Текст
                    Ж. Агостон
ТЕОРИЯ ЦВЕТА
и ее применение в искусстве
и дизайне

I.I.k 22 М3 A 29 УДК ЛИ,О Агостон Ж. А 25 Теория цвета и ее применение в искусстве и дизайне: Пер. с англ-М.: Мир, 1982.-184 с., ил. В книге французского ученого рассмотрены цветовые характеристики излуче- ния, цветные материалы, методы определения цвета в системе Международной ко- миссии по освещению (МКО), правила использования цветового графика МКО, а также основные цветовые системы. Для художников, дизайнеров и студентов учебных заведений соответствую- щих специальностей. 30108-145 А----------- 041(01)-82 145-82, ч. 1 2100000000 ББК 22.343 Редакция литературы по новой технике © by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1979 All Rights Reserved. Authorized translation from English language edition published by Springer- Verlag Berlin ^Heidelberg-New York © Перевод на русский язык, «Мир», 1982.
ОТ ПЕРЕВОДЧИКА Проблемы, имеющие отношение к цвету, его восприятию, измерению, систематизации и применению, становятся пред- метом дискуссий на различных международных симпозиу- мах и конгрессах, в том числе организуемых Международ- ной ассоциацией по цвету (AIC). Во многих странах ' существуют институты цвета, центры цвета, цветовые коми- теты, группы по цвету, общества по цвету-организации, но- сящие различные наименования, "но преследующие одну цель-объединение национальных усилий в области исследо- вания цвета, расширение знаний о нем, централизацию и распространение соответствующей информации. Они при- званы способствовать более глубокому изучению цвета, по- могать потребителю лучше понять роль цвета и целесоо- бразнее его использовать. Из года в год увеличивается поток научно-технической информации, число книг, обобщающих и систематизирую- щих полученные знания по цвету. Из монографий последних лет можно назвать труды Judd D., Wyszecki G. Color in business, science and industry-New York: John Wiley and Sons, 1975 [Имеется перевод: Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике-М.: Мир, 1978], Brill Т. Light-New York: Plenum Press, 19801*. Предлагаемая читателю книга получила высокую оценку из- вестного специалиста по колориметрии Д. Мак-Адама. Она содержит краткий экскурс в историю развития науки о цве- те, охватывает вопросы современной терминологии по цве- ту, знакомит с цветными материалами, определением цвета в стандартной колориметрической системе Международной комиссии по освещению (МКО), применением цветового • * я Готовится к переводу-М.: Мир, 1983,-Прим. ред. 5
графика МКО и цветовыми системами. Она является пре- восходным введением в колориметрию, сочетая ясность, четкость и простоту изложения с научной строгостью. Од- нако, хотя эта книга и адресуется художникам и дизайнерам, круг ее читателей гораздо шире. Освоить основы науки о цвете по этой книге могут даже люди, не обладающие ка- кими-либо специальными познаниями в физике и математи- ке. Художникам и дизайнерам, желающим более подробно изучить вопросы практического применения цвета, можно рекомендовать обратиться к книге Фрилинга Г. и Ауэра К. «Человек-цвет-пространство» (М.: Стройиздат, 1973) или к книге Gerike L., Schone К. Das Phanomen Farbe-Berlin: Henschelverlag, 1970. Отсутствие математического аппарата, безусловно, сни- жает глубину анализа при изложении теории цвета, однако открывает более широкий доступ к проблемам цвета для не- подготовленной аудитории. И пусть книга не оправдает не- которых надежд художников и дизайнеров, но она несом- ненно окажется очень полезной как для них, так и для многих лиц, специализирующихся в области цвета. Желаю приятного общения с новой книгой по цвету. И. В. Пенова
ПРЕДИСЛОВИЕ Эта книга, которую давно ждали, адресуется читателю, страдающему от нехватки современной литературы по на- уке о цвете. Она представляет собой ценное и методически верное изложение принципов и основных применений коло- риметрии для художников и дизайнеров. Сочетание инженерных знаний и опыта с постоянным ин- тересом к искусству позволило д-ру Агостону квалифициро- ванно продемонстрировать применение положений науки о цвете в искусстве и дизайне. Его книга оправдала на- дежды, которые я возлагал на нее. Я предвижу значительное и длительное влияние этой книги, подобно влиянию эпохальных трудов художников- ученых, таких, как Леонардо, Шеврёль, Манселл и Поуп. Почти все, кто внес вклад в науку о цвете, были одер- жимы интересом к цвету в искусстве. Использование объек- тивных методов шло у них не от беспристрастного отношения к живописи, а вытекало из трудностей, свой- ственных проблемам цвета и его применения, решением ко- торых они были увлечены. Возможно, что некоторые художники и специалисты по 'цвету считают, что цвет больше не ставит перед нами трудных проблем. Однако это не так. Нашлись люди, хоро- шо знакомые с искусством и эстетикой, которые в послед- ние годы существенно дополнили наши знания о цвете, ука- зали новые направления исследований. Они надеялись, что их открытия окажутся полезными для художников и дизай- неров. К сожалению, им не удалось донести свои идеи до тех, кому они могли бы принести пользу. Я думаю, что книга д-ра Агостона послужит созданию того моста между наукой и искусством, о котором мечтаю/ современные ученые-цветоведы. Книга будет понятна всем, кто интересуется цветом, не- зависимо от образования и опыта. Она полезна всем, кто 7
имеет или не имеет непосредственное отношение к цвету, обладает или не обладает познаниями в математике и физи- ке. Уравнения не используются. Приводится много графи- ков, описываемых простым, доходчивым языком. Но это не означает, что читатель может рассчитывать на снисхожде- ние. Знающих людей заинтересуют факты и перспективы, о которых они вряд ли слышали ранее и часть которых ока- жется новой и полезной даже для специалистов по цвету. Рочестер, сентябрь 1979 Давид Л. Мак-Адам
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА Яг*' \ к? 7 1 Цель настоящего предисловия-дать ясное представление о некоторых технических аспектах и последних достижениях науки о цвете, которые, как я полагаю, представляют дей- ствительный интерес для заложников и дизайнеров. Поэто- му я обращаюсь к ряду применений этой науки, в том числе при выборе и использовании колорантов (пигментов и кра- сителей) и света. Вначале речь идет о том, что такое цвет и каковы его ха- рактеристики. Затем следует глава, в которой свет рассма- тривается в качестве стимула, вызывающего восприятие цве- та. Обсуждаются вопросы, касающиеся цвета материалов: непрозрачных и прозрачных, нефлуоресцирующих и флуо- ресцирующих. Отдельные главы посвящены уравниванию цвета, смешению цветов и первичным цветам. Глава 6 зна- комит с понятиями, которые лежат в основе международно- го метода определения цвета, используемого МКО. В по- следних главах показывается, как эти понятия можно расширить, с тем чтобы использовать их при систематиза- ции наименований цвета и определении дополнительных цветов, при описании смешения цветных световых потоков и пределов цветовых охватов колорантов. Объясняются цве- товые системы Манселла, Оствальда, шведская система естественных цветов и описываются новые равнокон- трастные цветовые шкалы Американского оптического об- щества. Информация, содержащаяся в книге, представляет инте- ' рес для тех, кто работает с пигментами, красками и окра- шенными изделиями, например с художественными и пе- чатными красками, пластмассами, стеклами, мозаикой и т.п., а также для тех, кто использует цветное освещение, лазеры и фосфбры. Я полагаю, что лица, занятые в промы- шленности и торговле и имеющие дело с полиграфией, кра- шением, производством пластмасс и т.п., могут использо- вать эту книгу в качестве введения в науку о цвете, однако
я не касаюсь их частных технических проблем и не ввожу специальной терминологии. Я позаботился о том, чтобы подать информацию в про- стом, но неискаженном виде. Чтобы понять текст, не тре- буется знаний математики или другой науки. Алгебраиче- ские уравнения представлены на одной странице приложе- ния и предназначены для тех, кто желает самостоятельно обработать опубликованные данные по цвету. Текст базируется на информации, взятой в основном из текущей литературы, касающейся науки о цвете. Многие встречают публикации в этой области настороженно. Их смущает то, что данная литература апеллирует к разным на- учным дисциплинам и в первую очередь к психологии, фи- зиологии и физике. Цифры в квадратных скобках относятся к названиям книг и статей, перечень которых приведен в конце книги. Цвет интересует меня как художника. Начало этому бы- ло положено еще в годы юности, когда я стал писать кар- тины масляными красками. Затем в моей карьере художника наступил двадцатилетний перерыв, связанный с учебой и ра- ботой в качестве инженера-химика. Позже, когда я вернулся к живописи, я попал под влияние художника и педагога Ри- чарда Боумена, и мое использование цвета в живописи ко- ренным образом изменилось от реалистического к фовист- скомуЧ Повышенный интерес к техническим применениям материалов, используемых художниками, и к изучению цве- та как такового объясняется моим инженерным образова- нием и опытом. Однако я с уверенностью могу сказать, что мой друг д-р Аптур Карп пробудил во мне интерес к основ- ной теме-восприятию цвета. Я благодарен д-ру Давиду Л. Мак-Адаму за критические замечания по рукописи, д-ру Науму Нолю за полезные со- веты по первой половине текста и г-ну Кеннету Л. Келли за предложения по разделам текста, касающимся работ, проде- ланных Национальным бюро стандартов (Вашингтон, округ Колумбия). Я признателен персоналу службы документации фирмы Eastman Kodak в Венсенне (Франция) за подготовку необходимых мне справочных материалов. Париж, сентябрь 1979 Жорж А. Агостон 11 Фовизм-авангардистское течение в французской живописи начала нашего века, характеризующееся нетрадиционным подхо- дом к применению цвета-Прим. ред.
