Характеристики цвета. Измерение и количественное выражение характеристик цвета

Цвет того или иного предмета или излучения характеризуется тремя параметрами: цветовым тоном (зеленый, красный и т. д.), насыщенностью, выражающей интенсивность цветового тона, и светлотой, характеризующей яркость. Цветовой тон и насы­щенность определяют цветность предметов. Цвета, имеющие опреде­ленный цветовой тон, называются хроматическими, а бесцвет­ные, у которых нет никакого цветового тона — ахроматически­ми. К последним относится белый цвет и все серые.

Цвет (цветовое ощущение)

Количественная характеристика Качественная характеристика

Светлота Цветность

Цветовой тон Насыщенность

Измерение и количественное выражение характеристик цвета осуществляется колориметрическими методами (от лат. соlог — цвет и греч. те1гео измеряю). Современные методы колориметрии основаны на трехцветовой теории зрения, а цвет измеряется колориметрами. Объективная количественная характеристика цвета выражается тремя числами — цветовыми координатами на специальных цветовых графиках.

Для практических целей в полиграфическом производстве часто применяют упрощенный метод оценки и сравнения цветов, не дающий количественной характиристики. Он основан на зрительном сопоставлении определяемого цвета с цветами эталонных образцов. Последними служат полиграфические оттиски в виде цветных шкал, полученные типовыми печатными красками на различных сортах бумаги. Этим методом пользуются фотографы, ретушеры, печатники и издательские работники. Изображение наблюдаемого предмета отбрасывается хрустали­ком глаза на сетчатку. Она состоит из окончаний нервных волокон, идущих от зрительного центра головного мозга. Эти окончания в соответствии с их формой называют палочками и колбочками. С помощью палочек мы различаем только количественную разницу попадаемых в глаз световых потоков — светлоту. Колбочки же являются цветоощущающими элементами и с их помощью мы различаем цвета. Эффект Пуркинье (сдвиг Пуркинье): явление изменения цветового восприятия человеческим глазом при понижении освещённости объектов. Красные цвета в сумерках кажутся более тёмными, нежели зелёные, а в ночное время — практически чёрными, в то время как синие объекты «становятся» более светлыми. Был описан в январе 1819 года. Назван в честь чешского анатома Евангелиста Пуркинье.

Характер ощущения цвета зависит как от суммарной реакции чувствительных к цвету рецепторов глаза (человека), так и от соотношения реакций каждого из трех типов рецепторов. Суммарная реакция чувствительных к цвету рецепторов глаза определяет светлоту цвета, а соотношение ее долей – цветовой тон. С изменением мощности изменяется светлота, а с изменением длины волны – визуально воспринимаемый цветовой тон и насыщенность цвета. Первоначальное представление о светлоте и цветового тона можно проиллюстрировать, поместив окрашенную поверхность частично на прямой солнечный свет, а частично - в тень. Обе части ее имеют одинаковый цветовой тон, но разную светлоту. Совокупность этих характеристик обозначается одним термином "цвет".

Из приведенного примера можно сделать вывод, что качественные субъективные характеристики цвета это цветовой тон и насыщенность, а субъективная количественная характеристика – светлота.
Цветовой тон, насыщенность и светлота - это три субъективно воспринимаемых глаза признака хроматических цветов.

Цветовой тон - это субъективный признак цвета, который познается через ощущения и определяется словами - синий, зеленый, красный, желтый и т. д. Цветовой тон предметов, не являющимися источниками излучения, зависит от избирательного спектрального пропускания прозрачных предметов и избирательного спектрального отражения непрозрачных предметов, рассматриваемых в отраженном свете. Цветовой тон источника излучения в видимой области спектра определяется составом видимого спектра излучения. В нашем сознании цветовой тон ассоциируется с окраской хорошо знакомых предметов. Многие наименования цветов произошли прямо от объектов с характерным памятным цветом. Например, такие как малиновый, оранжевый (апельсиновый), вишневый, болотный, сиреневый, розовый, кроваво - красный и т. д. Наши ощущения субъективны и они зависят не только от спектрального излучения, отражения или пропускания, а также от тонкости восприятия, эмоционального состояния, профессионализма, тренированности, национальности и многих других факторов.

Насыщенность цвета - это второй субъективный признак цвета, характеризующий силу, интенсивность ощущения цветового тона. Среди ряда цветов одного тона, например среди синих цветов, можно выделить те, у которых сильнее выражен синий тон; и которые воспринимаются как ярко синими. Насыщенность цвета ассоциируется в нашем сознании с количеством красящего вещества, например, с его концентрацией в краске, а также с его чистотой. Например, увеличивая концентрацию красителя или, иначе говоря, насыщая им раствор, мы тем самым увеличиваем насыщенность цвета этого раствора. Увеличивая содержание пигмента в краске, мы также увеличиваем ее насыщенность.

Насыщенность цвета предметов проявляет себя максимально, если предметы освещены светом этого цвета. Натренированный наблюдатель при дневном освещении различает до 180 цветовых тонов и до 16 ступеней (градаций) насыщенности. (Таким образом, пространство цветового охвата человека состоит из 1880 оттенков чистых цветов, а оттенки смешенных цветов представляют очень большое, но конечное множество цветов.)

При пониженном освещении число различимых цветов заметно сокращается. Кроме того, резко меняется представление о цветовом тоне если освещение цветное. Ночью (при голубом лунном свете) все кошки черные. Ощущения цветности и насыщенности можно приближенно выразить объективными характеристиками излучений. Так, цветовой тон выражают длиной волны монохроматического излучения, который в смеси с белым светом дает такое же зрительное ощущение цвета, как характеризуемый объект. Длина волны этого монохроматического излучения называется доминирующей длиной волны. Насыщенность при этом количественно выражается чистотой цвета, которая представляет собой долю монохроматического потока в смеси его с белым светом. Чистоту цвета определяют отношением мощности монохроматического излучения к мощности суммарных излучений видимого спектра, которые создают заданный цвет. Чем больше мощность монохроматического излучения в смеси и чем меньше мощность белого света, тем выше чистота цвета. Спектральные цвета имеют максимальную чистоту, равную единице. В спектральных цветах мощность белого света равна нулю.

Светлота - третий субъективный признак, характеризующий ощущения объективной величины яркости цвета. Когда одновременно рассматриваются разноокрашенные предметы, мы отчетливо видим, какие из них светлее, какие темнее, хотя они и различны по цветовому тону. Сопоставляя цвета в светах и тенях отдельных предметов, мы видим различия в освещенности и цвета разных участков рассматриваемого объекта. Например, окрашенные в желтые цвета предметы более светлые, а окрашенные в фиолетовые цвета - более темные.