как мы психологически настроены, может определять наше цветопредпочтение.

Человек  уставший, закрытый и ищущий эмоционального покоя, стремится к тёмным тонам. И наоборот, когда мы хотим отдавать энергию, занимаемся интеллектуальной и творческой работой, естественной реакцией будет выбор светлых и ярких тонов.

На какой ты стороне?

Культурная принадлежность

Большинство факторов, как вы уже убедились, это чисто физиологическая реакция на цвет. Но так же на восприятие сильное воздействие оказывает и культура того региона, в котором живет человек. Ландшафт, климатические условия и древние обычаи определяют цветовосприятие разных народов.

Например, жители пустыни, спасаясь от зноя, предпочитают отражающие солнечные лучи цвета одежды:

Бедуины в светлых одеждах находят свое спасение от зноя пустыни.

А в Японии, Индии и Китае белый цвет траура. Красный — любовь и жизнь. Именно из Индии пришла традиция наносить на белые медицинские халаты красный крест. Для Египтян же красный — цвет траура.

Индийская невеста всегда в красном.

В Америке зелёный — безопасность, во Франции — преступность. Голубой в Японии это подлость. В Египте и США — истина, добродетель и мужественность.

Черный? Смерть и зло, но только не на Востоке. Там он означает счастливый брак и семейное счастье.

Восточная мифология связывает черный цвет с женским началом, поскольку это цвет Праматери-Земли, убивающей и порождающей; кроме того, женщинам приписывалась пророческая и колдовская сила в большей мере, чем мужчинам.

Черный цвет является женским в странах Востока.

Есть ли хоть какой то общий для всех культур приемлемый цвет? Оказывается есть. По результатам анализа и исследований единственный в мире цвет, который не вызывает негативных ассоциаций ни в одной культуре это оранжевый.

Нет ничего удивительного в отсутствии ненависти к оранжевому. Мы все дети солнца.

Прежде чем заявляться в чужую страну со “своим” цветом, изучите культуру и обычаи, чтобы быть верно понятыми и не выглядеть глупо.

Учитывайте перечисленные нюансы цветовосприятия. Будьте любознательны и делайте качественный контент!

дизайн , цвет

Автор: Любовь О.

Дизайн

таблица зависимости. Как наследуется цвет глаз. Как передается доминантный цвет глаз

От чего зависит цвет глаз у человека: таблица зависимости. Как наследуется цвет глаз. Как передается доминантный цвет глаз LensMaster.ru

Оглавление

  • От чего зависит цвет глаз у человека
  • Таблица основных цветов глаз
  • Цвет глаз и раса
  • Может ли цвет глаз меняться с возрастом
  • Глаза разного цвета
  • Цвет глаз и зрение

Первые исследования, касающиеся цвета глаз, были выполнены уже в начале XX века. Статистические данные, собранные учеными, дали интересную картину: на оттенок радужки напрямую влияют раса и цвет глаз родителей. Сегодня большинство ученых сходятся во мнении, что все наши предки были кареглазыми. Другие оттенки появились в результате мутаций. От чего зависит цвет глаз у человека, как он наследуется и может ли измениться в течение жизни, мы расскажем в этой статье.

От чего зависит цвет глаз

Радужная оболочка глаза имеет два слоя: передний — мезодермальный и задний — эктодермальный. В наибольшей степени на цвет глаз человека влияют количество и распределение хроматофор, содержащих меланин. Эктодермальный слой содержит пигментные клетки и всегда темный (исключение — альбиносы). Также большое значение имеют расположение сосудов и плотность волокон.

Зависимость цвета глаз от количества меланина прямая: чем его больше, тем темнее будут глаза. У альбиносов глаза розоватые, поскольку меланин полностью отсутствует и через радужную оболочку видны сосуды.

Как наследуется цвет глаз

Именно от генетики зависит, сколько меланина будет содержаться в глазах ребенка. Самый распространенный цвет глаз — карий. Ученые считают, что это связано с географией расселения человечества. Изначально наши предки жили в Африке и были кареглазыми, поскольку на этом континенте много солнечного света, а значит, глаза должны быть защищены от разрушительных УФ-лучей. Постепенно народы расселялись и в более холодные регионы. В этих областях было мало солнечного света, и необходимость иметь большое количество меланина отпала.

Сегодня ученые точно знают гены цвета глаз у людей.

  • Коричневый — ген EYCL2.
  • Коричневый или синий — EYCL3 хромосомы 15.
  • Синий или зеленый — ген EYCL1 хромосомы 19

Также влияют на цвет глаз гены OCA2, SLC24A4, SLC45A2, TYR, HERC2, IRF4. Проанализировав их вариабельные области, ученые могут в более чем 90 % случаев предсказать, карие или голубые глаза будут у ребенка.

Есть упрощенная схема, которая связана с доминантным цветом глаз у человека. Так, согласно классическому принципу наследственности, доминируют «темные» гены, а рецессивными являются «светлые». Это значит, что в большинстве случаев у кареглазых родителей родятся кареглазые дети. Если у мамы и папы глаза карие и синие, то шансы, что у ребенка будет один из этих оттенков, 50 на 50, а вот вероятность увидеть зеленоглазого малыша крайне мала.

Вот таблица цвета глаз, которая позволяет рассчитать вероятность проявления того или иного оттенка у ребенка:



Таблица основных цветов глаз

Мы привыкли считать, что оттенков радужной оболочки три — карий, зеленый и голубой. Однако в научной среде принято выделять несколько больше цветов. Вот как разделяют их ученые.

 Оттенок     Как образуется Где распространен 
     Синий  Это естественный цвет наружного слоя сосудов радужки. Такой оттенок глаз проявляется, когда волокна наружного слоя оболочки имеют низкую плотность и в них содержится мало меланина для придания зрачку какого-либо другого оттенка. Глаза синего цвета у подавляющего большинства светлокожих младенцев (у темнокожих малышей — карие). Со временем меланоциты начинают вырабатывать меланин, который н накапливается в радужке. Как правило, это происходит в промежуток с шести месяцев до трех лет, но процесс стабилизации цвета глаз может продлиться вплоть до 12 лет.
     Голубой       

Люди с голубыми глазами появились на Земле относительно недавно и, возможно, все произошли от одного предка. Изначально глаза у людей были карими, однако не более чем 10 000 лет назад (это совсем мало по сравнению с историей человечества!) произошла мутация в гене HERC2, которая привела к уменьшению выработки меланина. Так появились глаза голубого и серого цветов — у них в радужке содержится меньше пигмента.

Чем меньше коллагеновых волокон, тем более насыщенным будет оттенок.

Это второй по распространенности оттенок после карего. Он распространен в странах Европы, особенно Северной, среди европеоидного населения США, на Ближнем Востоке.
 Серый (стальной)     Как и голубые, серые глаза появляются в результате мутации в гене HERC2. Как получается серый, а не голубой оттенок? Секрет в количестве коллагеновых волокон — у сероглазых людей их в радужке меньше.      

Чаще всего людей с такими глазами можно встретить в Восточной и Северной Европе. Также оттенок распространен среди жителей Ближнего Востока и Северо-Западной Африки.

 Зеленый     Это очень редкий цвет, который проявляется из-за небольшого количества меланина и распределения пигмента липофусцина в радужке.      Обладатели зеленых глаз встречаются в Северной и Центральной Европе. Зеленые глаза — это эксклюзивное явление, ими могут похвастаться лишь 1-2 % населения Земли.
 Янтарный     Желто-коричневый цвет — явление, объясняемое наличием пигмента липохрома. Янтарные глаза могут быть ближе как к светло-желтому, так и к темно-коричневому цветам.      Янтарный цвет нередко называют просто коричневым. Он достаточно редок. Чтобы увидеть людей с такими глазами, лучше всего отправиться в Азию или Южную Америку.
 Черный     У людей с такими глазами количество меланина очень велико, при этом цвет глазного яблока может иметь желтоватый или сероватый оттенок.      Черные глаза распространены среди монголоидной расы. Черноглазые люди преимущественно на юге и востоке Азии.
 Карий     В мезодермальном слое находится много меланина. Отражаясь от оболочки, он дает коричневый цвет.        Это самый распространенный цвет глаз в мире. Он широко распространен во всех частях света.
 Болотный (ореховый, коричнево-зеленый)     Это смешанный цвет, который меняет насыщенность в зависимости от освещения. Содержание меланина в радужной оболочке умеренное, при этом нередка разнородная окраска.      Наибольшее количество человек с болотным цветом глаз проживают в Северной Африке, на Ближнем Востоке, в Бразилии (среди людей испанского происхождения).

Такие редкие цвета, как розовый, фиолетовый, красный, могут быть только результатом альбинизма.

Существует еще одна система классификации оттенков радужной оболочки, разработанная В. В. Бунаком. Именно она чаще всего используется в России. Какие есть цвета глаз у человека согласно этой системе?

  1. Темные. Сюда относят карий (и светлый, близкий к песочному, и темно-коричневый), черный и желтый.

  2. Светлые. Это серый, голубой и синий.

  3. Переходные, или смешанные. Сюда относят зеленые глаза и различные разновидности: серо-зеленые, ореховые и др.

Цвет глаз и раса

Как видно из таблицы цветов глаз у человека, есть прямая взаимосвязь между оттенком радужной оболочки и расой. Например, голубой и зеленый цвета присущи большинству коренных европейцев — именно такие глаза у более чем 80 % населения Великобритании. В странах Прибалтики подавляющее большинство людей имеют голубые глаза. Также голубой — распространенный цвет глаз в США: тут его имеют до 33 % населения, преимущественно — потомки иммигрантов из Европы.