ВВЕДЕНИЕ 1.1. НАУКА О ЦВЕТЕ И ИСКУССТВО ДО 1920 Г. Научные аспекты явления восприятия цвета являлись пред- метом интереса художников, музыкантов и писателей в тече- ние двух последних столетий. Немецкий поэт Гёте провел множество тщательных наблюдений этого явления и пред- ставил свои „идеи в труде, озаглавленном «Теория цвета» (1810 г.) [1.1, 2], который, по мнению выдающегося автори- тета в области цвета Дина Б. Джадда (1900-1972), «можно признать, хотя и смутно, предвестником последующего зна- чительного прогресса в теории цвета» [1.1, c.xvi], Д. М. У. Тернер изучил книгу Гёте о цвете и на ее основе создал некоторые композиции [1.3]. Его лекционные записи в Королевской академии обнаружили также его интерес к работе ученого-математика Исаака Ньютона, посвящен- ной свету и цвету [1.4]. Во Франции Эжен Делакруа приме- нил принципы, почерпнутые из книги «Принципы гармонии и контраста цветов» (1839 г.) Мишеля Эжена Шеврёля, хими- ка и директора красильных цехов предприятий по производ- ству гобеленов вне (в настоящее время внутри) Парижа [1.5, 6]. Неоимпрессионисты Жорж Сёра и Поль Синьяк оказа- лись под глубоким влиянием книги «Современное цветове- дение» (1879 г.) американского художника-физика Огдена Николаса Руда и применили эти знания при создании своих дивизионистских полотен [1.5, 7]. В последние годы новый интерес к книге Шеврёля был пробужден художником Джо- зефом Альбертом (1888-1976), преподававшим в Йельском университете [1.8, 9], и работами представителей школы оп- арт, искавших пути повышения яркости цвета. А.Х. Манселл (1858-1918), художник и преподаватель Массачусетской средней художественной школы (в настоя- щее время Массачусетский художественный колледж, Bo- ll
стон), особенно интересовался созданием пригодного мето- да для обучения цвету детей [1.10]. Он разработал практическую систему обозначения цвета, имевшую доста- точную научную основу для того, чтобы служить в качестве средства обучения. В течение нескольких десятилетий его си- стема приобрела огромное значение в науке о цвете и в тех- нологии цвета. В 1905 г. Манселл выразил неудовлетворение «несоответствием и причудливой природой наименований цвета, используемых в настоящее время» [1.11]. Отмечая то, что «музыка оснащена системой, с помощью которой каждый звук определяется в характеристиках высоты тона, интенсивности и длительности», он решил, что цвет должен быть снабжен соответствующей системой, основанной на цветовом тоне, светлоте и насыщенности наших ощуще- ний...» В настоящее время цветовая система Манселла слу- жит одним из важнейших средств определения цвета. Най- дены и другие возможности ее применения. Сам Манселл предложил использовать ее при выборе гармоничных цветов [1.12, с. 129]. » !• \ ' * 1.2. НЕКОТОРЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ НАУКИ О ЦВЕТЕ, ИМЕЮЩИЕ ОТНОШЕНИЕ К ИСКУССТВУ И ДИЗАЙНУ ПОСЛЕ 1920 Г. Денман Росс (1853-1935) и Артур Поуп (1880-1977) ввели преподавание теории цвета в искусстве и дизайне студентам Гарвардского университета (Кэмбридж, шт. Массачусетс) более полувека назад [1.13, 14]. В то давнее время эту же те- му также представил Байрон Калвер (1894-1971) на факуль- тете прикладного искусства Рочестерского Университета и института механики (ныне Рочестерский технологический институт, Рочестер, шт. Нью-Йорк) [1.10]. Подобные курсы были введены во многих других художественных школах и на факультетах искусства и дизайна университетов. Одна- ко примеры Росса, Поупа, Калвера и, без сомнения, других, очевидной были исключениями. В 1942 г. Р. Б. Фарнум из Род-Айлендской школы дизайна в своем обзоре сообщил, что иногда такие предметы вводились чисто случайно и что им уделялось слишком мало времени. Некоторые из препо- давателей, кому было поручено вести теорию цвета, были некомпетентны или недостаточно заинтересованы этой на- 12
укой [1.15]. В настоящее время, несомненна, благодаря влиянию новых достижений в науке и технологии большин- ство художественных школ и факультетов искусства и ди- зайна уделяет больше внимания преподаванию соответ- ствующих тем из области науки о цвете. Преподаватели искусства и художники пишут статьи о применении теории цвета и об исследовании цвета [1.16—19]. Международный искусствоведческий журнал «Леонардо», в котором обсу- ждается современное визуальное искусство, поместил ряд разнообразных статей, посвященных цвету, с полными обо- снованиями, представленными различными направлениями науки и технологии.' - , В промышленности и торговле большое внимание уде- ляется определению цвета. С этой целью Манселл воспрои- звел свою цветовую систему в виде большого набора тща- тельно изготовленных образцов. Образцы располагались в соответствии с постепенными изменениями в визуально равных ступенях цветового тона, светлоты и насыщенности. Для различных применений разработан ряд иных систем образцов, которые характеризуются другими параметрами. Обычно в большинстве таких стандартизованных систем, каждая из которых содержит сотни образцов, практикуется метод обозначения цветов числом или кодом. Таким обра- зом, цвета, приравненные стандартному образцу, точно определяются соответствующим номером или кодом. Этот метод удобен для использования, например, в торговле, где применение самих образцов цвета может быть затруднено. Принятый в международной практике метод, разрабо- танный Международной комиссией по освещению (МКО), широко используется для определения цвета. Он основы- вается на том факте, что относительные количества трех стандартных первичных цветов, необходимых для того, чтобы их смесь давала цветовое равенство с данным цве- том, можно использовать для идентификации и определения любого цвета. Метод МКО используется также в качестве вспомога- тельного средства, которое представляет интерес для худож- ников и дизайнеров. Его применение относится к простому графическому представлению, которое использует метод МКО. Графическое представление обеспечивает основу для выбора, например, наименований цвета для световых пото- ков. С его помощью можно предсказать, какие цвета полу- чают при смешении двух или более световых потоков из-
вестных цветов. При другом применении прослеживается изменение качества цвета (цветового тона и чистоты) при смешении красок или при выцветании слоя крдски со време- нем. Графическое представление обеспечивает также основу для отбора дополнительных цветов. Кроме того, на графике можно показать пределы высшей чистоты для цветов не- флуоресцирующих пигментов и красителей для сравнения с чистотой реально доступных красок. Более того, график МКО является основой для перехода к другому графику, предусматривающему точное определение цветовых разли- чий. Это представляет существенный интерес для тех, кто в своей работе связан со строгим контролем цветовых раз- личий, и в особенности тех, кто хочет знать о точной степе- ни изменения цвета. Цветовые системы Манселла и Оствальда давно из- вестны художникам и дизайнерам. Последняя система пред- ставлена набором образцов в «Руководстве по цветовой гармонии» [1.20]-набором, предназначенным главным образом для использования в дизайне. Новый набор «Атлас системы естественных цветов (NCS)» [1.21], вероятно, будет иметь большое значение для дизайнеров, художников и ар- хитекторов. Система NCS, подобно цветовой системе Ман- селла [1.22], представляет образцы цвета, отобранные ви- зуально. Большое значение имеет тот факт, что любой человек с нормальным зрением может применить метод NCS для оценки цвета без использования образцов и цве- тоизмерительных приборов. Кроме того, Американским оп- тическим обществом недавно был подготовлен набор образ- цов, в котором представлено много серий цветов с равными цветовыми различиями между ними. Набор предназначен как для применения в искусстве и дизайне, так и для изуче- ния в науке о цвете. В английском языке в избытке имеются наименования цвета в искусстве, науке и торговле. Многие наименования относятся к более чем одному цвету, и многие цвета обозна- чаются более чем одним наименованием. Пытаясь устано- вить некоторый порядок Национальное бюро стандартов США (NBS) и Межотраслевой совет по цвету (ISCC) пред- приняли основную попытку воспроизвести и идентифициро- вать набор почти из 300 легко узнаваемых и логичных на- именований цвета и составить словарь, который включает в себя более 7000 общепринятых наименований цветов дан- ного набора. Таким образом, например, знакомый многим 14
художникам термин «зеленый Хукера» можно с помощью словаря заменить понятными всем терминами «сильный желтовато-зеленый» или «темный желтовато-зеленый» в за- висимости от значений светлоты и насыщенности по Мэн- селлу. Наименования цвета ISCC-NBS приняты в «Третьем новом международном словаре Вебстера» и широко исполь- зуются в торговле. Однако художники и дизайнеры, ко- торые, как предполагали инициаторы системы наименова- ний цвета, должны получить непосредственную пользу от нее, в основном, кажется, не подозревают о ее существова- нии. Уже давно экспертам по цвету известен тот факт, что имеются такие аспекты науки о цвете, которые предста- вляют практический интерес для художников и дизайнеров. В последние десятилетия среди многих лиц, которые внесли свой вклад в те области науки о цвете, которые имеют осо- бенно важное значение для искусства и дизайна, наиболее выдающимися являются: Ф.У. Биллмейер, Ральф М. Ивенс, Дин Б. Джадд, Кеннет Л. Келли, Давид Л. Мак-Адам, Доро- ти Никкерсон, У.Д. Райт и Гюнтер Вышецки. Их работа уже оказала влияние на сохранение произведений искусства, поскольку используется в лабораториях музеев. Кажется не- лепым то, что, хотя студенты и профессиональные художни- ки довольно хорошо информированы о ранних достижениях науки о цвете, такими, как цветовые системы Манселла и Оствальда, многие не знакомы с последними успехами, которые не только доступны им, но и предназначаются спе- циально для них. Я надеюсь, что эта книга поможет пробу- дить их интерес к этим новым знаниям.
