Так сколько же цветов в спектре?

А.Геодаков, статья "Так сколько же цветов в спектре?",
журнал "Юный художник", 1991г., №5.

Как- то в одной из детских передач по радио довелось мне услышать рассуждения о цвете и, в частности, о спектре (радуге). Авторы утверждали, что в нем семь основных цветов.

Помнится, еще в школе, а это было много лет назад, в учебниках по физике говорилось о семи цветах радуги. Мало того, были и рекомендации, как их запомнить, мы усердно зубрили: "Каждый охотник желает знать, где сидит фазан". Начальная буква каждого из приведенных слов означала, что чередование цветов от красного к сине- фиолетовому идет в следующем порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Немало статей и в нашем журнале посвящено рассуждениям о цвете спектра. Одни авторы говорят о семи цветах, другие о трех, а некоторые даже о восьми: "пурпурный, красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый". Получается вот такой разнобой. Нередко встречается мнение, что, имея под рукой три краски: красную, желтую и синюю (называя их основными), можно получить любой цвет. Вряд ли смешением данных красок в любом сочетании удасться получить, например, голубой цвет. Следовательно, они не могут считаться основными. Приведу еще пример вольного рассуждения о цвете красок и их привязке к цвету тех или иных излучений: "Простые краски (к ним относятся желтая- стронциановая лимонно- желтого оттенка, красная- краплак розово- красного оттенка и синяя- лазурь голубого оттенка) невозможно составить при помощи других красок. Но из смеси можно получить все остальные спектральные" ("Юный художник" №3, 1984).

Начну с того, что живописец пользуется красками, основные компоненты которых- пигмент и связующее- обладают разной плотностью и прозрачностью, поэтому смесью таких красок никак не получить "все остальные- спектральные". Кроме того, синтез (перевод с греческого- соединение, сочетание) цвета с помощью живописных или печатных красок происходит по одним закономерностям, а спектральных излучений- по другим. Думаю, чтобы все поставить на свои места и ответить на вопросы: сколько же цветов в спектре и какие краски можно считать основными, а какие дополнительными, нам придется обратиться к такой науке, как цветоведение.

Сколько же цветов в спектре и какие краски можно считать основными, а какие дополнительными?

Вспомним слова великого художника эпохи Возрождения Альбрехта Дюрера: "...благодаря истинному знанию ты будешь гораздо смелее и совершеннее в каждой работе, нежели без него".

Теперь попробуем разобраться в поставленных вопросах. Если у вас есть цветной диапозитив (слайд), который не жалко испортить, аккуратно скальпелем, безопасной бритвой или другим остро отточенным инструментом слой за слоем вскрывайте его. И увидите, что состоит он из нескольких цветных изображений, расположенных одно над другим и сформированных пурпурным, голубым и желтым красителями.

Если в увеличительное стекло рассмотреть репродукцию картины, то заметите, она состоит из точек, полученных печатанием опять- таки пурпурной, голубой и желтой красок. Практика цветной фотографии и полиграфии показывает, что с помощью упомянутых красящих веществ можно получить многоцветное изображение, состоящее из огромного количества оттенков.

Спрашивается, случайно ли пал выбор на эти цвета? Обратимся к истории. Еще в 1756 году великий М.В.Ломоносов высказал так называемую теорию трехкомпонентного зрения, согласно которой в глазу есть нервные клетки, вызывающие ощущение красного, другие- зеленого, третьи- синего цветов. Перед этим английский ученый И.Ньютон открыл дисперсию (рассеивание) света. Явление, когда пучок белого света при прохождении сквозь призму разлагается в спектр. Объясняется это тем, что дневной свет сложный, состоит из лучей с различными длинами волн, которые преломляются по- разному.



Человеческий глаз способен видеть только часть спектра- от излучений темно- фиолетового до темно- красного цвета, характеризуемых длинами волн от 400 до 700 нм (нанометр- единица измерения длины волн световых излучений). Переходы от одного цвета к другому имеют оттенки смежных, поэтому изменения в спектре зрительно кажутся непрерывными. При этом ясно видны три наиболее широких участка. Их принято называть тремя основными зонами. Сине- фиолетовая или просто синяя условно считается в пределах 400-500нм, зеленая- от 500 до 600нм и красная зона от 600 до 700нм. За пределами цветной полоски спектра находятся невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Таким образом, в видимом участке спектра наблюдаем не семь и, тем более, не восемь, а всего лишь три основные зоны излучений света: красного, зеленого и синего (сине- фиолетового) цвета. И как мы уже знаем, именно эти излучения лучше всего воспринимаются нервными клетками человеческого глаза.

Что же касается количества цветов и оттенков в спектре, то их можно насчитать великое множество. Во всяком случае, не семь. Так, доктор технических наук Л.Ф.Артюшин в книге "Цветоведение" пишет: "Натренированный наблюдатель при ярком дневном освещении различает 180 цветовых тонов и до 10 ступений градаций насыщенностей".

Смешение цветов

Теперь коснемся вопроса смешения цветов, синтеза их. Смешивать можно световые потоки, можно и красящие вещества (красители, краски). Цветное изображение мы видим благодаря отраженным от него лучам. При этом происходит смешение световых потоков, так называемый аддитивный синтез. В чем его суть?