Интересные данные дало изучение цвета глаз американцев, проведенное в 1985 году. Как многонациональная страна, Америка собрала приезжих со всех уголков света. Оказалось, что афроамериканцы практически в 85 % случаев имеют карий цвет глаз и в 12 % — черный, латиноамериканцы — 4/5 латиноамериканцев кареглазые, еще 7 % имеют черные глаза. А вот среди приезжих из северных стран разнообразия намного больше: у ирландцев в 36 % синие глаза, у немцев — в 35 % синие, в 15 % зеленые и в 12 % оливковые глаза.

Если попробовать отметить людей с разными цветами глаз на карте, то станет очевидно, что коричневый цвет распространен повсеместно, однако наибольшее количество людей с такой радужкой живут в самых жарких странах и… самых холодных. Причина — в необходимости защититься от слепящего солнца, в том числе отраженного от снега.

Есть определенная взаимосвязь цвета зрачков глаз с особенностями внешности. Так, ученые доказали, что чаще всего радужка зеленого оттенка встречается у людей с доминирующим геном рыжего цвета волос в генотипе. Последние исследования показывают, что у женщин глаза изумрудного цвета встречаются чаще. Нужно отметить, что этот редкий оттенок постепенно исчезает, поскольку является рецессивным. Зная, как передается цвет глаз, ученые предполагают, что рано или поздно зеленоглазые люди могут перестать рождаться.

Может ли цвет глаз меняться с возрастом

Существует несколько причин, почему цвет зрачков глаз может казаться иным. Самые очевидные факторы:

  1. Внешние факторы (погода, уровень освещенности, макияж и т.д.). Глаза светлых оттенков особенно склонны к колебанию цвета.

  2. Сильные эмоции. Когда человек испытывает радость, отчаяние, гнев и другие сильные чувства, меняется гормональный фон, что оказывает небольшое воздействие на цвет радужки.

  3. Слезы. Из-за обилия влаги белок блестит и кажется еще светлее, оттеняя радужную оболочку. В итоге цвет глаз кажется пронзительно ярким.

Цвет зрачков глаз меняется с возрастом. У младенцев со светлой кожей глаза при рождении имеют синий цвет. У большинства детей он меняется к трем годам, однако есть случаи, когда оттенок продолжает модифицироваться вплоть до 12 лет. У пожилых людей глаза обычно становятся светлее из-за уменьшения выработки меланина на фоне склеротического и дистрофического процессов.

Также на оттенок могут влиять заболевания:

1. Синдром Фукса. Это негранулематозное воспаление, который может затронуть как один, так и оба глаза. Гетерохромия радужки — его основной симптом: мутнеет хрусталик, истончается и светлеет радужная оболочка. Прогрессирование заболевания приводит к факоэмульсификации катаракты и вторичной глаукоме.

2. Синдром Познера-Шлоссмана. Он проявляется затуманиванием зрения, повышенной чувствительностью к свету, пятнами света перед глазами, быстрой утомляемостью. Один из симптомов — потемнение радужки.

3. Пигментная глаукома. Пигменты из задней поверхности радужной оболочки попадают в другие структуры глаза. В результате часть белка становится того же цвета, что и радужка. Другие проявления глаукомы — ухудшение зрения, плавающие круги перед глазами, отек роговицы.

4. Меланома радужной оболочки. Меланома — это злокачественная опухоль, которая имеет коричневый цвет. Из-за нее нарушаются границы радужки, роговица мутнеет, а в передней камере глаза заметно новообразование коричневого цвета. Среди других симптомов — ухудшение зрения, потеря веса, недостаток сил.

5. Лимфома. Это также злокачественное заболевание, которое можно выявить по тому, что радужная оболочка выглядит блеклой. Наблюдается снижение зрения и сужение полей.

Глаза разного цвета

Правильное название этого явления — гетерохромия. Она означает, что у человека левый и правый глаз имеют разные оттенки. Такая аномалия встречается всего у 1 % людей на Земле. Также признаком гетерохромии является наличие участков другого оттенка. Явление связано с неравномерным распределением меланина в переднем слое радужной оболочки. В подавляющем большинстве случаев это врожденная аномалия, однако иногда гетерохромия может быть вызвана заболеванием или травмой органов зрения. Вылечить врожденную патологию невозможно, а вот приобретенная может поддаваться коррекции.

Гетерохромия проявляется в разной степени. При полной человек имеет глаза разных цветов: чаще всего это сочетание карего с голубым, серым или зеленым. При частичной или центральной гетерохромии отличается по цвету только часть зрачка — это смотрится очень привлекательно и оригинально.  

Цвет глаз и зрение

Доказано, что цвет глаз — лишь признак особенность и он не оказывает никакого влияния на остроту зрения человека. Вместе с тем изменение цвета глаз может сигнализировать о наличии опасных патологий. Вызвать особую тревогу должны:

  • неравномерное изменение цвета глаз;
  • изменение оттенка, которое затрагивает только один глаз или его часть;
  • изменение цвета при наличии других подозрительных симптомов, таких как ухудшение зрения, головные боли, круги перед глазами и др.

При проявлении подобных симптомов стоит обязательно посетить офтальмолога.

от чего зависит восприятие цвета

Некоторые говорят, что именно развитие стереоскопического зрения❓Вид зрения, при котором возможно восприятие формы, размеров и расстояния до предмета., наряду с развитием большого мозга и освобождением рук от участия в передвижении, позволило людям развиться до такого высокого уровня. Глаз человека, как и многих других животных, также способен различать цвета. Но зачем нам это умение и можем ли мы быть уверены, что видим цвета одинаково? И как быть с теми, кто обладает так называемым дефицитом цветового зрения? Отвечаем на эти и другие вопросы в новой статье.

Прежде чем обратиться к вопросам восприятия цвета, необходимо сделать шаг назад и вспомнить о базовой анатомии глаза. Несмотря на небольшие размеры, глаз — очень сложный орган примерно 2,5 см в ширину и глубину и 2,3 см высотой.

Самый жесткий внешний слой глаза называется склерой, он поддерживает форму. Передняя шестая часть этого слоя прозрачная и называется роговицей — когда свет попадает в глаз, сперва он должен пройти именно через нее. К склере прикреплены шесть экстраокулярных мышц, которые двигают глаз.

Сосудистая оболочка, или увеальный тракт, — это второй слой глаза, который содержит кровеносные сосуды. В передней части сосудистой оболочки также есть две отдельные структуры:

  • Цилиарное тело — мышечная область, прикрепленная к хрусталику, которая сжимается и расслабляется, чтобы контролировать размер линзы для фокусировки.

  • Радужная оболочка — часть глаза, цвет которой определяет цветом соединительной ткани и пигментных клеток. Меньшее количество пигмента делает глаза голубыми, а большее — коричневыми. В самой радужной оболочке также есть две мышцы, расширяющая и мышца сфинктера, которые регулируют объем попадающего света, сужают и расширяют зрачок.

Самый внутренний слой глаза — сетчатка, светочувствительная часть, которая содержит стержневые клетки, или палочки, ответственные за зрение при слабом освещении, и колбочки, отвечающие за цветовое зрение и детализацию. В задней части глаза находится макула, а в ее центре — область, называемая центральной ямкой. Она содержит только колбочки и отвечает за четкое отображение мелких деталей.

Идем дальше! Сетчатка содержит химическое вещество под названием родопсин, или «зрительный пурпур», — оно преобразует свет в электрические импульсы, которые мозг интерпретирует как зрение. Нервные волокна сетчатки собираются в задней части глаза и образуют зрительный нерв, который передает электрические импульсы в мозг. Место, где зрительный нерв и кровеносные сосуды выходят из сетчатки, называется диском зрительного нерва — эта область является слепым пятном на сетчатке, потому что там нет ни палочек, ни колбочек. Впрочем, мы этого не замечаем, потому что правый глаз закрывает слепое пятно левого и наоборот.

Наконец, внутри глазного яблока есть две заполненные жидкостью секции, разделенные линзой. Большая задняя часть содержит прозрачный гелеобразный материал, называемый стекловидным телом. Меньшая передняя часть содержит прозрачный водянистый материал, называемый водянистой влагой. Линза, или хрусталик, представляет собой прозрачную двояковыпуклую структуру диаметром около 10 мм. Хрусталик меняет форму и используется для точной настройки зрения.

Глаз уникален тем, что он может двигаться во многих направлениях, чтобы максимально увеличить наше поле зрения, и при этом защищен от травм костной полостью, жиром на поверхности, веками, слезами, ресницами и бровями. Кажется, разобрались.

Как мы воспринимаем свет

Когда свет попадает в глаз, он проходит через роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело и в конечном итоге достигает сетчатки. Контактируя с колбочками и палочками, свет «включает» ряд сложных химических реакций, образуя родопсин. Родопсин представляет собой смесь белка, называемого скотопсином, и 11-цис-ретиналя — последний получен из витамина А, и именно поэтому его нехватка вызывает проблемы со зрением. Первая реакция родопсина занимает всего несколько триллионных долей секунды, после чего химическое вещество вызывает электрические импульсы, которые передаются в мозг. Чем больше света обнаружено, тем больше активируется родопсина и тем больше вырабатывается электрического тока. В конечном итоге электрический импульс достигает задней части мозга, затылочной доли, где и интерпретируется то, что мы видим перед собой.

Как мы воспринимаем цвет

Цвет — это не просто компонент зрения, обычно он ассоциируется с красотой, как, например, в случае с великолепным закатом, от которого невозможно оторвать глаз. Некоторые цвета имеют значение сами по себе: скажем, красный — цвет страсти, а черный — печали, а еще мы «зеленеем от зависти» и «бледнеем от страха», то есть становимся белыми. Наконец, цвета имеют практическое значение: красный означает «стоп», а зеленый — «смело иди вперед». В общем, цвета важны. Как же живут люди, которые их не различают? Неужели их жизнь — одно сплошное черно-белое кино?