2 ЦВЕТ: ДВА ПОНЯТИЯ 2.1. ЧТО ТАКОЕ ЦВЕТ? ОДИН ОТВЕТ В повседневной жизни мы рассматриваем цвет как свой- ство материалов. Спелый помидор-красный, стекло винной бутылки-зеленое, сера-желтая, снег-белый, а шарф Мэ- ри-синий. Естественно, мы оцениваем цвет предметов и ма- териалов при дневном свете. Обычно, чтобы оценить цвет куска тканц при дневном свете, мы подносим его к окйу. Привычное наблюдение при дневном свете связывается с цветом предмета. Интересно то, что мы обладаем способностью воспри- нимать цвета знакомых предметов при свете лампы на- каливания почти такими же, какими мы их обычно видим при дневном свете. Даже если мы смотрим на снег ночью при свете красной лампы, он продолжает для нас оставаться белым. Это визуальное явление называется константностью цвета. - Мнение, что цвет является свойством вещей, служит для многих практических целей в повседневной жизни, наиболее важной из которых является выживание. Оно служит также хорошо в большинстве практических направлений науки и технологии, однако не везде. Для нас достаточно отме- тить, что оно не всегда успешно используется в искусстве и дизайне. Например, если окрасить зеленой краской пло- щадь круга диаметром около 5 см в центре двух листов бу- маги, один из которых неяркого красного, а другой ней- трального серого цвета той же светлоты, то круги не будут восприниматься одинаково зелеными. Это визуальное явле- ние называется одновременным цветовым контрастом. Яс- но, что для точного восприятия цвета предмета мы должны рассматривать его в предписываемых условиях. Мы также обычно гррорим о цвете световых потоков 16
и считаем цвет свойством света. Когда мы смотрим на красный цвет светофора, мы представляем, что красный свет излучается в наши глаза. Световой поток, проецируемый че- рез красное стекло и пересекающий затемненную комнату, воспринимается красным. Это наблюдение может заставить кое-кого предположить, что свет красный, если только они не обнаружили, что при отсутствии в воздухе пыли световой поток должен быть невидимым. Однако потом, когда поток попадает на белую стену, появляется красное пятно, обман- чиво убеждая большинство из нас, что свет красный. Эти понятия о цвете предметов и света, подобно пред- ставлению о том, что солнце встает и заходит каждый день, по существу, неправильны. Тем не менее они хорошо служат нам в повседневной жизни. Объективные наблюдения пока- зали, что не Солнце вращается вокруг Земли, вызывая во- сходы и закаты, а, напротив, Земля вращается вокруг своей оси, делая один оборот за 24 ч. Аналогично объективные на- блюдения показывают, что материалы и свет не являются цветными. Ученый-математик Исаак Ньютон, рассматривая свет в своей книге «Оптика» (1704 г.), четко установил: «В действительности явно выраженные лучи... не являются цветными» [1.1, с. vii]. Строгий научный ответ на вопрос: «Что такре цвет?»-кратко обсуждается в следующем разде- ле. 2.2. ЧТО ТАКОЕ ЦВЕТ? ДРУГОЙ ОТВЕТ Вопрос: «Что такое цвет?»-занимал еще Аристотеля, однако только в течение последних 300 лет наметилась ре- альная возможность получить на него ответ. Полный и окончательйый ответ не доступен до тех пор, пока не бу- дет полного представления о восприятии цвета как одной из г^ногих функций человеческого мозга. Большинство предметов, которые мы наблюдаем,- нелю- минесцирующие. Они видимы в основном потому, что свет, дадающий на них, рассеивается (диффузно отражается) и по- падает в наши глаза [2.2, с. 54]. Падающий на них свет мо- жет исходить как непосредственно от источников излучения, например солнца, раскаленной нити лампы накаливания, пламени свечи и т. п., так и от других нелюминесцирующих предметов, напоимео окружающих стен, мебели и т.п., осве- 2-684 17
Рис. 2,1, Горизонтальное сечение правого глаза. т Йг *•' I'v' • * щаемых этими источниками. Свет от облаков-это сол- нечный свет, рассеянный капельками воды; свет голубого неба-это солнечный свет, рассеянный молекулами атмос- феры. Когда мы смотрим на предмет, свет, который исходит от него и попадает в глаз, проходит через кристаллическую линзу (хрусталик глаза) и падает на сетчатку-тонкую мем- брану, покрывающую заднюю внутреннюю поверхность глаза (рис. 2.1). Проходя сквозь сетчатку, свет пересекает слой ткани, два слоя нервных клеток и слой многочис- ленных светочувствительных рецепторных клеток [2.1, с. 44; 2.3, с. 26; 2.4, с. 16]. Имеются четыре типа рецепторов: кол- бочки трех разновидностей и палочки. Поглощение света ре- цепторными клетками приводит к сложному процессу обра- зования и преобразования электрических потенциалов, во- спроизводящих четыре рецепторных сигнала, которые в дальнейшем преобразуются межклеточными соединения- ми и в конечном счете кодируются в сигнал свет-темнота и два разностных цветовых сигнала [2.5, с. 65]. Эти три за- кодированных сигнала верхним слоем нервных клеток пре- вращаются в электрические пиковые разряды; затем они передаются по волокнам оптического нерва в кору головно- го мозга [2.6, 7]. Мозг отвечает за появление ощущений, ко- торые раскрывают различные аспекты восприятия предме- тов в процессе наблюдения. К некоторым таким аспектам I
относятся размер, положение, блеск, текстура, непрозрач- ность и прозрачность. Тот факт, что между соседними клет- ками существуют взаимосвязи, которые позволяют свету, падающему на одну часть сетчатки, воздействовать на то, что видится другой частью, приводят в объяснение такого визуального явления, как одновременный цветовой контраст [2.6]. После утверждения того, что световые «лучи... не являются цветными», Ньютон добавил: «В них нет ничего, кроме определенной способности и предрасположения вы- зывать у нас ощущение того или иного цвета» [1.1, с. vii]. Действительно, на вопрос: «Что такое цвет?»-можно дать следующий ответ: «Цвет-это ощущение, возникающее в мозгу в ответ на свет, попадающий на сетчатку глаза». Таким образом, вместо того, чтобы говорить: «Этот свет красный», более правильно было бы сказать: «Цвет, вызы- ваемый этим светом, красный». Время от времени в этой книге я использую последнее употребление с целью под- черкнуть его смысл. Однако обычно более удобным и не ме- нее эффективным является возвращение к первоначальному употреблению. При обсуждении цветового восприятия обычно исполь- зуют термин цветовой стимул (или просто стимул), с тем чтобы сослаться на свет, достигший сетчатки. Иногда сти- мулом называют нелюминесцирующий предмет, рассеиваю- щий свет, например красную ткань, или светящийся пред- мет, который испускает свет, например нагретый докрасна паяльник, однако лучше использовать более точный термин стимул предмета [2.1, с. 17]. Восприятие цвета мозгом обо- значается термином цветовой ответ (или просто ответ). В этой книге термины «стимул» и «ответ» полезно исполь- зовать ниже, когда будет обсуждаться восприятие цвета. И все же имеется другой ответ на вопрос: «Что такое цвет?» Это-условное определение, принятое специалистами по цвету для использования в колориметрии (измерении цвета). Как будет видно из гл. 6, определение связывает цвет со световым стимулом и с типичной чувствительностью глаза.
» / 3 ВОСПРИНИМАЕМЫЕ ЦВЕТА 3.1. ИЗОЛИРОВАННЫЕ ЦВЕТА Когда мы сосредоточиваем свой взгляд на равномерно окрашенном участке картины, цвета окружающих участков часто влияют на цвет, который мы воспринимаем. В преды- дущей главе указывалось, что это психологическое явление называется одновременным цветовым контрастом. С ним имеют дело художники и дизайнеры, добиваясь особых цве- товых эффектов. С другой стороны, если мы хотим рассмотреть или опре- делить точный цвет образца краски, для удобства „его сле- дует рассматривать изолированно, без влияния окружающих цветов, или в стандартизованных условиях, например на бе- лом или нейтральном сером фоне. Когда мы видим красный сигнал светофора ночью на большом расстоянии при отсутствии других Огней, мы на- блюдаем изолированный, или несвязанный, цвет. Свет, исхо- дящий исключительно от одного такого источника, назы- вается изолированным стимулом. Если окружающий фон не черный, близкое приближение к изолированному стимулу часто достигается тогда, когда интенсивность света (стиму- ла) существенно превышает интенсивность окружения. Обычно не составляет труда найти способ получения све- та, изолированного от светящегося предмета. Однако', каким образом можно наблюдать свет, рассеянный таким предме- том, как лист бумаги или изолированный образец краски? Один способ состоит в том, чтобы осветить образец в пол- ностью затемненной комнате. При другом способе поверх- ность рассматривается через щель или круглое отверстие в черной панели, в то время как взгляд фокусируется на пе- риметре отверстия. (Для этой цели можно использовать лист плотной черной бумаги с отверстием диаметром около 2 см посередине.) Вид равномерно окрашенной поверхности, находящейся на некотором расстоянии за панелью, должен 20
