Развитие цветоведения до XVII века
Мифологический первобытный этап выделял 3 цвета: красный, белый, черный.
Древний Восток. Индия. В древней Индии было 2 цветовые системы:
· Архаическая или троичная. Цвета: Красный, Белый, Черный.
· Ведичная, или система, основанная на Ведах. Следующие цвета: Красный (восточные лучи Солнца), Белый (южные лучи), Черный (западные лучи), очень черный (северные лучи), Невидимый (центр).
Традиционные основные цвета в древней Индии: Белый, Красный, Черный, Желтый и Синий.
Греко-римская античность. В 5 в. до н.э. Эмпедокл утверждал, что вселенная состоит из: воды (черный), воздуха (белый), огня (красный), и земли (желтый, охра). А все остальное получается путем смешения этих четырех стихий.
Аристотель выделял 3 основных цвета: Белый (вода, воздух, земля), Желтый (огонь), Черный (разрушение, состояние перехода).
Планид в своей «Натуральной истории» выделил 4 основных цвета: Красный, Белый, Желтый и Черный.
В данные периоды цвет определялся зрительно и интуитивно связывался с строением мира и его созданием, практически все культуры выделяли 3 основных цвета: красный, белый и черный.
В средние века. Западная Европа олицетворяла цвет с христианством и выделяла: белый цвет символизируя Христа, Бога, ангелов, является чистым непорочным цветом. Желтый цвет - символ просвещения, действия Духа Святого. Красный - огонь, солнце, кровь Христа. Синий - цвет неба, обители Господа. Зеленый - цвет пищи, растительности, земной путь Христа. Черный - подземный цвет, цвет зла, Антихриста. Фиолетовый - цвет противоречий.
Наиболее близко к выделению и определению основных цветов подошёл Леонардо Да Винчи - создатель новой цветовой системы. Он считал, что основных цветов шесть:красный, желтый, зеленый, синий, белый, черный.
Развитие цветоведенияс XVII века - наши дни
Только лишь в 1664 – 1668 гг. Исаак Ньютон (1643 – 1727) провел серию опытов по изучению солнечного света и причин возникновения цветов.
Результаты исследований были опубликованы в 1672 году под названием «Новая теория света и цветов». Этой работай Ньютон заложил основу современных научных представлений о цвете. И хотя с тех пор наука о цвете получила большое развитие, многие положения, установленные Ньютоном, не утратили своего значения до наших дней[2].
Оптика Ньютона
· Разложение белого света (Дисперсия света)
Ньютон направил луч солнечного света через маленькое отверстие на стеклянную призму. Попадая на призму, луч преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов – спектр (Рисунок 1).
Рисунок 1 – Опыт Ньютона по разложению белого света через стеклянную призму
Пропуская солнечный свет через стеклянную призму, Ньютон нашел, что солнечный свет имеет сложный состав. Он состоит из излучений различной преломляемости и различного цвета. Степень преломляемости и цвет излучения связаны взаимно (Рисунок 2).
Рисунок 2 – Состав солнечного света
Ньютон писал: «Наименее преломляемые лучи способны порождать только красный цвет и, наоборот, все лучи, кажущиеся красными, обладают наименьшей преломляемостью».
· Опыт по прохождению монохроматического света через призму.
Ньютонна пути солнечного луча поставил красное стекло, за которым получил монохроматический свет (красный), далее призму и наблюдал на экране только красное пятно от луча света (Рисунок 3).
Рисунок 3 – Прохождение монохроматического света через призму
· Опыт по синтезу (получению) белого света
После того как ученный провел эксперимент по разложению солнечного света,был поставлен эксперимент по сложению цветов (Рисунок 4).
Рисунок 4 – Синтез цвета (получение белого света)
Собрав вышедшие из призмы цветные лучи с помощью собирающей линзы, Ньютон на их пути поставил вторую призму и получил на противоположной стене вместо окрашенной полосы белое изображение отверстия.
· Выводы по эксперементам
После проведения серии экспериментов ученный пришел к выводам:
1. Призма не меняет свет, а только разлагает его на составляющие;
2. Световые лучи, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости;
3. Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, менее сильно – красные;
4. Красный свет, который меньше преломляется, имеет наибольшую скорость, а фиолетовый - наименьшую, поэтому призма и разлагает свет.
5. Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией[3].