Чтобы понять дальтонизм, нужно кое-что понять о цветовом зрении. Как уже было сказано, структуры сетчатки содержат светочувствительные химические вещества: в палочках это уже знакомый нам родопсин, а вот химические вещества в колбочках называются фотопигментами. Всего существует три вида колбочек, и каждая имеет свой собственный фотопигмент, чувствительный к определенной длине волны света, благодаря чему мы разбираем красный, зеленый или синий цвета. Поскольку у большинства из нас есть все три вида колбочек, нормальное человеческое зрение называется трехцветным.

Человеческий глаз может уловить почти любую градацию цвета при смешивании красного, зеленого и синего

Дальтонизм❓Термин появился благодаря Джону Далтону в конце 1700-х годов, который не различал цвета и попросил, чтобы его глаза были исследованы после его смерти. Сам Далтон предполагал, что, возможно, его глаза были окрашены в синий цвет и поэтому поглощали световые волны иначе, чем глаза других людей. — это термин, немного вводящий в заблуждение, который часто заставляет думать, будто человек вообще не видит цвета, но это не так, поэтому термин «дефицит цветового зрения» описывает состояние более точно. Существуют разные виды проблем цветового зрения разной степени тяжести, но дефекты восприятия красно-зеленого цвета являются наиболее распространенными, встречаются у 8% мужчин и 0,4% женщин❓Это наследственное заболевание, которое чаще поражает мужчин, потому что способность к цветовому зрению находится в X-хромосоме. У женщин две Х-хромосомы, поэтому вероятность унаследовать хотя бы одну Х-хромосому с нормальным цветовым зрением высока. и связаны с тем, что красные или зеленые колбочки глаза отсутствуют или работают неправильно.

Люди с легкими дефектами цветового зрения имеют аномальную трихроматичность, что означает, что у них есть все три типа колбочек, но один из типов является дефектным. Тританомалия, или нарушение различения синего и желтого цветов, встречается довольно редко, еще реже встречается монохромность — когда человек действительно видит мир исключительно черным, белым и в оттенках серого. Ахроматопсия, полный дальтонизм, поражает одного из 40 000 человек, однако на островах Пингелап, где браки с родственниками являются обычным делом, ахроматопсия встречается у 5–10% населения. Наконец, среди африканского и азиатского населения дальтонизм распространен в меньшей степени.

Что видят дальтоники?

Трудно сказать, как видит цвет тот или иной человек, потому что это очень субъективно. Откуда нам знать, что тот красный, который вижу я, тот же самый красный, который видите вы? А что, если мой красный цвет богаче и ярче вашего? Или, наоборот, более блеклый и тусклый? Неудивительно, что споры о том, какого цвета брюки — черные или темно-синие, — возникают так часто. Тем не менее, вспомнив радугу, человек с нормальным зрением может представить всю ту яркость и разнообразие цветов, которые, к сожалению, недоступны дальтонику.

Зато люди с легким дефицитом красно-зеленого цвета лучше распознают камуфляж, а дихроматы, то есть люди лишь с двумя типами работающих колбочек, лучше воспринимают текстуру объектов.

Что видят животные?

Вопреки распространенному мнению, собаки и кошки не видят оттенков серого, при этом видят многие цвета, но далеко не все. Некоторые обезьяны видят цвета так же, как и мы, а вот еноты, киты и тюлени — дальтоники. Зато ламантины могут легко отличить синий от зеленого, а птицы видят цвета в разы лучше людей. У многих животных, от птиц и насекомых до рыб и ящериц, также есть так называемое ультрафиолетовое зрение. Интересно, что после травмы или операции по удалению катаракты оно может появиться и у людей. Некоторые склонны думать, что подобное случилось с Моне, что отразилось в его творчестве: сам художник утверждал, что цвета, которые он видел после операции, полностью изменились и на самом деле были «довольно ужасающими».

Тестирование на дальтонизм

Наиболее распространенный тип теста на дальтонизм — это пластины Исихары, или псевдоизохроматические пластины, которые были разработаны доктором Синобу Исихарой для японской армии. Оригинальные пластины были расписаны вручную акварелью и изображали японские иероглифы. Современная пластина Исихары показывает набор цветных точек с цифрой в середине, состоящей из точек других цветов. Пластины Исихары могут помочь диагностировать дефекты зрения красно-зеленого цвета, однако это не идеальный тест: иногда цвета в одном наборе не совсем совпадают с пластинами в другом или выглядят по-разному при разном типе освещения.

Самым точным тестом для диагностики различных типов дальтонизма является, пожалуй, аномалоскоп. Тестируемый человек должен подбирать цвета, регулируя яркость желтого света на одной части экрана и смеси красного и зеленого света на другой стороне. Человек регулирует эти элементы до тех пор, пока обе стороны экрана не будут иметь одинаковый цвет и яркость, и люди с нормальным зрением подбирают цвет очень точно, в то время как люди с дефицитом цветового зрения испытывают проблемы.

Цвет радует нас эстетически и служит визуальной подсказкой, но насколько сильно он нам нужен и насколько его отсутствие сказывается на качестве жизни? Поскольку дальтонизм не является видимым состоянием человека, многим трудно его понять. В конце концов, обычно мы не можем объяснить, как мы видим. Как бы вы описали зеленый цвет тому, кто с ним никогда не сталкивался? Вы можете попробовать сделать это с помощью словесных описаний или музыки, но это будет не то же самое. К сожалению, на данный момент лекарства от дальтонизма не существует. На рынке представлен ряд корректирующих линз, которые якобы помогают с восприятием цветов, но они могут испортить восприятие глубины и другие аспекты зрения. Но кто знает — возможно, будущее предложит какие-то решения.

От чего зависит цвет золота

Золото, используемое в ювелирной промышленности, фактически является сплавом золота и других металлов. Связано это главным образом с тем, что чистое золото – материал слишком мягкий. Добавление лигатур позволяет добиваться определенных химико-физических свойств, делая благородный металл пригодным для изготовления украшений, устойчивых к деформациям. Также лигатуры влияют на цвет сплава. В зависимости от того, в какой пропорциях они были добавлены к золоту, можно получить сплав различных цветов.

Точный состав сплава определяется ГОСТ 30649-99 и ГОСТ P 51152-98, которые регламентируют в каких пропорциях к золоту добавляют те или иные металлы. Сплавы имеют маркировку, содержащую буквы и цифры. Золото обозначается как «Зл», серебро – «Ср», Медь – «М», цинк – «Ц», платина – «Пл», Палладий – «Пд», никель – «Н». Число обозначает % добавления примесей. Например, золото ЗлСрМ 585-80 – это золото 585 пробы, с добавлением 8% серебра и 33,5% меди.

Самые распространенные цвета золота

В ювелирной промышленности наиболее популярными являются белое, желтое и красное золото.

Белое золото

Рис. 1. Белое золото

Для осветления солнечного металла используется серебро, платина, палладий, никель, цинк и другие добавки. Маркировки и составы белого золота.

Марка Проба Fe% Ni% Cu B% Pb% Zn% Ag% O% Sb% Bi% Cd% Au% Pd%
ЗлСрПд585-255-160 585 до 0.15 - - - до 0.005 - 25 — 26 до 0.007 до 0.005 до 0. 005 - 58.5 — 59 14.65 — 16.3
ЗлСрПдЦ585-287-100 до 0.15 - - - до 0.005 0.95 — 3.63 28.2 — 29.2 до 0.007 до 0.005 до 0.005 - 58.5 — 59 9.5 — 10.5
ЗлСрПдКд585-280-100 до 0.15 - - - до 0.005 - 27.5 — 28.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 1.65 — 4.33 58.5 — 59 9.5 — 10.5
ЗлСрНЦ750-150-7.5 750 до 0. 15 7 — 8 - - до 0.005 0.65 — 3.33 14.5 — 15.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 до 0.005 75 — 75.5 -
ЗлСрПд750-100-150 до 0.15 - - - до 0.005 - 9.5 — 10.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 - 75 — 75.5 13.65 — 15.33
ЗлСрПдН750-90-140 до 0.15 0.15 — 2.83 - - до 0.005 - 8.5 — 9.5 до 0.007 до 0. 005 до 0.005 - 75 — 75.5 13.5 — 14.5
ЗлСрПдН750-70-140 до 0.15 2.15 — 4.83 - - до 0.005 - 6.5 — 7.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 - 75 — 75.5 13.5 — 14.5
ЗлСрПдНКд750-90-85-4 до 0.15 3.5 — 4.5 - 0.008 — 0.04 до 0.005 - 8.5 — 9.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 1.11 — 4.82 75 — 75.5 8 — 9
ЗлНЦМ750-7.5-2.5 до 0. 15 7 — 8 13.25 — 15.73 - до 0.005 2.1 — 2.9 - до 0.007 до 0.005 до 0.005 - 75 — 75.5

Желтое золото

Рис. 2. Желтое золото

Желтое золото считается самым классическим вариантом. Традиционно-желтый цвет без оттенков имеют следующие составы.

Марка Проба Fe% Ni% Cu Pb% Zn% Ag% O% Sb% Bi% Au% Pt%
ЗлСрМ375-20 375 до 0.15 - 59. 35 — 60.63 до 0.005 - 1.7 — 2.3 до 0.007 до 0.005 до 0.005 37.5 — 38 -
ЗлСрНЦМ585-80-8.2-2.5 585 до 0.15 7.7 — 8.7 20.65 — 23.93 до 0.005 2.2 — 2.8 7.5 — 8.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 58.5 — 59 -
ЗлСрМ750-125 750 до 0.15 - 11.15 — 12.83 до 0.005 - 12 — 13 до 0.007 до 0.005 до 0.005 75 — 75.5 -
ЗлСрМ750-150 до 0. 15 - 8.65 — 10.33 до 0.005 - 4.5 — 15.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 75 — 75.5 -
ЗлСрПлМ750-80-90 до 0.15 - 6.15 — 8.83 до 0.005 - 7.5 — 8.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 75 — 75.5 8.5 — 9.5

Красное золото

Рис. 3. Красное золото

Красное золото считается особо популярным в РФ и странах бывшего СНГ. Причина довольно проста: именно в красном оттенке золото изготавливали во времена СССР. На химическом уровне оттенок красного золота связан с использованием в составе меди в довольно большом процентном соотношении. Красное золото имеет следующие составы.