заполнять отверстие. Благодаря тому что черная панель по- чти не отражает света, практически весь получаемый глазом свет исходит от поверхности предмета, наблюдаемого через отверстие. Из-за того что в фокусе находится не поверх- ность предмета, а периметр отверстия, наблюдатель полу- чает впечатление диффузно рассеивающей пленкообразной зоны. Такие цветовые восприятия не локализованы по глу- бине [3.1]; они называются нелокализованными цветами или цветами в отверстии. Когда поверхности рассматриваются таким образом, ис- ключаются такие аспекты восприятия предметов, как блеск, прозрачность и текстура поверхности. Обычно эти характе- ристики поверхности мешают оценке и сравнению цвета не- самосветящихся предметов. Для примера следует указать на те трудности, которые встречаются при отборе шелковой ткани, соответствующей по цвету шерстяной. Цветовое ощущение от объекта (самосветящегося, подоб- ного лампе накаливания, или несамосветящегося, подобного мазку краски или винной бутылке) называется цветом объек- та. Часто цвет нелюминесцирующего непрозрачного пред- мета называют более точно цветом поверхности. Цвет в от- верстии не воспринимается принадлежащим предмету [3.1]. 3.2. ЦВЕТОВОЙ ТОН Установлено, что воспринимаемые цвета имеют до пяти различных характеристик или свойств [2.4, с. 94]. В простей- шем случае, каким являются изолированные стимулы или цвета в отверстии, имеются только три характеристики: цве- тковой тон, насыщенность и яркость [2.4, с. 136]. Сначала зададимся вопросом: что такое цветовой тон? Когда мы смотрим на красный свет, мы испытываем ощущение красного цветового тона. Объяснить, что такое ощущение красного, также трудно, как объяснить ощущение горечи или слуховое восприятие шума. Для наших целей до- статочно сказать, что, когда мы произносим или пишем сло- во «красный», «голубой» или «пурпурный», мы сообщаем другим представление об определенном цветовом тоне. Установлено, что нормальный человеческий глаз может раз- личить около 200 цветовых тонов [3.2]. Воспринимаемые цвета, которые можно охарактеризо- вать цветовым тоном, называются хроматическими цвета- 21 /
' Мл' * -. ; <rr £ro ’; ??. vV'k’.*''i ? \ ми; те цвета, которые не обладают этим свойством, назы- I| ваются ахроматическими. Например, мы воспринимаем ахроматический (не характеризующийся цветовым тоном) цвет, когда мы смотрим на светящуюся люминесцентную лампу дневного света. Мы также воспринимаем ахроматиче- ские цвета, когда наблюдаем белую, нейтральную серую или черную поверхность, освещенную такой лампой или дневным светом. Обнаружено, что среди всех цветовых тонов имеются только четыре, которые не воспринимаются как смрси. Они называются унитарными или уникальными цветовыми тона- ми [2.4, с. 66]: единичный красный, единичный желтый, еди- ничный зеленый и единичный синий. Все другие цветовые то- на рассматриваются как смеси следующих пар: единичного зеленого и единичного желтого (желтовато-зеленые и зеле- новато-желтые), единичного желтого и единичного красного (красновато-желтые и оранжевые), единичного красного и единичного синего (синевато-красные, пурпурные и фиоле- товые), единичного синего и единичного зеленого (зеленова- то-синие и голубовато-зеленые). В разд. 2.2 упоминалось, что в сетчатке воспроизводятся > сигнал свет-темнота и два разностных цветовых сигнала. Это подтверждает гипотезу о том, что в процессе цветового зрения участвуют три пары психологических первичных цве- тов: белый и черный, красны^ и зеленый, а также желтый и синий [2.4, с. 107]. Четыре единичных цветовых тона являются основой этой гипотезы. В разд. 8.6 описан практи- ческий метод оценки цвета с использованием четырех еди- ничных цветовых тонов, а также белого и черного. 3.3. ВОСПРИНИМАЕМАЯ ЧИСТОТА ЦВЕТА • 4 j V 1 Воспринимаемую чистоту цвета можно охарактеризовать как восприятие кажущейся концентрации цветового тона. Для иллюстрации этой идеи полезно рассмотреть два изо- лированных луча света с одинаковыми по ощущению цве- товым тоном и яркостью, но разной чистотой. Таким при- „ мером могут служить красцый и розовый цвета. Можно считать, что каждое ощущение содержит хроматическую и ахроматическую составляющие [2.4, с. 73]. В ощущении розового содержится малая доля хроматической составляю- 22 1
щей (цветового тона); отсюда следует, что у розового цвета низкая воспринимаемая чистота. Могут восприниматься цве- та, имеющие воспринимаемую чистоту 100%; это означает, что они содержат только хроматическую компоненту. Мно- гие из таких цветов воспроизводятся монохроматическим светом (разд. 4.3). 3.4. ВОСПРИНИМАЕМАЯ ЯРКОСТЬ И СВЕТЛОТА0 Недавно авторитетный ученый в области цвета Ральф М. Ивенс (1905-1974) в своей книге [2.4] обобщил идеи и ре- зультаты экспериментов, касающихся характеристик воспри- щдмаемых цветов. Основным вкладом в науку о восприятии цвета является введение им такой характеристики, как «яр- кость цвета» brilliance)2’. Чтобы найти местб «яркости цве- та» среди других известных характеристик, требовался (и до сих пор требуется) пересмотр специалистами соответствую- щей роли каждой из них, в особенности воспринимаемой чи- стоты и светлоты. В настоящем кратком обзоре описания цветовых характеристик в целом согласуются с понятиями, предложенными Ивенсом. Воспринимаемая яркость является характеристикой осве-- щения, при котором рассматривается неизолированный предмет [2.4, с. 96, 123]. Воспринимаемая яркость обычно возрастает при возрастании интенсивности освещения. Если сформулировать точнее, то воспринимаемая яркрсть являет- ся «ощущением основного уровня яркости» [2.4, с. 93] (фо- тометрический термин «яркость» рассматривается ниже). Термин «воспринимаемая яркость» применяется лишь по 9 9 «Brightness» и «lightness». В связи с тем что в последнем (1979 г.) издания «Международного светотехнического словаря» первый термин переведен как «светлота», а определения второго нет, переводчик был вынужден использовать термины «восприни- маемая яркость» и «светлота», как это трактовалось в издании 1963 г.-Прим. ред. 2) Несмотря на то что существует опасность смешения тер- мина «яркость цвета» с «воспринимаемой яркостью» или фотометри- ческим термином «яркость», из двух возможностей перевода этого термина как «яркость» или «блеск» переводчик выбрал первую, так как термин «блеск» характеризует свойство зеркального отражения света поверхностью.- Прим. ред.
отношению к изолированному предмету, когда в глаза по- падает свет только от него, а не от какого-нибудь другого предмета. Примером может служить лампа или лист бума- ги, освещенный лучом света в полностью затемненной ком- нате. Зрительное представление о яркости обычно оцени- вается в пределах диапазона «тусклый»-«слепящий». Воспринимаемая светлота является характеристикой не- изолированного цвета. Светлота обусловлена наличием дру- гого стимула или окружения [2.4, с. 136, 137]. Обычно ис- пользуется такое сравнение, как «светлее» или «темнее», чем что-то иное; термин «светлота» применяется для характери- стики восприятия яркости одного цвета по отношению к яр- кости другрго или к яркости окружения [2.4, с. 93]. Когда мы ощущаем, что в наши глаза попадает больше света от листа бумаги, чем от коричневого стола, на котором он ле- жит, мы воспринимаем светлоту. Ивенс возражал против общепринятого подхода к объе- динению светлоты с воспринимаемой яркостью при рассмо- трении цвета нелюминесцирующих предметов. Поэтому ошибочным может считаться следующее определение: «По отношению к поверхностям вместо термина «воспринимае- мая яркость» используется «светлота»...» При таком опреде- лении восприятия серости или темноты ошибочно связы- ваются с воспринимаемой яркостью [2.4, с. 93]. Эксперимен- тальная работа Ивенса показала, что воспринимаемая яркость и светлота являются самостоятельными переменны- ми, что также отмечалось и другими авторами [3.3]. Более того, Ивенс поместил восприятие серости в отдельную кате- горию, куда попадает и «яркость цвета1*» [2.4, с. 100]. 3.5. «ЯРКОСТЬ ЦВЕТА» «Яркость цвета», подобно характеристике «светлота», может восприниматься только в том случае, когда наблю- даемый объект не изолирован, например мазок краски на п В последних разработках по цветовым терминам Комитета по колориметрии МКО даются определения терминов «содержание серого» и «нулевое содержание серого». Первый из них соответ- ствует «серости» по Ивенсу, а второй определяет цвета, находящие- ся на границе между светящимися и несветящимися. См. статью: Hunt R.W., Color Research and Application, 1978, vol. 3, № 2, p, 79-85-Прим. ped. r 24
картине или кусок стекла, находящийся рядом с другими в витраже. Восприятие «яркости цвета» включает два взаим- но исключающих аспекта: воспринимается либо серость, ли- бо то, что Ивенс назвал флуоренцией [2.4, с. 99; 3.4], которая является кажущейся флуоресценцией, или отрицательной се- ростью [3.5]. Чтобы понять, что это означает, рассмотрим лист бумаги красного цвета, который при наблюдении в комнате при обычном освещении обладает значительной серостью. В этом случае свет от окружающих предметов бо- лее интенсивен, чем свет, который попадает в наши глаза от красного листа бумаги. Если с помощью луча света не- прерывно увеличивать количество света, попадающего на бумагу, в то время как освещение окружающих предметов не будет изменяться, то серость красной бумаги постепенно будет уменьшаться и в конце концов достигнет нуля. В этот момент яркость света, отраженного от бумаги, все еще меньше яркости света от окружающих предметов. Эта нуле- вая точка разделяет серость и флуоренцию (отрицательную серость). Затем с увеличением интенсивности светового луча флуоренция, равная нулю в нулевой точке, возрастает и красный лист воспринимается флуоресцирующим [3.4]. Флуоренция продолжает возрастать, однако в конце концов достигает максимума и затем уменьшается до нуля. Макси- мум достигается в тот момент, когда светлота бумаги урав- нивается со светлотой окружения. Выше этой светлоты крас- ная бумага будет восприниматься как источник света [2.4, с. 101]. Замечательным способом наблюдения такого аспекта «яркости цвета», как серость, является установление серости листа нейтральной серой бумаги в ярко освещенной комна- те и затем ее отсутствие, когда свет выключен, а бумага равномерно освещена белым световым пятном, не попадаю- щим на окружающие предметы. В последнем случае бумага рассматривается изолированно от других предметов и во- спринимаемый цвет является белым. Аналогично лист ко- ричневого цвета, который представляет собой желтый или оранжевый с добавлением серости, воспринимается желтым или оранжевым при наблюдении его изолированно от дру- гих предметов. Интересно отметить различие между восприятиями «яр- кости цвета» и воспринимаемой чистоты. Как было упомя- нуто выше, воспринимаемая чистота относится к доле (кон- центрации) ахроматической составляющей, воспринимаемой 25