Аддитивный синтез можно осуществить экспериментальным порядком. Если, например, взять три фонаря, один из которых снабжен красным, второй- зеленым, третий- синим свето- фильтром, затем в темной комнате попарно совместить разноокрашенные потоки света от фонарей, то окажется, что в перекрестии лучей появится новый оттенок, а именно: синтез совмещенных красных и зеленых лучей даст желтый, зеленых и синих- голубой, синих и красных- пурпурный. Сложные цвета- желтый, голубой и пурпурный- как раз и являются теми основными красками (красителями), которые используются для получения многоцветного изображения на репродукциях в полиграфии, фотографии и кино.
Отметим, что пурпурный цвет, а его около 30 оттенков, получается лишь при аддитивном смешении красного излучения с синим.

Аддитивным смешением трех основных излучений можно получить различные цвета и оттенки, если их брать в неравных пропорциях по интенсивности. При одинаковой насыщенности получим белый свет.

В отличие от аддитивного, при котором происходит синтез разноокрашенных излучений, субтрактивный синтез предполагает смешение красок (красителей). Меняя в смеси их соотношения, также получаем новые оттенки. Чтобы понять сущность образования цвета при субтрактивном синтезе, разберемся в следующем примере.



Предположим, что на какую- то поверхность нанесли сначала пурпурный цвет, потом сверху положили слой желтой краски. Заранее оговоримся, что слои прозрачные и хорошо пропускают свет. Какой же цвет в результате мы увидим? Оказывается, красный. Давайте мысленно проследим путь света, падающего на окрашенную поверхность. В слое желтой краски часть белого света- лучи синей зоны будут поглощены. Пройдут только излучения красной и зеленой зон. Ведь желтый свет сложный- синтез красного и зеленого. Для верности посмотрите в желтое стеклышко. Все окружающее будет в желтом колорите. Потому что стекло поглотило синие лучи и пропустило только желтые.

Что же происходит дальше? Красные и зеленые лучи достигают пурпурного слоя, который задерживает зеленые лучи и пропускает красные. В итоге после поглощения синих и зеленых излучений отразятся и попадут в наше поле зрения только лучи красной зоны спектра. Поэтому красный предмет мы видим красного цвета той или иной степени. Оттенки зависят от интенсивности смешиваемых слоев краски.

Если возьмем другое сочетание, например, пурпурного и голубого, то окажется, что через них пройдут и отразятся лишь синие лучи, а это значит, что предмет будет восприниматься синим.



После рассмотрения вопроса аддитивного и субтрактивного синтеза цветов нам станет вполне понятным следующий пример. В прошлом веке французские живописцы Жорж Пьер Сера и Поль Синьяк, а также некоторые их последователи на основе так называемого метода пуантилизма пытались создать научную основу для решения колористических световоздушных и пространственных задач. Они формировали изображение в виде мозаики, состоящей из отдельных цветных мазков. На определенном расстоянии такое полотно в результате оптического (аддитивного) синтеза воспринимается как нечто цельное, со всеми градациями.

Данный метод показал, что изображение можно сформировать и отдельными разрозненными элементами без наложения и смешивания краски, как это обычно делается в живописи. Кстати сказать, такой метод существовал еще на заре изобретения хромолитографии. Он используется и в полиграфической технологии.

Дополнительный цвет

Кратко остановимся на понятии "дополнительный цвет". Для этого прежде всего уясним- для достижения какого эффекта тот или иной цвет дополнительный? Чтобы избежать путаницы, разграничим оптический синтез (синтез излучений) и синтез (замес) художественных красок. Это не одно и то же.

Мы установили, что основными зонами видимого участка спектра являются излучения синего (сине- фиолетового), зеленого и красного цветов. В конечном итоге для получения белого света надо совместить все излучения основных зон спектра. Следовательно, если при оптическом синтезе получен цвет пурпурный, то до белого к нему добавляем недостающие излучения зеленого участка спектра. Значит, к пурпурному дополнительным будет зеленый цвет. Рассуждая таким же образом, можно сказать, что дополнительным к желтому излучению будет синий, потому что при оптическом синтезе желтый цвет получается в сумме излучений красного и зеленого. Дополнительным к голубому- свет красный.

Основной цвет

Что же касается основных по цвету красок, то это: желтая (лимонная), пурпурная и голубая. Если их перемешать, то получим эффект, обратный синтезу излучения,- черный цвет, следствие технологических качеств компонентов- связующего вещества, пигментов, интенсивности оттенков, разной прозрачности и других. Принцип определения дополнительного цвета оставляем тот же: находим недостающий для получения теперь уже цвета черного. Например, для зеленого это будет краска пурпурная, для фиолетового- желтая, а для красного- голубая.

Конечно, художнику не обойтись тремя основными красками для передачи всего богатства оттенков натуры. Кроме того, в ассортименте живописных материалов нет таких, как пурпурная, голубая и желтая, которые строго отвечали бы качественным требованиям, чтобы применять их как основные. Пригодятся и разнообразные коричневые, зеленые, глубоко черные, красные...

В заключение хотелось бы предупредить, что мы затронули всего- навсего азы цветоведения, которые, однако, дают ключик к пониманию органичного единства основных- дополнительных сочетаний цвета как в природе, так и в изобразительном искусстве. Разумеется, примеры подобных соотношений можно продолжить до бесконечности. Опытный глаз художника найдет в окружающем мире бесчисленное множество иных оттенков и комбинаций цвета.