Марка Проба Fe% Cu Pb% Ag% O% Sb% Bi% Au%
ЗлСрМ375-100 375 до 0.15 51.15 — 52.83 до 0.005 9.5 — 10.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 37.5 — 38
ЗлСрМ375-160 до 0.15 45.15 — 46.83 до 0.005 15.5 — 16.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 37.5 — 38
ЗлСрМ500-100 500 до 0. 15 38.65 — 40.33 до 0.005 9.5 — 10.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 50 — 50.5
ЗлСрМ585-80 585 до 0.15 32.15 — 33.83 до 0.005 7.5 — 8.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 58.5 — 59
ЗлСрМ585-200 до 0.15 20.15 — 21.83 до 0.005 19.5 — 20.5 до 0.007 до 0.005 до 0.005 58.5 — 59

Помимо привычных нам основных цветов золото может быть жёлто-зеленого и зеленого цвета (похожий на бутылочное стекло), розового оттенка, кремового цвета.

Стремясь к эксклюзивности, ювелиры разработали и совсем неожиданные решения. Например, синее золото, в чей состав входит кобальт, сталь, хром. Точные пропорции до сих пор засекречены. Голубое золото, известное со времен скифов, имеет в составе галлий. Еще одна секретная рецептура связана с пурпурным золотом, которое изготавливают, добавляя алюминий. Коричневое и черное золото получают путем обработки металла: фактически, цвет достигается за счет пленки на поверхности изделия.

В каком цвете золота лучше смотрятся бриллианты

Традиционная оправа для бриллиантов – белое золото. Этот тренд был задан еще Тиффани, когда в 1886 году Чарльз Льюис Тиффан запатентовал модель помолвочного кольца из белого золота с одним бриллиантом, закрепленном короной крапанов. Белый металл подчеркивает холодный блеск бриллиантов, и оправа с камнем начинают работать как единое целое. А вот бриллианты с оттенком могут великолепно смотреться в желтом, красном, розовом или даже зеленом золоте.

Сочетаемость металла и камня – важная составляющая в изготовлении любого ювелирного изделия. В нашем шоу-руме представлены изделия, чей дизайн был продуман до мелочей, включая оттенок золота и бриллианта. В ассортименте имеются кольца, серьги, подвески из белого и желтого золота. Качество изделий подтверждено всей необходимой документацией в соответствии с законодательством РФ. Оправы имеют клеймо Пробирной палаты, ко всем изделиям прилагается паспорт и сертификат на бриллиант независимого геммологического центра МГУ.

Рис. 4. Пример сертификата, экспертного заключения и защитной упаковки бриллианта МГУ (кликните для увеличения изображения)

 Посмотреть бриллианты в наличии / Формы огранки / Цвет бриллианта / Чистота бриллианта

© 2011-2022, Якутские Бриллианты — Бриллиант.Ру

цветов | Определение, восприятие, типы и факты

Эксперимент Исаака Ньютона с призмой

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:
Исаак Ньютон Эдвин Герберт Лэнд Джон Тиндалл Карл Шварцшильд Иван Васильевич Клюн
Похожие темы:
цветовой круг коричневый апельсин Виолетта пурпурный

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

цвет , также пишется как цвет , аспект любого объекта, который может быть описан в терминах оттенка, светлоты и насыщенности. В физике цвет связан именно с электромагнитным излучением определенного диапазона длин волн, видимым человеческому глазу. Излучение таких длин волн составляет часть электромагнитного спектра, известную как видимый спектр, т. е. свет.

Зрение, очевидно, участвует в восприятии цвета. Однако человек может видеть при тусклом свете, не различая цвета. Цвета появляются только при большем количестве света. Следовательно, свет некоторой критической интенсивности также необходим для восприятия цвета. Наконец, следует учитывать и то, как мозг реагирует на визуальные стимулы. Даже в одинаковых условиях один и тот же объект может казаться одному наблюдателю красным, а другому оранжевым. Ясно, что восприятие цвета зависит от зрения, света и индивидуальной интерпретации, а понимание цвета включает в себя физику, физиологию и психологию.

Классификация цветов в видимом спектре электромагнитного излучения по оттенку, насыщенности и яркости

Посмотреть все видео к этой статье

Объект кажется окрашенным из-за того, как он взаимодействует со светом. Анализом этого взаимодействия и факторов, его определяющих, занимается физика цвета. Физиология цвета включает реакцию глаз и мозга на свет и сенсорные данные, которые они производят. Психология цвета вызывается, когда разум обрабатывает визуальные данные, сравнивает их с информацией, хранящейся в памяти, и интерпретирует их как цвет.

Эта статья посвящена физике цвета. Для обсуждения цвета как качества света см. свет и электромагнитное излучение. Что касается физиологических аспектов цветового зрения, см. глаз: Цветовое зрение. См. также живопись для обсуждения психологического и эстетического использования цвета.

Тест «Британника»

Тест «Больше искусства и цветов»

Какой кислотный желто-зеленый оттенок называется так же, как ликер, перегоняемый французскими картезианскими монахами? Кто сделал первую цветную фотографию, сделанную трехцветным методом? Проверьте свои знания. Пройди тест.

Цвет и свет

Природа цвета

Аристотель рассматривал цвет как продукт смешения белого и черного, и это было преобладающим мнением до 1666 года, когда эксперименты Исаака Ньютона с призмой обеспечили научную основу для понимания цвета . Ньютон показал, что призма может разбить белый свет на ряд цветов, которые он назвал спектром ( см. рисунок ), и что рекомбинация этих спектральных цветов воссоздает белый свет. Хотя он признавал, что спектр непрерывен, Ньютон использовал семь названий цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый для сегментов спектра по аналогии с семью нотами музыкальной гаммы.

Ньютон понял, что цвета, отличные от цветов в спектральной последовательности, действительно существуют, но он отметил, что

Получить подписку Britannica Premium и получить доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Все цвета во Вселенной, созданные светом и не зависящие от силы воображения, являются либо цветами однородных светов [то есть спектральными цветами], либо составными из них.

Ньютон также признал, что

лучи, собственно говоря, не окрашены. В них нет ничего иного, как некая сила… возбуждать ощущение того или иного цвета.

Неожиданная разница между восприятием света и восприятия звука проясняет этот любопытный аспект цвета. Когда лучи света разных цветов, например красного и желтого, проецируются вместе на белую поверхность в равных количествах, результирующее восприятие глаза посылает в мозг сигнал одного цвета (в данном случае оранжевого), сигнал, который может быть идентичным тому, что создается одним лучом света. Однако когда два музыкальных тона звучат одновременно, отдельные тона все же можно легко различить; звук, производимый комбинацией тонов, никогда не идентичен звуку одного тона. Тон является результатом определенной звуковой волны, но цвет может быть результатом одного светового луча или комбинации любого количества световых лучей.

Однако цвет можно точно определить по оттенку, насыщенности и яркости — трем характеристикам, достаточным для того, чтобы отличить его от всех других возможных воспринимаемых цветов. Оттенок — это тот аспект цвета, который обычно ассоциируется с такими терминами, как красный, оранжевый, желтый и так далее. Насыщенность (также известная как цветность или тон) относится к относительной чистоте. Когда чистый, яркий, сильный оттенок красного смешивается с переменным количеством белого, получаются более слабые или бледные красные оттенки, каждый из которых имеет одинаковый оттенок, но разную насыщенность. Эти более бледные цвета называются ненасыщенными. Наконец, свет любой заданной комбинации оттенка и насыщенности может иметь переменную яркость (также называемую интенсивностью или значением), которая зависит от общего количества присутствующей световой энергии.

Наука о том, как мы видим цвет

Вы когда-нибудь спорили с другом, членом семьи или коллегой по поводу цвета объекта? Если это так, вы испытали, насколько субъективным может быть цвет. (Помните печально известное платье, которое стало вирусным в 2015 году, потому что никто не мог договориться о цвете?)

За восприятием цвета стоит сложная наука и множество факторов, влияющих на то, как мы видим. Как минимум, эти различия могут вызвать дружеские разногласия. Однако, если точные, согласованные цвета продуктов являются важной частью успеха вашей компании, игнорирование этих различий может быть дорогостоящей ошибкой.

Как мы видим

Мы видим благодаря фоторецепторным клеткам в сетчатке наших глаз, которые передают сигналы в наш мозг. Высокочувствительные палочки позволяют нам видеть при очень слабом освещении, но в оттенках серого. Чтобы видеть цвет, нам нужен более яркий свет и колбочки в наших глазах, которые реагируют примерно на три разные длины волн:

  • Короткий (S) — синий спектр (пик поглощения ≈ 445 нм)
  • Среда (М) – зеленый спектр (пик поглощения ≈ 535 нм)
  • Длинный (L) – красный спектр (пик поглощения ≈ 565 нм)

Восприятие цвета зависит от того, как объект поглощает и отражает длины волн. Люди могут видеть только небольшую часть электромагнитного спектра, примерно от 400 до 700 нм, но этого достаточно, чтобы мы могли видеть миллионы цветов.

Это основа трихроматической теории, также называемой Юнгом-Гельмгольцем в честь исследователей, разработавших ее. Это было подтверждено только в 1960-х годах, а это означает, что этому уровню детализации в понимании длин волн и цветов всего 60 лет.