в цвете. Воспринимаемая чистота может изменяться в пределах 0-100%. С другой стороны, «яркость цвета» ка- сается количества серости или отрицательной серости, обе из которых зависят от окружения. В текущей литературе по цвету до сих пор удедяется слишком мало внимания недавнему открытию Ивенсом во- сприятия «яркости цвета». Эта характеристика восприятия цвета должна быть признана художниками, дизайнерами и другими специалистами, имеющими дело с применением цвета. Ивенс отметил тот факт, что Артур Поуп в своей книге «Язык рисунка и живописи» (1949 г.) [1Д4, 3.6] указы- вал на необходимость введения такой характеристики, как «яркость цвета» [2.4, с. 236]. Ивенс писал: «Не подлежит со- мнению... ни принципиальная правильность этой идеи, ни тот факт, что полная переработка этой части его книги в ха- рактеристиках четырех переменных: цветового тона, воспри- нимаемой чистоты, «яркости цвета» и светлоты, как мы их понимаем, должна устранить если не все, то большинство неясностей, с которыми он столкнулся. Доведение до конца такой работы должно явиться замечательным вкладом в по- нимание художниками...» [2.4, с. 235]. (Примечание. При во- сприятии неизолированных цветов нелюминесцирующих предметов используются только четыре характеристики цве- та: цветовой тон, воспринимаемая чистота, светлота и «яр- кость цвета» [2.4, с. 137]. Воспринимаемая яркость относит- ся к освещению.) ‘ , г. , , 1 , ’ , , , > 3.6. ЦВЕТОВЫЕ ТЕРМИНЫ В науке о восприятии цвета термины «цвет», «цветовой тон», «воспринимаемая чистота», «воспринимаемая яр- кость», «светлота», «яркость цвета», «красный», «синий», «ахроматический» и др. относятся к реакции на цвет, т.е. к ощущению, возникающему в человеческом мозгу. Исполь- зуе^оде в этом смысле, они являются психологическими терминами. В предыдущих разделах цветовые характеристи- ки были описаны в этом смысле. В последних главах этой книги, где описываются измерение и определение цвета, си- стема отсчета изменяется. Цвет связывается не с восприя- тием (реакцией), а со светом (стимулом) потому, что точные измерения со светом могут быть проверены относительно просто. По этой причине вводится новое определение цве-
7— В? * Л-- '• '. та-психофизический цвет (или цвет в колориметрии), ко- торый достаточно близок повседневно используемому не- специалистами термину «цвет». Благодаря тому что кон- тексты, в которых эти термины используются, дают । необходимые сведения, смешения этих понятий обычно не происходит. Однако всякий раз, когда возникает необходи- мость во внесении ясности или подчеркивании отличий от других значений слова «цвет», должны использоваться опре- деленные термины: «психофизический цвет» (разд. 6.1) и «психологический цвет» [3.7, с. 229]. По-видимому, художники и искусствоведы равнозначно используют термины «воспринимаемая чистота» и «насы- щенность» для того, чтобы обозначить чистоту цвета. Слово «насыщенность» (chroma) взято из цветовой системы Ман- селла (разд. 8.4). Интересно, что назначение насыщенности по Манселлу-служить коррелятом воспринимаемой чи- стоты, однако Ивенс показал, что более точно она соответ- ствует сочетанию чистоты и «яркости цвета» [2.4, с. 168]. В искусстве термины «величина», (value) (также исполь- зуемый в цветовой системе Манселла) и «тон» часто исполь- зуются для обозначения светлоты [3.8, с. 257]. Термин «яркость» (vividness), используемый в искусстве по отношению к цветам, вероятно, может относиться к во- спринимаемой «яркости цвета». Это же вом «яркий» (bright), как, например, в красный» [2.4, с. 196]. обозначается сло- сочетании «ярк.о- г - z/ 'М- . , 1 1 л >^wZ
4 СВЕТ И ЦВЕТ 4.1. ЧТО ТАКОЕ СВЕТ? Что такое свет? Кратко, свет-это одна из форм энергии. Примерами других форм энергии могут быть кинетическая энергия, такая, которая передается ветром крыльям ветря- ной мельницы, и химическая энергия, такая, которая хранит- ся в автомобильном аккумуляторе и пригодна для превра- щения в электрическую энергию. Свет является видом лучистой энергии. Точнее, свет является электромагнитной энергией-разновидностью лу- чистой энергии, которая включает в себя рентгеновские лу- чи, радиоволны и т.п. В табл. 4.1 представлены различные типы лучистой энергии электромагнитного излучения. Весь диапазон называется электромагнитным спектром. Относи- тельно небольшой участок этого диапазона, который пред- ставляет собой видимую лучистую энергию (свет), называет- ся видимым спектром. Определение света как «видимой лучистой энергии» точ- но означает, что визуальная система реагирует на него в процессе видения. Мы знаем, что эта система не реагирует на радиоволны. Она не реагирует также на инфракрасное и ультрафиолетовое излучение11, на рентгеновские лучи и гамма-лучи, однако все они могут повредить зрение. Толь- ко видимый свет является стимулом зрения. Часть солнечного излучения, проникающая сквозь зем- ную атмосферу, в основном состоит из видимого, инфра- красного и ультрафиолетового излучений. Эта «смесь» * ° Иногда часть спектра ультрафиолетового излучения назы- вают «черным светом», так как, хотя оно и невидимо («черное») в затемненной комнате, оно возбуждает флуоресценцию во многих материалах, которые вследствие этого испускают видимое излуче- ние (свет) (разд. 5.4). 28
Таблица 4.1 Электромагнитный спектр Видимый спектр занимает его малую часть. Длина волны дана в километрах (км), метрах (м), сантиметрах (см), миллиметрах (мм) и нанометрах (нм) ________________________10 км ________________________---1 км, 1000 м А мп ли ту дно- моду ли ро ванное излучение__________________________100м Коротковолновое излучение ------------~------------------------10 м Радиовол- Телевизионное новое излу- излучение чение ----------------------------- Частотно- модулированное излучение -------------------------------------1 м, 100 см Радиолокационное излучение --------------------10 см ---------------------------------------1 см 10 мм Микроволновое излучение ----1000000 нм, 0,1 см, 1 мм -----------------------------------— 100000 нм Инфракрасное излучение ----------10000 нм --------------------------------------------- 1000 нм Видимое излучение -----------------------------------------------100 нм Ультрафиолетовое излучение е->----------------------------------------------Ю нм Рентгеновское излучение --------------1нм --------------0,1 нм --------------0,01 нм Гамма-излучение --------------0,001 нм достигает поверхности Земли не только непосредственно в виде солнечных лучей, но и косвенно-путем рассеяния ка- пельками воды в облаках, а также содержащимися в атмос- 29
? / V*', ч f фере молекулами азота, кислорода и др. В результате этого инфракрасное, ультрафиолетовое и видимое излучения от синего, пасмурного или покрытого облаками неба попадают на Землю в различных пропорциях. В излучении раскаленной вольфрамовой нити обычно лампы накаливания и люминесцентной лампы, кроме види- мой и инфракрасной, содержится и ультрафиолетовая соста- вляющая. 4.2. ДЛИНА ВОЛНЫ И СВЕТ Физики убеждают нас, что электромагнитное излучение имеет волнообразный характер. Действительно, такая вол- новая мера, как длина волны или частота волны, использует- ся при измерении электромагнитного излучения. При обсу- ждении в этой книге используется только длина волны, так как эта мера наиболее часто встречается в литературе по цвету. Классификация в табл. 4.1 проведена на основе длины волны. Те, кто знакомы с работой радио, знают, что длина вол- ны радиоволн выражается в метрах и километрах. Однако для света, длины волн которого много короче, обычно ис- пользуется такая единица длины, как нанометр (нм). Один нанометр равен одной миллионной части миллиметра (1 нм = 0,0000001 мм, 1 мм = 0,1 см) и одной биллионной (США) или одной миллиардной части (Англия) метра (1 нм = 0,000000001 м). До недавнего времени в литературе по цвету обычным было использование единиц, называемых миллимикронами и ангстремами (1 нм = 1 ммкм = 10 А). 4.3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И НЕСПЕКТРАЛЬНЫЕ ЦВЕТОВЫЕ ТОНА Обычно считают, что видимое излучение представлено в электромагнитном спектре интервалом длин волн 380-780 нм (табл. 4.1 и 4.2). Существенный вопрос: что же восприни- мается, когда наблюдается свет одной длины волны (напри- мер, 500 нм)? Ответ: зеленый цвет. При длине волны 600 нм-красновато-оранжевый; при 470 нм-синий. В табл. 4.2 представлены цветовые тона воспринимаемого излучения всего видимого диапазона. В действительности цветовые •4U

'I - * . ЬЭ Продолжение табл. 4.2 Наямеяоншне цвета световых потоков1* Длина волны, нм Дополнительная длина волны1* нм Относительная спектральная световая эффективность (разд 4.7) ч 1 Зеленый (G) Желтовато-зеленый (yG) Желто-зеленый (YG) — . 530 558 0,862 1,00 Зеленовато-желтый (gY) Желтый (Y) 570 575 0,952 0,91 Г 1 » "а. z Желтовато-оранжевый (уО) Оранжевый (О) Красновато-оранжевый (гО) Красный (R) 580 586 596 - * 620 680 492с 0,87 0,80 0,68 0,381 0,17 ч Неспектральные цвета Красный (R) ____________________________________________- 494с Пурпурновато-красный (pR) ____________________________________________ 498с Красно-пурпурный (RP) — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 528с Красновато-пурпурный (гР) ____________________________________________ 553с Пурпурный (Р) ____________________________________________ , 563с Синевато-пурпурный (ЪР) । 11 Наименования цвета световых потоков, предложенные Келли [7.1]. 11 Дополнительная длина полны относительно излучения С МКО. 11 Наименования, используемые другими авторами [7.1].