Восприятия цвета (физиология)
Впервые наиболее близко к объяснению трехцветной природы зрения подошел великий русский ученый М. В. Ломоносов (1711 – 1765) в своем сочинении «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющую» (1765 г.)
Но только английский физик и врач – Томас Юнг (1773 – 1829) (Рисунок 5) в 1802 году, впервые объяснил многообразие воспринимаемых цветов строением глаза.
Рисунок 5 - Томас Юнг (1773 – 1829)
Юнг считал, что в глазу находятся три вида светочувствительных окончаний нервных волокон (Рисунок 6).
Рисунок 6 - Схематическое изображение глаза по Юнгу
Действие света приводит к их раздражению. При раздражении волокон каждого отдельного вида возникают ощущения красного, зеленого и фиолетового цвета. При раздражении нервных волокон всех видов возникают ощущения всевозможных других цветов, которые можно рассматривать как смеси трех цветов основного раздражения.
Юнг первым правильно назвал одну из триад основных цветов: красного, зеленого, фиолетового (Рисунок 7).
Рисунок 7 – Треугольник Юнга
Для определения сложных цветов он предложил пользоваться графиком, подобным цветному кругу, но имеющим форму треугольника, в вершинах которого находятся точки трех основных цветов[4].
Трехцветная модель
Свое подтверждение и дальнейшее развитие трехцветная теория получила в середине XIX века в работах немецкого физика и физиолога Германа Гельмгольца (1821 – 1894), первым давшего математическую формулировку закона сохранения энергии, и английского физика Джемса Клерка Максвелла (1831 – 1879), открывшего электромагнитную природу света.
После Максвелла многие исследователи производили измерения для выражения всех спектральных цветов количествами трех основных. Достаточно точные данные были получены только в 1930 – 1931 годах Райтом и Гилдом, которые выполнили свои измерения независимо друг от друга. При этом в качестве излучений трех основных цветов они брали совершенно разные излучения: в опытах Райта это были однородные излучения, в опытах Гилда – сложные излучения, проходящие через светофильтры. Их опытные данные после пересчета на единую триаду основных цветов очень хорошо совпали (Рисунок 8).
Рисунок 8 – Исследования трехцветной системы Райтом и Гилдом
В 1931 году конгресс МОК» (Международная Осветительная Комиссия) принял эти данные в качестве основных для международных систем измерения цветов RGB и XYZ. Система XYZ остается до сего времени основной практической системой измерения цветов.
В 1855 году Максвелл впервые указал не возможность применения принципов трехцветной теории зрения в практике воспроизведения цветных изображений. А в 1861 году он впервые продемонстрировал цветную фотографию, полученную трехцветным способом (Рисунок 9).
Рисунок 9 – Первая цветная фотография
Эта фотография была получена аддитивным смешением.
В конце XIX века Дю-Орон разработал принципы способов цветовой субтрактивной репродукции, включая схему современного способа цветовой фотографии на трехцветных пленках и цветовой печати (Рисунок 10).
Рисунок 10 – цветная фотография, полученная субтрактивным синтезом
Однако общий уровень развития техники того времени не позволял широко их применить. Раньше других способов начала применяться на практике цветная печать (в конце XIX – начале XX вв.)[5].
3. ЦВЕТОВЕДЕНИЕ СЕГОДНЯ
Все то что, мы на сегодняшний день знаем о цвете и его природе тесно связанно с физикой и напрямую зависит от физических законов.
Даже основной инструмент двенадцати секторный цветовой круг, который так чательно изучают все художники и дизайнеры является следствием Ньютоновских экспериментов (Рисунок 11).
Рисунок 11 – Цветовой круг из свернутого спектра
Если свернуть получившийся при разложении белого света по окружности, то получится знаменитый цветовой круг.
Именно поэтому цветоведение следует изучать в комплексе с природой цвета и света.
И непременно следует начинать с понятия дисперсии света, что можно наглядно показать при помощи треугольной призмы и источника белого света (Рисунок 12).
Рисунок 12 – Схема дисперсии света
Синтез цвета
Так же одним из обязательных разделов, для изучения, является синтез цвета. Каждый человек ежедневно сталкивается с субтрактивным и аддитивным синтезом, но знание этих явлении и понимания их различий в первую очередь необходимо для полиграфистов, графических дизайнеров, художников и фотографов.