Между тем, противоположная теория процессов постулирует, что цветовое зрение зависит от трех рецепторных комплексов с противоположными действиями: свет/темнота (или белый/черный), красный/зеленый и синий/желтый.

Вместе эти две теории помогают описать сложность человеческого восприятия цвета.

Восприятие цвета: пример из реальной жизни

Сегодня увидеть желтый школьный автобус — обычное дело. Когда в 1939 году «желтый школьный автобус» был выбран в качестве стандартного цвета для принятия, мы не знали о науке о цвете так много, как сейчас.

В статье Смитсоновского института «История того, как школьные автобусы стали желтыми» Иван Шваб, клинический представитель Американской академии офтальмологии, объясняет

: «Лучший способ описать [цвет] — длина волны».

Желтый цвет школьного автобуса фактически находится в середине длин волн, которые вызывают наше восприятие красного и зеленого цветов. Поскольку он находится прямо посередине, этот конкретный цвет одинаково воздействует на наши колбочки (или фоторецепторы) с обеих сторон. Это делает практически невозможным пропустить школьный автобус, даже если он находится в нашем периферийном зрении.

Когда свет падает на объект, часть спектра поглощается, а часть отражается. Наши глаза воспринимают цвета в соответствии с длинами волн отраженного света.

Мы также знаем, что цвет будет выглядеть по-разному в зависимости от времени суток, освещения в комнате и многих других факторов. Для обычного человека это не проблема, но представьте, что люди оценивают образцы цвета в разных офисах по всему миру. Они могут воспринимать различные вариации цвета в зависимости от ряда факторов, включая их освещение.

Вот почему так важно использовать цифровые инструменты для управления цветом. Эти инструменты — от спектрофотометров до программного обеспечения и услуг — обеспечивают объективность оценки цвета, несмотря ни на что. Также важно следовать рекомендациям по эксплуатации и обслуживанию приборов для измерения цвета.

Как наше окружение влияет на восприятие цвета

Большинство из нас может распознавать цвет знакомых объектов даже при изменении условий освещения (например, желтый школьный автобус). Эта адаптация глаза и мозга известна как постоянство цвета. Однако он не применяется к тонким цветовым вариациям и не противодействует изменениям цвета из-за интенсивности или качества света.

Мы также могли бы договориться друг с другом о длинах волн, определяющих основные цвета. Однако это может иметь больше общего с нашим мозгом, чем с нашими глазами.

Например, в исследовании 2005 года, проведенном в Университете Рочестера, люди склонны воспринимать цвета одинаково, хотя количество колбочек в их сетчатке сильно различается. Когда добровольцев попросили настроить диск на то, что они назвали бы «чисто желтым» светом, все выбрали почти одинаковую длину волны.

Но все становится намного сложнее, когда один или несколько человек пытаются сопоставить цвета с образцами продуктов или материалов. Физические факторы или факторы окружающей среды, а также личные различия между зрителями могут изменить наше восприятие цвета. К этим факторам относятся:

  • Физические: источник света, фон, высота над уровнем моря, шум
  • Личное: возраст, лекарства, память, настроение

Если ваша работа зависит от постоянного получения нужного цвета, полагаться только на человеческое зрение не получится. Это потому, что есть факторы, не зависящие от нас, которые диктуют как мы видим цвет.

Мало того, когда вы работаете с людьми в разных офисах, будь то по всей стране или по всему миру, эти факторы значительно увеличивают риск цветовых отклонений.

Еще больше усложняет ситуацию то, что феномен невозможных цветов, химерических цветов и многого другого существует и может нанести ущерб бизнесу, который в значительной степени зависит от точных показаний цвета.

Использование приборов для точного определения цвета в образцах и продуктах является обязательным условием, а согласование между приборами еще важнее. ThoughtCo хорошо объясняет влияние этих факторов.

Значение цвета в нашей жизни

Цвета играют жизненно важную роль в нашей повседневной жизни. Как желтый школьный автобус. Почему важно, чтобы мы видели это даже на нашей периферии? Для безопасности, конечно.

Многие цвета используются для изображения важных сообщений без слов. Красные знаки остановки и зеленые светофоры универсальны. Эти и другие регулируемые цвета играют важную роль в нашей жизни.

Мы также ассоциируем цвета с гордостью. Подумайте о цветах флага страны или даже о цветах, которые мы носим, ​​чтобы поддержать наши любимые спортивные команды.

Но цвета существовали тысячи и тысячи лет до того, как появились школьные автобусы, знаки остановки и спектрофотометры. История красок и красителей весьма увлекательна и восходит к 2000 г. до н.э. Нет сомнений, что уже тогда они имели сильное влияние.

Математика восприятия цвета

Поскольку на восприятие цвета влияют окружающие и личные факторы, мы не можем быть уверены в точном совпадении при визуальном сравнении цветов со стандартным образцом. Это может вызвать реальные проблемы для бизнеса, такие как задержки производства, потери материалов и сбои в контроле качества.

В результате предприятия обращаются к математическим уравнениям для определения цветов и беспристрастным измерительным устройствам для обеспечения точного соответствия.

Цветовая модель CIE, или цветовое пространство CIE XYZ (показано выше), была создана в 1931 году. По сути, это картографическая система, отображающая цвета в трехмерном пространстве с использованием красных, зеленых и синих значений в качестве осей.

Определено множество других цветовых пространств. Варианты CIE включают CIELAB, определенный в 1976 году, где L относится к яркости, A — красная/зеленая ось, а B — синяя/желтая ось. Еще одна модель, CIE L*C*h, учитывает светлоту, цветность и оттенок.

Измерение зависит от колориметров или спектрофотометров, которые предоставляют цифровые описания цветов. Например, процентное содержание каждого из трех основных цветов, необходимое для соответствия образцу цвета, называется трехцветным значением. Колориметры Tristimulus используются в приложениях контроля качества.

Первый шаг к преодолению различий в восприятии цветов

Управление цветами, несмотря на неизбежные различия в человеческом восприятии, начинается с осознания и обучения. Это правда, что наши глаза могут видеть нас только до сих пор. К счастью, существует целый ряд инструментов, позволяющих всегда точно отображать цвета ваших продуктов.

Datacolor предлагает полную линейку спектрофотометров, программного обеспечения и других решений, подходящих для различных отраслей, включая производство пластмасс, текстиля, покрытий и красок для розничной торговли. Мы также разработали прибор специально для измерения материалов, которые нельзя измерить традиционным спектрофотометром.

Чтобы узнать больше о восприятии цвета, науке о цвете и роли Datacolor, посетите один из наших блогов ниже!

видимый свет — Что определяет цвет — длина волны или частота?

спросил

Изменено 2 месяца назад

Просмотрено 111 тысяч раз

$\begingroup$

Что определяет цвет света — длина волны света или частота?

(т. е. если вы пропускаете свет через среду, отличную от воздуха, чтобы сохранить его цвет одинаковым, что вам нужно оставить постоянным: длину волны или частоту?)

  • видимый свет
  • частота
  • преломление
  • длина волны

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Цвет определяется глазом и только косвенно из физических свойств, таких как длина волны и частота. Поскольку это взаимодействие происходит в среде с фиксированным показателем преломления (стекловидное тело вашего глаза), соотношение частоты и длины волны внутри вашего глаза является фиксированным.

Вне вашего глаза частота остается постоянной, а длина волны меняется в зависимости от среды, поэтому я бы сказал, что частота имеет большее значение. Это объясняет, почему цвет объектов не меняется, когда мы смотрим на них под (прозрачной) водой ($n=1,33$) или в воздухе ($n=1$).

$\endgroup$

7

$\begingroup$

Практически для всех детекторов фактически обнаруживается энергия фотона, которая является определяющим атрибутом, и эта энергия не изменяется преломляющей средой. Таким образом, «цвет» не меняется в зависимости от среды…

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Как сказал Франк, на самом деле энергия определяет цвет. Причина в том, что цвет — это психологический феномен, который мозг конструирует на основе сигналов, которые он получает от колбочек на сетчатке глаза. Эти сигналы, в свою очередь, генерируются, когда фотоны взаимодействуют с белками, называемыми фотопсинами. Белки имеют разные энергетические уровни, соответствующие разным конфигурациям, и когда фотон взаимодействует с фотопсином, это 9 фотонов. 0037 энергия , которая определяет, какой переход между энергетическими уровнями происходит, и, таким образом, сила электрического сигнала отправляется в мозг.

Примечание: я опубликовал довольно подробный, но недооцененный (по крайней мере, я так думал) ответ на очень похожий вопрос на Reddit несколько дней назад. Я мог бы отредактировать его здесь, если вы найдете это полезным.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Эксперименты по преломлению показывают, что именно частота определяет цвет. Когда луч света пересекает границу двух сред с показателем преломления $(n_1,n_2)$, его скорость изменяется на $(v_1=\frac{c}{n_1}; v_2=\frac{c}{n_2}) $, его частота не меняется, так как она фиксируется излучателем, поэтому изменяется и его длина волны: $\lambda_1=\frac{v_1}{f};\lambda_2=\frac{v_2}{f}$. Итак, это экспериментальный факт, что преломление не влияет на цвет, поэтому можно сделать вывод, что цвет зависит от частоты.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Вот мое дополнение. Во многих приведенных выше ответах используется ошибочный аргумент о том, что частота является определяющей величиной, на том основании, что один и тот же объект, рассматриваемый в разных средах, кажется одного цвета.

Это бессмысленно, так как свет должен пройти через стекловидное тело (с показателем преломления 1,33) непосредственно перед попаданием на сетчатку. Таким образом, свет данной частоты также достигнет сетчатки с точно такой же длиной волны, через какую бы среду он ни прошел, чтобы попасть туда.