тона изменяются постепенно по мере того, как длина волны непрерывно увеличивается в диапазоне 380-780 нм. Таким образом, зеленовато-синий при 486 нм более зеленоватый, чем зеленовато-синий при 483 нм. Свет одной длины волны называется монохроматическим светом. Воспроизведенные монохроматическим светом воспринимаемые цвета имеют 100%-ную чистоту. Считается, что возможным исключением является желтый монохроматический свет, в котором неко- торые наблюдатели ощущают ахроматическую составляю- щую [2.4, с. 73, 121]. В большинстве случаев свет, с которым мы эксперимен- тируем, не является монохроматическим. Например, можно установить, что луч синего света от цветной лампы содер- жит излучение почти половины видимого спектра. Основное различие между зеленым и синим лучами состоит в относи- тельных количествах света, содержащегося в зеленой и си- ней областях спектра. Например, поток зеленого света со- держит относительно большое количество света зеленой области 500-550 нм, а синего-большое количество света си- ней области 400-530 нм. Воспринимаемый цветовой тон ча- стично обусловлен преобладанием энергии определенного диапазона длин волн и частично-чувствительностью глаза к яркости (разд. 4.7). Присутствие света других длин волн может привести к нейтрализующему эффекту, вызывая раз- бавление и, следовательно, низкую воспринимаемую чисто- ту цвета. Когда луч света лампы или солнца проходит через опти- ческое устройство, называемое монохроматором, можно вы- делить составляющие излучения в интервалах длин волн или полосах, например, шириной 10 нм. Таким образом можно выделить и спроецировать на экран интервал 500-510 нм. В приборе, называемом спектрорадиометром [2.2, с. 11], можно выделить каждый интервал видимого спектра в диа- пазоне 380-780 нм и измерить в них количество энергии. Та- ким способом можно сравнить состав света от различных источников, например света зеленой и синей ламп. Цветовые тона, представленные монохроматическим излучением в диапазоне 380-780 нм, те же, что присутствуют в солнеч- ном спектре; обычным примером последнего может слу- жить радуга. Эти цветовые тона называются спектральными цветовыми тонами. Все те цвета, в которых независимо от их воспринимаемой чистоты (цвета в радуге имеют низкую воспринимаемую чистоту) ощущается спектральный цвето- 34
вой тон, называются спектральными цветами. Однако спек- тральные цветовые тона, с которыми мы обычно знакомы по опыту, не являются единственными. Имеются также пур- ' пурный, пурпурновато-красный и ряд соседних с красным цветовых тонов, которые не присутствуют в солнечном спектре или в спектре любого источника. Такие цветовые тона называются неспектралъными цветовыми тонами. Цве- та таких цветовых тонов называются неспектралъными цве- тами. Монохроматическим излучением нельзя воспроизве- сти неспектральные цвета, однако их можно получить с помощью смешения лучей двух или более монохроматиче- ских излучений. Неспектральные цвета, по существу, с 100%-ной воспринимаемой чистотой можно воспроизвести, например, смесью монохроматического света с длиной во- лны 680 нм (красный) и монохроматического света с длиной волны 420 нм (синевато-пурпурный). Неспектральные цвета низкой чистоты воспроизводятся лучами, которые обычно представляют собой свет от большей части спектрального диапазона с преобладанием излучения в красной и синей областях. Обсуждаемые в разд. 4.5 графические изображения помогают лучше понять спектральный состав света. 4.4. ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Источники света, называемые лазерами, стали выпускать- ся серийно сравнительно недавно. Их можно использовать для получения монохроматического света. Лазеры нашли разнообразное применение в науке, медицине и технологии благодаря тому, что в их лучах света, или, как их называют, лазерных пучках, плотности излучения гораздо выше, чем в лучах света обычных ламп и в солнечных лучах. Поток ла- лрного излучения состоит из параллельных лучей одной, двух или нескольких длин волн. Говорят, что свет когерен- тен, когда группы волн, несущих энергию, идут шаг в шаг (разность фаз постоянна), в то время как в обычном свете I руппы волны не находятся в фазе. Для воспроизведения лазерного излучения используются различные среды: кристаллы, стекла, газы (например, аргон, криптон и смеси гелия и неона) и растворы красителей. Не- которые газовые лазеры используют в качестве источнике света для декоративного освещения. Часто используется ге- Лиево-неоновый лазер, который генерирует поток монохро- 35
матического красного света (632,8 нм) [4.1, 2]. Кроме того, имеется информация об использовании аргонового газового лазера с излучением, содержащим в основном свет двух длин волн (488,0 нм-сине-зеленый-и 514,5 нм-зеленый) [4.1]. В последнем случае для воспроизведения двух монох- роматических лучей различного цвета свет двух длин волн разделялся с помощью дифракционной решетки [4.3]. Лазеры на красителях позволяют получить потоки лю- бой желаемой длины волны в диапазоне 400-750 нм [4.4-6]. На современной стадии развития лазеры на красителях представляют собой исключительно • импульсные устрой- ства; для приведения их в действие необходимо вспомога- тельное оборудование (электронная вспышка или дополни- тельный лазер) [4.7]. Особый интерес представляет способ- ность лазеров на красителях к подстройке, позволяющая воспроизводить монохроматический свет любой длины вол- ны в пределах 30-50 нм или более [4.5]. При выборе лазеров особое внимание необходимо уде- лять безопасности их работы. Допустимым считается лазер- ное излучение при уровне мощности менее 5 мВт. Однако даже в этом случае необходимо принять некоторые меры предосторожности, чтобы обеспечить полную безопасность работы [4.8, с. 7]. 4.5. СВЕТ ОТ СОЛНЦА И ЛАМП Как было упомянуто в разд. 4.3, в большинстве случаев свет, с которым мы встречаемся, не является монохромати- ческим; был приведен пример двух типичных световых пуч- ков-зеленого и синего цвета. Характерной чертой раз- личных источников света (солнца, пламени свечи, света лампы накаливания, люминесцентной лампы и т.п.) являет- ся существенное различие в распределении относительного количества света, излученного в диапазоне 380-780 нм. Свет лампы накаливания содержит относительно большее коли- чество излучения при длине волны 650 нм, чем свет от лю- минесцентной лампы дневного света. При 450 нм относи- тельное количество излучения больше от люминесцентной лампы. Спектральный состав света представляет собой от- носительное количество света или относительную энергию излучения, выделенную в интервалах длин волн (например, в интервалах шириной 10 нм) или во всем видимом диапазоне. 36
состав света от лампы накаливания с (представляющего излучение А МКО, Рис. 4.1. Спектральный ' вольфрамовой нитью разд. 4.6). Кривая относительного распределения спектральной энергии. г4 Рис. 4.2. Спектральный состав света от люминесцентной лампы дневного света. Типичная кривая относительного спектрального распределения энергии. (Построена на ос- новании данных К. У. Джерома, представленных в работе [3.7, с. 37].) 37
Спектральный состав света можно определить, как было указано выше, с помощью спектрорадиометра. Кривая, по- строенная в виде зависимости относительной энергии излу- чения от длины волны, называется кривой относительного спектрального распределения энергии. На рис. 4.1 и 4.2 пред- ставлены типичные кривые для света лампы накаливания и люминесцентной лампы. Сравнение двух кривых показы- вает, что при длине волйы 450 нм относительно большее ко- личество излучения дает люминесцентная лампа, а при 650 нм-лампа накаливания. По форме обеих кривых вблизи 380 нм ясно, что обе продолжаются при длинах волн, меньших 380 нм, откуда следует, что излучение такой люминесцент- ной лампы и такой лампы накаливания включает ультра- фиолетовую составляющую. На кривой распределения спектральной энергии излуче- ния люминесцентной лампы дневного света наблюдаются четыре вертикальные полосы (рис. 4.2). Каждая захватывает интервал длин волн шириной 10 нм, в пределах которого имеется резкий пик, или скачок излучения, характерный для паров ртути, находящихся в трубке. Плавные непрерывные части кривой характеризуют излучение фосфоров в лампе. Скачки, представляющие собой четыре монохроматических излучения ртути, налагаются или смешиваются -с диф- фузным многокомпонентным излучением фосфоров. Точное указание пиков не имеет значения при обсуждении цвета. Указанные полосы правильно представляют энергию, усред- ненную по интервалам длин волн шириной 10 нм. На рис. 4.3 представлены типичные кривые спектрально- го распределения прямого солнечного света 1 и света север- ного неба II, измеренного под углом в 45° к горизонту в Кливленде, шт. Огайо [4.9]. Эти две кривые можно срав- нить со стандартной кривой III излучения D65 МКО (разд. 4.6), которое представляет типичную фазу дневного света. Цвет неба в северном полушарии по сравнению с прямым солнечным светом оценивается как более «холодный» пото- му, что он содержит большую часть коротковолнового (си- него) излучения и меньшую длинноволнового (красного). На рис. 4.3 также показана горизонтальная линия £, которая добавлена к ним с тем, чтобы представить равноэнергетиче- ское распределение с неизменяемой от длины волны относи- тельной энергией. Это распределение служит в качестве ус- ловного определения белого света для обсуждаемых ниже целей (разд. 6.3). В общем оно представляет интерес, так как 38
Рис. 4.3. Спектральный состав прямого солнечного света (/) и света северного неба (II). Для сравнения представлены кривая III для изучения Des МКО (разд. 4.6) и прямая Е для равноэнергетического распределения. Кривые относительного спектрального распределения энергии. (Кривые I и II основываются иа наблюдениях, проведенных в Кливленде, шт. Огайо, н опубликованных в работе [4.9].) может рассматриваться в качестве разновидности среднего белого цвета, находящегося между двумя крайними излуче- ниями: светом северного неба и излучением обычной лампы накаливания [2.4, с. 52]. На рис. 4.1 и 4.2 кривые проходят через точку, предста- вляющую относительную энергию излучения в 100 ус- ловных единиц при длине волны 560 нм. Это означает, что уровень энергии света от каждого источника при 560 нм принят за 100; энергия в любой другой длине волны указы- вается по отношению к нему. Таким образом облегчается сравнение света от различных источников с разными уров- нями интенсивности, как, например, солнечного света и све- та от лампы с потребляемой мощностью 40 Вт. Они рас- сматриваются на общем базисе, что позволяет оценивать относительное качество, например «холодность». S <> 39
4.6. СТАНДАРТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ (МКО) В связи с тем что воспринимаемые цвета предметов обы- чно меняются с освещением, при котором они наблюдают- ся, мы предпочитаем производить сравнения цвета при дневном свете. Однако при идентификации и измерении цве- та необходимо точно установить спектральный состав днев- ного света. По этой причине сочли практичным установле- ние приемлемых для всех стран стандартов в виде условных и вместе с тем типичных составов излучений по длинам волн. Эти стандарты, называемые излучениями МКО, были установлены CIE (Commission Internationale de 1’Eclairage)— Международной комиссией по освещению (МКО). (В 30-40-х гг. в США было принято обозначать комиссию по начальным буквам ее названия ICI- International Commission on Illumination, однако впоследствии такое обо- значение не прижилось [4.10, с. 4].) Следует подчеркнуть, что в действительности стандартные излучения предста- вляют собой таблицы с числами, устанавливающими фикси- рованные спектральные составы. Свет, имеющий такой же состав, может быть воспроизведен в цветоизмерительных лабораториях с помощью специальных ламп и фильтров. На рис. 4.4 и 4.5 представлены графики, характеризующие некоторые важные излучения МКО. Одно излучение, называемое излучением А МКО, по волновому составу довольно близко приближается к свету лампы накаливания с вольфрамовой нитью мощностью 500 Вт (2850 К, разд. 7.10) [3.7, с. 47]. Кривая относительного распределения энергии излучения А МКО представлена на рис. 4.1 и 4.4. Излучение В МКО представляет типичный образец спектрального состава прямого солнечного света. Особенно важным является излучение С МКО, так как его спектральный состав волн типичен для дневного света. Большинство цветовых измерений в 30-60-х гг. было прове- дено по отношению к излучению С МКО; некоторые по- лезные методы для обсуждения цветов по отношению к это- му излучению см. в разд. 7.1, 5; 8.4, 5, 8. Излучения В и С МКО представляют спектральный со- став солнечного и дневного (рассеянного) света довольно хорошо, но только в диапазону 400-700 нм [4.11]. Для изме- рения цвета люминесцирующих веществ необходимо исполь- 40
Длина волны, им Рис. 4.5. Излучения D65 МКО (—.—) и С МКО (—). Кривые относительного спектрального распределения энергии. 41
зовать излучения, относительные энергии которых в диапа- зоне 300-400 нм также характерны для солнечного и дневного света. Недавно были введены новые стандартные излучения, представляющие спектральный состав различных фаз дневного света; наиболее распространенными из них являются излучения D55, D65 и D75 МКО [4.12]. В большинстве применений излучение С МКО было за- менено излучением D65 МКО, которое представляет собой спектральный состав типичного дневного света в диапазоне 300-830 нм [4.11]. Новые излучения основаны на детальном изучении спектрального состава дневного света. На рис. 4.5 можно сравнить кривые относительного распределения спектральной энергии излучения С и D65 МКО [4.12]. Ясно видно, что обе кривые существенно различаются только в области ниже 380 нм. Знать основные стандартные излучения необходимо, так как они составляют обычно часть методики определения цвета. При определении цвета излучение описывает то осве- щение предмета, для которого применяется установленный цвет. • 4.7. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ГЛАЗА К ЯРКОСТИ Свет описывается как видимое излучение. В разд. 4.3 бы- ло отмечено, что видимый диапазон излучения охватывает 380-780 нм. В основном нормальный глаз, по существу, слеп к излучению с длиной волн короче 380 нм и длиннее 780 нм. Насколько хорошо реагирует глаз в пределах диапазона видимости? Тщательные исследования позволяют дать ответ. Они показывают, что чувствительность человеческого глаза к монохроматическому свету возрастает с увеличением длины волны, начиная с нулевого ощущения при 380 нм. Чувствительность к яркости достигает максимума около 555 нм и затем уменьшается, достигая нулевого значения около 780 нм. Принятый в международном масштабе ряд данных, представляющий «средний» нормальный глаз, ча- стично приведен в табл. 4.2. Эти данные называются отно- сительной спектральной световой эффективностью; макси- мальное значение равно 1,000 при 555 нм. График предста- 42
вляет колоколообразную кривую II на рис. 6.8, которая используется для расчета цвета при его измерении. Колоколообразная форма кривой показывает, что при длинах волн 510 и 610 нм относительная спектральная све- товая эффективность равна 0,500. Это означает, что чувстви- тельность нормального глаза к излучению с длинами волн 510 и 610 нм составляет половину чувствительности к излу- чению с длиной волны 555 нм. Цветовой тон монохромати- ческого излучения при 555 нм желтовато-зеленый, при 510 нм зеленый, а при 610 нм красновато-оранжевый. При 472 нм (синий) и 650 нм (красный) чувствительность нор- мального человеческого глаза к яркости составляет около 1/10 его чувствительности к излучению при 555 нм.