Нет: ответ должен основываться на физиологии рецепторов. Однако я предлагаю один очевидный эксперимент в пользу частоты, а не длины волны. Во время витрэктомии стекловидное тело временно замещается другими веществами, часто воздухом или другими газами с совершенно другим показателем преломления. Ни в одной из немногих статей, которые я читал, часто для пользы пациента (например, здесь), не упоминаются резкие изменения в восприятии цвета как один из временных побочных эффектов.

Следовательно, я делаю вывод, что, поскольку частота света неизменна, но его длина волны при попадании на сетчатку может измениться на 30%, именно частота определяет восприятие цвета.

$\endgroup$

$\begingroup$

TL;DR: Частота световой волны не меняется от среды к среде, в отличие от скорости света (и, следовательно, длины волны). Зная частоту электромагнитной волны, вы знаете ее цвет в любой среде.


Опираясь на предыдущие ответы, факты таковы: Цвет определяется энергией электромагнитной волны, которая достигает вашего глазного яблока. Энергия определяется как $E = hf$, где $h$ — постоянная Планка, а $f$ — частота света.

Таким образом, цвет электромагнитной волны определяется ее частотой. Другими словами, измерения частоты электромагнитной волны достаточно для определения цвета света или типа электромагнитной волны. Это противоположно измерению длины волны, при котором знание того, в каком показателе преломления среды, в которой была измерена длина волны, должно определить, какого цвета света или типа электромагнитной волны является электромагнитная волна.

Примечание: Хотя $f$ можно определить как $v/l$, где $v$ — скорость электромагнитной волны в среде, а $l$ — длина волны в среде, при смене среды единственной константой является частота волна.

Пример того, почему частота является определяющим фактором: Когда вы бросаете красный кирпич в бассейн, длина волны электромагнитной волны, несущей цвет объекта, меняется. Если бы вы измеряли длину волны, несущей цвет кирпича, эта информация была бы бесполезна или вводила бы в заблуждение при определении цвета кирпича, если бы вы не знали показатель преломления (скорость электромагнитных волн в) среде, в которой вы измеряли. С другой стороны, измерения частоты электромагнитной волны, несущей цвет кирпича в любом месте, было бы достаточно для определения того, что цвет кирпича красный, поскольку он не меняется независимо от того, в какой среде находится электромагнитная волна.0003

Из этого мы можем сделать вывод, что цвет, который мы видим, зависит от частоты электромагнитной волны. (Волна просто имеет определенную длину волны при той скорости электромагнитной волны, которая определяется средой, в которой находится волна.)

$\endgroup$

8

$\begingroup$

На самом деле во всех этих ответах не хватает чего-то важного. Цвет определяется реакцией человеческого глаза, а не энергией или частотой. Чтобы получить полный диапазон («гамму») цветов, мне нужно сочетание красного, зеленого и синего света (отсюда и RGB-дисплеи), а сами основные цвета могут иметь разные частоты. То есть одна система RGB может иметь одну частоту для красного, в то время как другая имеет несколько другую частоту для красного, единственное жесткое и быстрое требование состоит в том, чтобы обе они выбирали эту частоту где-то в красном диапазоне. Но на выбор влияет гамма.

Теперь я сказал «человеческий глаз», но, конечно же, другие животные тоже видят цвета. Пчелы видят цвета в ультрафиолете. Но, конечно, мы понятия не имеем, как им кажутся ультрафиолетовые цвета, только то, что они их видят и могут различать их оттенки.

В Википедии есть много полезной дополнительной информации об этом, но она разбросана по нескольким статьям. Вероятно, http://en.wikipedia.org/wiki/Color_theory#Color_abstractions — лучшая отправная точка. Что-то гораздо более подробное и техническое, см. в отличном FAQ Poynton по цвету на http://www.poynton.com/ColorFAQ.html 9.0003

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Свет проходит через ваше глазное яблоко (намного больше длины волны видимого света в нанометровом масштабе), прежде чем попасть на сетчатку.

$$ \lambda f = v = \frac{c}{n} $$

Где $\lambda$ — длина волны, $f$ — частота, $v$ — скорость света, $c $ — скорость света в вакууме, $n$ — показатель преломления. Поскольку и $c$, и $n$ являются константами существует фиксированная частота для любой заданной длины волны. Энергия падающего фотона также фиксирована согласно уравнению Планка: $E=hf$, где $E$ — энергия, а $h$ — постоянная Планка.

В этом случае измерение $E$, $\lambda$ или $f$ является измерением всех трех.

$\endgroup$

$\begingroup$

Думаю, это длина волны. Но тогда длина волны и частота связаны. Более длинные волны имеют меньшую частоту и наоборот.

Как и предполагалось, цвет является конструкцией человека (или животного), не имеющей особого значения для световой волны (ЭМ-излучения)

$\endgroup$

2

$\begingroup$

На мой взгляд, оба, потому что частота определяет основную категорию электромагнитного излучения, такую ​​как: радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение и т. д. Внутри каждой категории вы можете получить доступ к точному диапазону длин волн. Таким образом, цвета — это все сочетания частот в диапазоне 428 ТГц — 749.ТГц и длина волны в диапазоне 700 нм – 400 нм.

$\endgroup$

$\begingroup$

Частота и длина волны света обратно пропорциональны постоянной скорости света (постоянной в вакууме). Оба описывают в основном один и тот же цвет в спектре, когда свет проходит через среду с показателем преломления, его скорость изменяется и влияет на отношение частоты к длине волны. Что действительно имеет значение, так это энергия, переносимая светом, когда он попадает на сетчатку глаза и его светочувствительные нервные клетки. Эти клетки стимулируются с определенной силой, и это создает стимул, который распространяется в мозг для интерпретации цветовой схемы. Дальнейшая интерпретация отношения длины волны к частоте должна будет включать специальную теорию относительности, в которой наблюдатель находится со светом извне, и/или квантовую интерпретацию волны как частицы длины волны. Но на самом деле все это лишь толкования, а истинное знание определяется в абсолютизме. Верное утверждение может быть сформулировано как «есть только атом и все остальное, если мнение» или в более точной форме «есть только Бог и все остальное, если мнение»…

$\endgroup$

1

Имеет ли атом цвет?

Категория: Физика      Опубликовано: 17 января 2014 г.

Ответ на самом деле зависит от того, как вы определяете «иметь цвет». Термин «цвет» относится к видимому свету с определенной частотой или к смеси частот видимого света. Следовательно, слово «цвет» описывает частотный состав любого типа видимого света. Каждый раз, когда присутствует видимый свет, мы можем описать его как имеющий определенный цвет. Имея это в виду, существует множество различных способов, которыми объект может отражать или излучать видимый свет. Таким образом, существует множество способов, которыми объект может «иметь цвет». Хотя отдельный изолированный атом может отражать или излучать видимый свет несколькими из этих способов, он не участвует во всех способах. Если вы определяете «иметь цвет» очень узко, включая только определенные механизмы, то атомы не имеют цвета. Если вы определяете «иметь цвет» в более широком смысле, тогда у атомов действительно есть цвет. Давайте рассмотрим различные способы, которыми объект может отражать или излучать видимый свет, и применим каждый из них к атому.

Большинство предметов повседневного обихода отображают цвет из-за объемного отражения, преломления и поглощения. Изображение общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

1. Объемное отражение, преломление и поглощение
Наиболее распространенный повседневный способ, которым объекты могут передавать видимый свет нашим глазам, — это объемное отражение, преломление и поглощение. Все эти три эффекта являются частью одного и того же физического механизма: взаимодействия внешнего луча света со многими атомами одновременно. Когда белый свет, содержащий все цвета, падает на поверхность красного яблока, световые волны оранжевого, желтого, зеленого и синего цвета поглощаются атомами кожуры яблока и преобразуются в тепло, тогда как красные волны в основном отражаются. вернемся к нашим глазам. Часть света также проходит через кожуру яблока и слегка преломляется при прохождении. Мы называем это искривленное пропускание света «преломлением». Некоторые материалы, такие как стекло, пропускают много света, в то время как другие материалы, такие как яблоки, пропускают очень мало.

Ключевым моментом здесь является то, что традиционные отражение, преломление и поглощение составляют объемное явление, когда каждый луч света взаимодействует с десятками или миллионами атомов одновременно . Это имеет смысл, если учесть, что длина волны видимого света примерно в тысячу раз больше длины волны атомов. Волны видимого света имеют длину волны от 400 нанометров до 700 нанометров, в зависимости от цвета. Напротив, атомы имеют ширину около 0,2 нанометра. Это несоответствие является причиной того, что вы не можете увидеть отдельные атомы с помощью оптического микроскопа. Атомы намного меньше, чем свет, который вы пытаетесь использовать, чтобы их увидеть. Таким образом, цвет объекта, который является результатом традиционного объемного отражения, преломления и поглощения, является результатом того, как несколько атомов связаны вместе и расположены, а не результатом фактического цвета отдельных атомов. Например, возьмите атомы углерода и свяжите их в алмазную решетку, и вы получите чистые бриллианты. Напротив, возьмите атомы углерода и свяжите их в шестиугольные плоскости, и вы получите серый графит. Характер связей между многими атомами определяет традиционный цвет материала, а не тип самих атомов. Если у вас вообще нет связей между любыми атомами, вы получаете одноатомный газ, который невидим (по крайней мере, согласно традиционным отражениям, преломлениям и поглощениям).

Цвет большинства повседневных предметов вокруг нас, от яблок до карандашей и стульев, возникает в результате традиционного объемного отражения, преломления и поглощения. Этот механизм доставки света настолько распространен и интуитивно понятен, что мы можем определить «иметь цвет» в узком смысле до , только включают этот механизм. Таким образом, имея в виду это узкое определение, один атом слишком мал, чтобы иметь цвет.

Раскаленные докрасна объекты, такие как расплавленная порода, отображают цвет за счет теплового излучения. Изображение общественного достояния, источник: Геологическая служба США.