5 ЦВЕТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 5.1. ПИГМЕНТЫ И КРАСИТЕЛИ Применяемые для окраски материалов вещества называют- ся колорантами. Красители являются растворимыми веще- ствами или веществами, которые растворяются в процессе крашения. Они обычно используются для окраски тек- стильных изделий, бумаги, пластмассы, кожи и т.п. Неко- торые классы красителей становятся нерастворимыми в ре- зультате химического процесса уже после проникновения в окрашиваемый материал. Пигменты -это нерастворимые частички веществ, диспергированные в красках, лаках, типо- графских красках, бумаге, пластмассе, резине и т.п. Люми- несцирующие пигменты для красок обычно представляют собой красители, растворимые в пластмассе. Краситель и ингредиенты пластмассы объединяют прежде, чем пласт- массу химическим путем превращают в нерастворимое твер- дое вещество и измельчают в порошок. В настоящее время имеются тысячи пигментов и краси- телей. Лишь относительно небольшое их число предста- вляет интерес для художников и дизайнеров. Левизон в своей книге [5.1], посвященной устойчивости художе- ственных пигментов к свету, привел перечень почти 100 пиг- ментов, которые используются или могут использоваться художниками. Сведения об использовании художественных пигментов в настоящее время и в прошлом можно найти в книгах Майера [5.2], Велта [5.3], а также Геттенса и Стоу- та [5.4]. Исчерпывающий перечень практически всех совре- менных промышленных колорантов дается в шеститомном издании «Цветового указателя» [5.5, 6]. В нем колоранты классифицируются по их применению, составу и торговым наименованиям. В связи с тем что на рынке появляются все новые и новые колоранты, «Цветовой указатель» постоянно обновляется путем публикации «Добавлений и изменений» к нему. 44
5.2. НЕПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Большинство объектов, которые мы наблюдаем, непроз- рачны. На свет, падающий на непрозрачную поверхность краски (нефлуоресцирующей), поверхность материала воз- действует тремя различными способами. Часть падающе- го света отражается, не проникая в глубь поверхности (отражение от поверхности). Спектральный состав отражен- ного поверхностью света практически не меняется; он почти идентичен составу падающего света. Если поверхность кра- ски матовая, происходит диффузное отражение от поверх- ности; небольшие грубые частички пигмента, выходящие на поверхность краски, вызывают отражение от поверхности во всех направлениях. Если поверхность гладкая и блестящая, J9 отражение падающего света поверхностью подобно отра- жению от зеркала; оно называется зеркальным отражением [2.1, с. 36]. Рассеянный свет, попадающий на блестящую по- верхность под всевозможными углами, разумеется, отра- жается во всех направлениях. Остальной свет (обычно основная часть) проникает в глубь поверхности. Он проходит сквозь частицы пигмента, которыми селективно поглощается; оставшаяся часть диф- фузно рассеивается в окружающей среде. Селективно погло- щенный свет превращается в тепло; он исчезает незаме- ченным. Селективное поглощение света пигментами и красителями рзначает, что свет поглощается в различных количествах в зависимости от длины волны. Зависимость поглощения от длины волны определяется химической структурой, характеризующей отдельные колоранты. Как следствие, спектральный состав непоглощенного света, ко- торый покидает пигментированный или окрашенный мате- риал, отличается от спектрального состава падающего на поверхность света. Если в краске имеется пигмент совершенной белизны, то свет, проникающий в частицы пигмента, поглощаться не бу- дет. Свет должен быть диффузно рассеян пленкой краски и иметь тот же спектральный состав, что и падающий свет. Высококачественные белые пигменты селективно погло- щают лишь ничтожную часть света. Таким образом, объект воздействует на падающий свет тремя возможными способами: поверхностно отражает, се- лективно поглощает и рассеивает. Если дневной (белый) свет 45
падает на матовую пленку краски, пигментированной красным кадмием, то свет, который попадает в наши глаза, представляет собой смесь белого света (света, отраженного поверхностью) и красного света (света, остающегося после селективного поглощения). Воспринимаемый цвет, также на- зываемый цветом предмета или, более точно, цветом по- верхности, является красным. Насыщенность красного зави- сит от обоих факторов: селективности поглощения и сте- пени разбавления красного света светом, отраженным от поверхности. На рис. 5.1 показаны кривые спектрального коэффициен- та отражения порошков двух художественных пигментов, измеренные Барнесом [5.7, 8]. Чтобы частицы пигмента объединились к образовали матовую поверхность, было до- бавлено лишь минимальное количество растворителя (клея). Коэффициент отражения непрозрачного материала пред- ставляет собой долю или процентное содержание падающе- го света, не поглощенного материалом [2.2, с. 187]. Если коэффициенты отражения измеряются во всем видимом диапазоне (380-780 нм) через интервалы в 5 или 10 нм, то результаты можно представить в виде кривой спектрально- го отражения. Кривая I (для кадмия красного) показывает, что пигмент, освещаемый белым светом, поглощает менее половины све- та, который он получает в интервале длин волн свыше 600 нм, и поглощает большую часть света при длинах волн ниже 600 нм. Однако лак марены (кривая II) поглощает от- носительно малую часть света при длинах волн свыше 600 нм (красный) и ниже 480 нм (синий). Результатом этого является то, что, когда лак марены освещается дневным све- том, от частиц пигмента в наши глаза попадает пурпурный свет (смесь в основном красного и синего света). Кривые спектрального отражения I и II на рис. 5.1 пред- ставляют одновременно случай отражения поверхностью и селективное поглощение. Таким образом, красный свет, приходящий от частиц пигмента в результате смешения с некоторым белым светом (типичным примером которого является излучение С МКО), оказывается разбавленным. В случае кадмия красного кривая спектрального отражения показывает, что ниже 550 нм около 5% падающего света не поглощается. Возможно, что белый свет, отраженный по- верхностью, составляет большую часть, если не все 5%. 46
Рис. 5.1. Пигменты кадмия красного (I) и лака марены (II). Кривые спектрального коэффициента отражения для матовых пленок краски. (Получены на основе кривых, опубликованных в [5.7, 8].) Блестящие пленки краски и покрытые лаком картины ча- сто имеют цвет большей воспринимаемой чистоты, чем та- кие же матовые пленки, содержащие тот же самый пигмент. Причиной этого в первом случае является то, что частицы пигмента на поверхности слоя краски покрыты гладким бле- стящим слоем растворителя (высохшим льняным маслом) или лака. Например, в красной блестящей пленке краски часть красного света отражается от гладкой поверхности обратно к частицам пигмента (внутреннее отражение), где он еще раз поглощается. Красный свет, являющийся резуль- татом двух прохождений света сквозь пленку, объединяется с красным светом, который не был отражен внутрь, и с от- раженным поверхностью белым светом, что приводит к све- товой смеси, цвет которой более насыщен, чем цвет, полу- ченный от того же пигмента в матовой пленке [2.2, с. 283]. 47
Рис. 5.2. Пигмент лака марены. Спектральный состав света, отраженного от матовой пленки краски (пигмент лцка марены) [5.7, 8] при освещении дневным светом (П-С), представляющим излучение С МКО и све- том лампы накаливания (II-A), представляющим излучение А МКО. Кривые относительно- го сректрального распределения энергии. Воспринимаемую чистоту цвета можно увеличить, если рассматриваемую блестящую пленку освещать прямым лу- чом света, например солнечным лучом. Еще лучшие резуль- таты можно получить при освещении лучом прожектора в затемненной комнате, с тем чтобы исключить освещение рассеянным светом, который может вызвать рассеянное от- ражение во всех направлениях, что уменьшает воспринимае- мую чистоту. Кривые спектрального отражения на рис. 5.1 не опреде- ляют спектральный состав света, исходящего от осве- щаемых пигментов кадмия красного и лака марены. Спек- тральный состав света, приходящего от пленки краски, зави- сит не только от характеристик поглощения пигментов и отражения от поверхности, но и от спектрального состава падающего света. Влияние падающего света иллюстрирует- ся рис, 5.2. Одна кривая (II-C) представляет собой относи- тельное спектральное распределение света, исходящего от 48