2. Тепловое излучение
Достаточно нагреть кусок железа, и он засветится красным. Таким образом, можно сказать, что цвет раскаленного железного прута — красный. Однако красный цвет железного стержня в этом случае обусловлен тепловым излучением, механизм которого сильно отличается от объемного отражения, преломления и поглощения. В механизме теплового излучения атомы объекта ударяются друг о друга с такой силой, что излучают свет. Точнее, столкновения вызывают возбуждение электронов и атомов в более высокие энергетические состояния, а затем электроны и атомы излучают свет при переходе обратно в более низкие энергетические состояния. Поскольку столкновения из-за теплового движения носят случайный характер, они приводят к широкому диапазону энергетических возбуждений. В результате испускаемое тепловое излучение содержит множество цветов, охватывающих широкий диапазон частот. Что интересно в тепловом излучении, так это то, что его цвет в большей степени зависит от температуры объекта, чем от материала объекта. Каждый твердый материал светится красным, если вы можете нагреть его до нужной температуры без испарения или химической реакции. Ключом к тепловому излучению является то, что оно возникает в результате взаимодействия многих атомов. Таким образом, один атом не может излучать тепловое излучение. Таким образом, даже если мы расширим определение «иметь цвет», включив в него тепловое излучение, отдельные атомы все равно не будут иметь цвета.

Дневное небо является примером того, как отдельные маленькие молекулы могут проявлять цвет посредством рэлеевского рассеяния. Изображение общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

3. Рэлеевское рассеяние
Более информативно называемое «длинноволновое рассеяние», Рэлеевское рассеяние происходит, когда свет отражается от отдельных атомов и молекул. Но поскольку свет намного больше, чем атомы, рэлеевское рассеяние на самом деле представляет собой не «отражение» световой волны от небольшой частицы, такой как атом, а скорее случай погружения частицы в электрическое поле световая волна. Электрическое поле индуцирует в частице колеблющийся электрический диполь, который затем излучает. Поскольку механизм совершенно другой, рэлеевское рассеяние белого света на мелких частицах всегда создает один и тот же широкий диапазон цветов, причем синий и фиолетовый являются самыми сильными. Цвет рэлеевского рассеяния всегда одинаков (при условии, что падающий свет белый) и в основном не зависит от материала рассеивающего объекта.

Следовательно, одиночный атом имеет цвет в том смысле, что он участвует в рэлеевском рассеянии. Например, земная атмосфера состоит в основном из небольших молекул кислорода (O 2 ) и молекул азота (N 2 ). Эти молекулы расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы действовать как отдельные изолированные молекулы. Когда дневной белый солнечный свет попадает на изолированные молекулы воздуха, он рассеивается в соответствии с рэлеевским рассеянием, окрашивая небо в беловато-голубовато-фиолетовый цвет. Тот факт, что мы можем видеть дневное небо, свидетельствует о том, что маленькие отдельные молекулы могут проявлять ту или иную форму цвета. Когда речь идет о небе, мы говорим о малых молекулах, тот же принцип применим и к отдельным атомам. При правильном понимании цвет в рэлеевском рассеянии больше связан с самим взаимодействием, чем с реальными типами вовлеченных атомов. То, что небо голубое, не обязательно означает, что атомы азота голубые. Рамановское рассеяние встречается гораздо реже, чем рэлеевское рассеяние, но в контексте данного обсуждения оно почти идентично. Рамановское рассеяние отличается тем, что часть энергии падающего света теряется внутри частицы, так что частота рассеянного света смещается ниже.

Неоновые вывески являются примером того, как отдельные атомы могут проявлять цвет посредством газового разряда. Изображение общественного достояния, источник: NSF.

4. Газовый разряд
Газовый разряд (например, неоновая лампа) — это, возможно, механизм, который лучше всего соответствует понятию «имеющего цвет» отдельного атома. Газовый разряд — это то, что происходит, когда вы берете чистые атомы, изолируете их друг от друга в состоянии газа с низкой плотностью, а затем возбуждаете их с помощью электрического тока. Когда атомы девозбуждаются, они излучают видимый свет. Ключевым моментом здесь является то, что конкретный атом может возбуждаться, девозбуждаться и излучать свет только определенным образом. Это приводит к тому, что цвет атома во время газового разряда очень сильно зависит от типа задействованного атома. Частотный спектр атома во время газового разряда считается цветовым «отпечатком пальца» этого конкретного типа атома. Например, настоящие неоновые вывески всегда красные, потому что сами атомы неона краснеют при разряде газа. Атомы аргона в газовом разряде имеют бледно-лиловый цвет, атомы натрия — желтый, а атомы ртути — синий. Многие из цветов, генерируемых «неоновыми» огнями, достигаются путем смешивания различных газов. «Испытание пламенем», используемое в химии для обнаружения определенных атомов, по существу является менее контролируемой и менее чистой версией газоразрядной лампы.

Обратите внимание, что флуоресценция (например, в люминесцентной лампочке), фосфоресценция и излучение газового лазера аналогичны газовому разряду в том смысле, что они включают возбуждающие электроны в отдельных атомах или простых молекулах. В отличие от газового разряда, который заставляет атом излучать все свои характерные цвета; флуоресценция, фосфоресценция и лазерное излучение включают в себя использование определенных переходов, так что излучаются только определенные цвета атомов. Их можно считать частными случаями газового разряда, поскольку речь идет о характеристике цвета атомов.

Существует много других способов, которыми объект или материал может излучать или отражать видимый свет; например, посредством полупроводниковой электронно-дырочной рекомбинации (в светодиодах), черенковского излучения, химических реакций, синхротронного излучения или сонолюминесценции; но все они связаны с взаимодействием многих атомов или вообще без атомов, и поэтому не имеют отношения к текущему обсуждению.

Подводя итог: в смысле традиционного отражения, преломления, поглощения и теплового излучения отдельные атомы невидимы. В смысле рэлеевского рассеяния и газового разряда атомы имеют цвет.

Темы: Рэлеевское рассеяние, поглощение, атом, атомы, цвет, газовый разряд, свет, отражение, преломление, тепловое излучение, пропускание

NWS JetStream — Цвет облаков

Цвет облака зависит главным образом от цвета падающего на него света. Естественным источником света на Земле является солнце, дающее «белый» свет. Белый свет сочетает в себе все цвета «видимого спектра», то есть диапазона цветов, которые мы можем видеть.

Каждый цвет в видимом спектре соответствует электромагнитным волнам разной длины. Цвета меняются по мере увеличения длины волны от фиолетового до индиго, синего, зеленого, желтого, оранжевого, красного и темно-красного.

Видимый свет — это лишь малая часть полного электромагнитного спектра.

По мере увеличения длины световой волны ее энергия уменьшается. Это означает, что световые волны, составляющие фиолетовый, индиго и синий, имеют более высокий уровень энергии, чем желтый, оранжевый и красный.

Одним из способов увидеть цвета солнечного света является использование призмы. Скорость света немного уменьшается по мере того, как он движется в призму, заставляя ее слегка изгибаться. Это называется преломлением. Степень преломления меняется в зависимости от уровня энергии каждой волны.

Призма позволит вам увидеть отдельные цвета, из которых состоит исходный свет. В этом случае солнечный свет, попадающий в призму, делится на цвета радуги в зависимости от длины волны каждого компонента.

Световые волны с самой низкой энергией преломляются в наименьшей степени, а волны с самой высокой энергией преломляются в наибольшей степени. Конечным результатом является дисперсия света в радугу цветов.

Радуга частично является результатом преломления солнечного света через каплю дождя, которая действует как призма.

Призма позволит вам увидеть отдельные цвета, из которых состоит исходный свет. В этом случае солнечный свет, попадающий в призму, делится на цвета радуги в зависимости от длины волны каждого компонента.

Итак, если солнечный свет «белый», почему небо голубое?

Атомы и молекулы, составляющие газы в атмосфере, намного меньше длины волны света, излучаемого солнцем.

Когда световые волны входят в атмосферу, они начинают рассеиваться во всех направлениях за счет столкновений с атомами и молекулами. Это называется рэлеевским рассеянием в честь лорда Рэлея.

Цвет неба является результатом рассеяния ВСЕХ длин волн. Тем не менее, это рассеяние не в равной части, а сильно взвешено в сторону более коротких длин волн.

Когда солнечный свет входит в атмосферу, большая часть волн фиолетового света сначала рассеивается, но очень высоко в атмосфере, и поэтому их трудно увидеть. Следующими рассеиваются световые волны цвета индиго, и их можно увидеть с больших высот, таких как реактивные самолеты, летящие на обычных крейсерских высотах.

На этом изображении восхода голубое небо, желтые перистые облака и оранжевые высококучевые облака являются результатом рассеяния Рэлея и Ми. Рассеянный Рэлей создает голубое небо и цвет, который получают облака. Рассеяние Мэя отвечает за цвет, который мы видим. Даже при рэлеевском рассеянии в атмосфере более половины «белого» солнечного света проходит через атмосферу, достигая поверхности земли.

Затем волны синего света рассеиваются примерно в четыре раза сильнее, чем волны красного света. Объем рассеяния более короткими синими световыми волнами (с дополнительным рассеянием фиолетовым и индиго) преобладает над рассеянием остальными цветовыми длинами волн. Поэтому мы воспринимаем голубой цвет неба.

Если небо голубое, то почему облака белые?

В отличие от рэлеевского рассеяния, когда световые волны намного меньше, чем газы в атмосфере, отдельные капли воды, составляющие облако, имеют размер, аналогичный длине волны солнечного света. Когда капли и световые волны имеют одинаковый размер, возникает другое рассеяние, называемое рассеянием Ми.

Рассеяние Ми не различает цвета отдельных длин волн и, следовательно, одинаково рассеивает ВСЕ цвета длин волн. В результате равномерно рассеивается «белый» солнечный свет, и поэтому мы видим белые облака.

Тем не менее, облака не всегда кажутся белыми, потому что дымка и пыль в атмосфере могут сделать их желтыми, оранжевыми или красными. И по мере того, как облака сгущаются, солнечный свет, проходящий через облако, будет уменьшаться или блокироваться, придавая облаку серый цвет. Если на облако не падает прямой солнечный свет, оно может отражать цвет неба и казаться голубоватым.

На этом изображении восхода голубое небо, желтые перистые облака и оранжевые высококучевые облака являются результатом рассеяния Рэлея и рассеяния Ми. Рассеянный Рэлей создает голубое небо и цвет, который получают облака. Рассеяние Мэя отвечает за цвет, который мы видим. Даже при рэлеевском рассеянии в атмосфере более половины «белого» солнечного света проходит через атмосферу, достигая поверхности земли.

Rayleigh and Mie

Некоторые из самых живописных облаков появляются ближе к восходу и закату, когда они могут быть ярко-желтыми, оранжевыми и красными. Цвета являются результатом комбинации рэлеевского рассеяния и рассеяния Ми.

Когда свет проходит через атмосферу, большая часть коротких синих волн рассеивается, оставляя большую часть длинных волн. Следовательно, преобладающий цвет солнечного света меняется на эти более длинные волны.

Кроме того, когда свет входит в атмосферу, он преломляется с наибольшим изгибом на своем пути вблизи земной поверхности, где атмосфера наиболее плотная. Это приводит к тому, что путь света через атмосферу удлиняется, что еще больше способствует рэлеевскому рассеянию.

Поскольку свет продолжает двигаться через атмосферу, желтые волны рассеиваются, оставляя оранжевые длины волн. Дальнейшее рассеяние оранжевых длин волн оставляет красный цвет преобладающим цветом солнечного света.

Следовательно, вблизи восхода и заката цвет облака соответствует цвету солнечного света, который оно получает после рэлеевского рассеяния. Мы видим, что цвет солнечного света из-за рассеяния Мэя, который одинаково рассеивает все остальные цвета длины волны.

Изображение трех гипотетических световых волн, проходящих через атмосферу Земли. А) Солнечный свет почти не проникает в атмосферу, рассеивая только фиолетовый и индиго цвета. Б) При первом рассеянии фиолетового и индиго солнечного света проникают дальше в атмосферу, где происходит наибольшая доля синего рассеяния. Существует некоторое искривление света атмосферой из-за преломления, которое увеличивает длину пути света. Как только световой путь начинает покидать атмосферу, цвет становится преимущественно желтым. C) Наибольшее преломление и самый длинный световой путь с наибольшим рэлеевским рассеянием.

Цвет восприятия

Иногда под прямыми солнечными лучами облака кажутся серыми или темно-серыми на голубом небе или на более крупном фоне белых облаков. Обычно есть две причины такого эффекта.

  1. Облака могут быть полупрозрачными, что позволяет видеть фоновое голубое небо сквозь облака. Тем самым придавая ему более темный вид.
  2. Более распространенная причина заключается в том, что контраст между фоном (голубым небом или дополнительными облаками) и облаками на переднем плане подавляет наше зрение. По сути, наши глаза обмануты нашим восприятием облаков на переднем плане, которые кажутся темными по сравнению с подавляющей яркостью фона.

Именно по этой последней причине солнечные пятна выглядят темными. Яркость солнца зависит от температуры, а температура солнечного пятна ниже, чем температура окружающей поверхности солнца.

По сравнению с поверхностью Солнца солнечные пятна кажутся довольно темными. Однако, если бы солнечные пятна были изолированы от окружающей яркости, они все равно были бы слишком яркими, чтобы смотреть на них незащищенным глазом. Контраст в яркости между ними является причиной того, что солнечные пятна кажутся темными.

Наука о цвете

Главная » Наука о цвете

Радуга Ньютона

Сэр Исаак Ньютон экспериментирует с призмой. Гравюра по картине Я.А. Хьюстон, ок. 1870. Предоставлено The Granger Collection, Нью-Йорк,

.

В 1660-х годах английский физик и математик Исаак Ньютон начал серию экспериментов с солнечным светом и призмами. Он продемонстрировал, что чистый белый свет состоит из семи видимых цветов.

Научно установив наш видимый спектр (цвета, которые мы видим в радуге), Ньютон проложил путь другим, чтобы экспериментировать с цветом научным образом. Его работы привели к прорывам в оптике, физике, химии, восприятии и изучении цвета в природе.

Аристотель разработал первую известную теорию цвета, полагая, что он был послан Богом с небес через небесные лучи света. Он предположил, что все цвета произошли от белого и черного (свет и тьма) и связал их с четырьмя элементами — водой, воздухом, землей и огнем. Представления Аристотеля о цвете были широко распространены на протяжении более 2000 лет, пока их не заменили представления Ньютона.

Сэр Исаак Ньютон
Оптика, или Трактат об отражениях, преломлениях, преломлениях и цветах света…
Лондон, 1704 г.

Opticks , одна из величайших работ в истории науки, документирует открытия Ньютона, полученные в ходе его экспериментов по пропусканию света через призму. Он определил цвета ROYGBIV (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый), которые составляют видимый спектр. Видимый спектр — это узкая часть электромагнитного спектра, видимая человеческим глазом. Другие формы электромагнитного излучения, волны энергии, которые мы не можем видеть, включают радио, гамма и микроволны. Клетки наших глаз, называемые колбочками, чувствительны к длинам волн в видимом спектре. Они позволяют нам видеть все цвета радуги.

…если бы Свет Солнца состоял только из одного рода Лучей, то во всем Мире был бы только один Цвет…

– Сэр Исаак Ньютон, Opticks

Гёте оспаривал взгляды Ньютона на цвет, утверждая, что цвет — это не просто научное измерение, а субъективный опыт, воспринимаемый каждым зрителем по-разному. Его вклад был первым систематическим исследованием физиологических эффектов цвета. Взгляды Гёте получили широкое распространение среди художников. Хотя Гёте больше всего известен своими стихами и прозой, он считал, что Теория цвета его самая важная работа.

Цвет – это страдание и радость света.

–Иоганн Вольфганг фон Гёте

Эта очень редкая книга легла в основу современной цветной печати. Ле Блон был первым, кто изложил метод трехцветной печати с использованием основных цветов (красный, желтый, синий) для создания вторичных цветов (зеленый, пурпурный, оранжевый). Он проводит важное различие между «материальными цветами», используемыми художниками, и окрашенным светом, который был в центре внимания теорий цвета Ньютона. Различие Ле Блон знаменует собой первую документацию того, что сейчас называют аддитивной и субтрактивной цветовыми системами. Радуги, телевизоры, компьютерные экраны и мобильные устройства — все они излучают свет и являются примерами аддитивной цветовой системы (предмет оптики Ньютона). Красный, зеленый и синий являются основными аддитивными цветами, и в сочетании они дают прозрачный белый свет. Книги, картины, трава и автомобили являются примерами субтрактивной цветовой системы, основанной на химическом составе объекта и его отражении света как цвета. Субтрактивные основные цвета — синий, красный и желтый — часто учат нас в детстве, и при смешивании они дают черный цвет.

…Я научился сводить Гармонию Краски в живописи к Механической Практике…

–Дж.К. Ле Блон, Колоритто

Эти красочные линейные диаграммы показывают химический состав металлов. Когда чистый металл обжигают и рассматривают в спектроскопе, каждый элемент испускает уникальные спектры, своего рода цветовой отпечаток. Этот метод, названный спектральным анализом, привел к открытию новых элементов и ознаменовал первые шаги к квантовой теории.

Shinobu Ishihara
Серия пластин, предназначенных для тестирования на дальтонизм
Tokyo: Kanchara & Co., 1936

Видите цифры в кружках? 4,5 процента населения не могут видеть весь видимый спектр, что называется нарушением цветового зрения или цветовой слепотой. Пластины Исихара используются для тестирования пациентов на различные типы дальтонизма.

Gerald Handerson Thayer
Иллюстрации Эббота Хандерсона Thayer (его отца)
Concealing-Coloring in the Animal Kingdom
New York: The Macmillan Co., 1909

Сможете ли вы найти животное, спрятавшееся на этом изображении? Камуфляж использует цвет, чтобы скрыть формы, создавая оптические иллюзии. Американский художник Эббот Тайер представил концепцию разрушительного рисунка , при котором неровные отметины животного могут скрывать его контуры. На этой иллюстрации Тайер показывает, как павлин может исчезнуть в своем окружении.

Тайер, американский художник, посвятил большую часть своей жизни изучению того, как животные прячутся в природе, чтобы выжить. В своей книге «Скрывающая окраска в царстве животных» Тайер представил свои убеждения в том, что защитная окраска является важным фактором эволюции, помогающим животным маскироваться от хищников. Он получил много похвалы и критики. Он был крайним в своих взглядах, утверждая, что вся окраска животных служит защитным целям, и не признавая другие возможные причины, такие как половой отбор — характеристики для привлечения партнера. Тедди Рузвельт в наибольшей степени подверг критике свои теории, указав, что это сокрытие не длится весь сезон или даже весь день, а зависит от единственного застывшего момента во времени. Несмотря на эти недостатки, Тайер первым предложил камуфляж для военных целей. Хотя его предложения были изначально отвергнуты, его бывшие ученики были среди основателей Американского общества камуфляжа в 1919 г.16, и его теории в конечном итоге были приняты и используются до сих пор.

Albatross D.Va, 1917-1918
Предоставлено Национальным музеем авиации и космонавтики

Красочный рисунок этого немецкого самолета времен Первой мировой войны называется ромбовидным камуфляжем.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.