К ч 7 I лака марены при освещении его белым светом (типичным Г излучением С МКО). Кривая II- А справедлива для света, I приходящего от пленки, содержащей тот же пигмент, при I освещении ее лампой накаливания (типичное излучение I А МКО). Спектральные составы излучений А и С МКО представлены на рис. 4.4. Так как свет от лампы накалива- ния богаче лучистой энергией с длинными волнами (красны- ми) и беднее лучистой энергией с короткими волнами (сини- ми) (такой свет часто называют теплым), то свет, рас- сеянный пигментом, сохраняет ту же тенденцию, т. е. богаче I длинными и беднее короткими волнами. Таким образом, I при освещении лампой накаливания пигмент лака марены Е воспринимается красным, а не пурпурным, потому что как I показывает кривая П-А, содержание синего в отраженном f свете очень мало, В 5.3. ПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Явление, происходящее при падении света на прозрачный материал, .например на цветное стекло или пластмассу, су- I щественно не отличается от явления, происходящего при па- дении света на непрозрачную пленку краски. Часть света, | проходящего сквозь прозрачный (нефлуоресцирующий) ма- териал, поглощается и рассеивается незамеченным в виде I тепла; оставшаяся часть непоглощенного света появляется с противоположной стороны и называется пропущенным све- том. (Здесь не принимается во внимание одновременное на- [ личие внутреннего отражения.) Когда дневной свет входит с одной стороны цветного стекла, а красный свет с другой стороны попадает в наши глаза, мы говорим, что стекло I красное, т. е. воспринимаемый цвет (цвет предмета) является I красным. Однако следует отметить одно различие. Если непроз- ; рачная матовая пленка красной краски наблюдается при дневном свете, то красный свет, попадающий в глаза от ча- стиц пигмента, разбавляется белым (дневным) светом, ко- торый диффузно отражается от поверхности пленки. Напри- мер, в случае прозрачного красного стекла, где также происходит отражение поверхностью диффузного белого I света, смешения белого света с пропущенным красным све- том не происходит, поскольку он отражается от стекла в противоположном направлении, т.е. не попадает в глаза. 4-684 49
§ 700 L | ?л-1_ |к Рис. 5.3. пурпурного стекла и .%. * /И л Л H. У-Л 75 1 I— 4-00 500 \ 600 Длина валнЬ/, нм 4 1 1 / Кривая спектрального коэффициента пропускания красно- толщиной 1 мм. \ * T № Йй > 3 iL.^ x Г '5 пропускания крас- Кривая спектрального коэффициента но-пурпурного стекла толщиной 1 мм представлена на рис. 5.3. Коэффициент пропускания прозрачного материала опре- деляется долей или процентным содержанием падающего „света, полностью проходящего сквозь материал. Кривая спектрального пропускания аналогична кривой спектрально- го отражения для непрозрачного материала. Красно-пурпур- ное стекло позволяет пройти сквозь него красному свету (с длиной волны более 630 нм) и синему свету (с длиной волны менее 480 нм); подобно пигменту лака марены, оно погло- дает большую часть излучения с промежуточными длинами волн. На рис. 5.4 представлена кривая I относительного спек- трального распределения энергии света, выходящего из красно-пурпурного стекла толщиной 1 мм при освещении его -лампой накаливания (типичным излучением А МКО). Вследствие того что в свете лампы относительное ^^личе- ство синего света (энергия излучения коротких длин" волн) мало (рис. 4.1), пропускается лишь малое количество синего света, ,50 * .5 на что и указывает небольшой горб на левом '"i $ i г* л */ x.., .4* '' I < г* •'</. ' </ краю t.
5.4. Кривые относительного спектрального распределения Рис. энергии света после прохождения сквозь красно-пурпурное стекло толщиной 1 мм (Z) и 2 мм (Л) при освещении лампой накаливания, представляющей излучение А МКО. кривой 1. Цвет этого света-розовый (координаты цветно- сти: 0,440,. 0,279) (рис. 7.1). [Когда сквозь стекло проходит дневной свет (излучение С МКО), цвет является пурпурным (координаты цветности: 0,261, 0,144).] Кривая II показывает относительное спектральное'рас- пределение энергии света, который пропускается в случае двух слоев стекла по 1 мм или одного слоя толщиной 2 мм. ^Существенно то, что с увеличением числа слоев кривые опу- скаются все нцже и ниже (рис. 5.4), т. е. яркость пропущенно- го света падает. Существенно также, что «долины» опу- скаются быстрее, чем «пригорки» (или горбы); вследствие этого воспринимаемая чистота возрастает и цветовой тон может измениться. Сейчас мы можем задать вопрос: что произойдет в слу- чае прозрачной цветной пленки краски, находящейся на бе- лой бумаге? Рассмотрим случай пленки краски, имеющей характеристики, представленные на рис. 5.3. Бели на пленку ^краски падает свет лампы накаливания, то кривая I на рис. 5.4 будет представлять собой спектральный состав розового 'света, который после прохождения через пленку достигнет поверхности бумаги. Если предположить, что белая бумага отражает весь падающий на нее свет и что отражение рас- сеянное, то свет должен внойь пройти сквозь пленку краски, но уже в противоположном направлении и выйти в качестве 51 л А 1 .’,й * 4» КЕ *ЯТ* ' КГ/# ' " Г' it
красно-пурпурного света (координаты цветности: 0,383, 0,168), имеющего при достижении поверхности пленки спек- тральный состав, представленный кривой II (рис. 5.4). Ра- зумеется, если красно-пурпурный свет, исходящий из поверх- ности пленки, будет разбавлен отраженным от поверхности рассеянным светом (около 4% падающего света), то вместо кривой II представлять полностью отраженный свет должна другая кривая, учитывающая вклад света, отраженного поверхностью. 5.4. ФЛУОРЕСЦИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ 4 г Краски, тушь и пластмассы, содержащие флуоресцирую- щие красители, используются в основном для рекламы и де- корирования. Начиная с 50-х гг., художник Рихард Боумен [5.9] стал использовать в своих работах флуоресцирующие лаки; затем применение флуоресцирующих красок в искус- стве получило широкое распространение. Многие из цветов, воспроизведенных флуоресцирующими красителями, рас- сматриваемыми при солнечном свете, нельзя воспроизвести нефлуоресцирующими красителями и пигментами при тех же условиях освещения и наблюдения (разд. 7.6). * Каким же образом происходят явления, проявляющиеся в различиях между флуоресцирующими и нефлуоресцирую- щими материалами при освещении их дневным светом или светом лампы? Для наших целей здесь полезно напомнить, что после проникновения света в непрозрачный или про- зрачный нефлуоресцирующий материал часть приходящего света селективно поглощается, а оставшаяся часть рассеи- вается обратно или пропускается. Поглощенный свет пре- образуется в тепло, которое исчезает незамеченным. Сле- дует добавить, что ультрафиолетовое излучение, прошедшее в нефлуоресцирующий материал, вызывает такие же измене- ния: часть селективно поглощается и полностью преобра- зуется в тепло, а оставшаяся часть рассеивается обратно или пропускается в виде ультрафиолетового излучения. 1 Когда видимая лучистая энергия (свет) и ультрафиолето- вое излучение проникают в флуоресцирующий материал, не- которая часть снова рассеивается обратно или пропускается, а оставшаяся поглощается. В случае флуоресцирующих ма- териалов различие состоит в том, что только часть погло- 52
щенного света и ультрафиолетового излучения преобра- зуются в тепло. Оставшаяся поглощенная часть преобра- зуется и переизлучается в виде лучистой энергии с большими длинами волн [5.10]. Когда эта преобразованная энергия переизлучается в форме видимого излучения (свет), оно до- бавляется к свету, рассеянному и пропущенному материа- лом обычным способом. В результате этого покидающий поверхность свет в пределах некоторых диапазонов длин волн возрастает до такого уровня по сравнению с окруже- нием, что часто наблюдается явление, которое известно как восприятие флуоресценции. Следует подчеркнуть, что в не- которых материалах может возникнуть флуоресценция, не вызывая визуального восприятия [3.4]. Можно найти примеры флуоресцирующих материалов, в которых в видимую лучистую энергию больших длин волн преобразуется только ультрафиолетовое излучение, рднако, возможно, больший практический интерес предста- вляют те материалы, в которых как ультрафиолетовое излу- чение, так и коротковолновая видимая лучистая энергия преобразуются и производят так называемую флуоресцен- цию под действием дневного света [5.11]. Пример того, что может произойти, представлен кривы- ми на рис. 5.5 для прозрачной флуоресцирующей красной пленки на бумаге, освещаемой солнечным светом [5.12]. Кривая I представляет собой отражение, усиленное вкладом флуоресценции. При длинах волн меньше 550 нм погло- щается большая часть света. В пределах диапазона 580-680 нм кривая достигает 165%, что значительно выше штрихо- вой горизонтальной линии, представляющей кривую спек- трального отражения идеальной белой поверхности. Ясно, что в пределах заметного интервала длин волн испускается больше света, чем принимается. Объяснение заключается в том, что часть большого количества лучистой энергии (ультрафиолетового излучения и света), поглощенного на длинах волн менее 580 нм, преобразуется и переизлучается в виде света более длинных волн-в диапазоне 580-700 нм. Кривая II интересна тем, что она построена на основе результатов, полученных после фильтрации солнечного све- та с исключением всего ультрафиолетового излучения (с длинами волн менее 380 нм), прежде чем он попадает на красную пленку. Площадь между кривыми I и II представ- ляет собой вклад (составляющий лишь около 10%) ультра- фиолетового излучения солнца. Кривая III характеризует 53
непоглощенную часть падающего на пленку света, представ- ляющую собой солнечное излучение, от которого для пре- дотвращения флуоресценции отфильтрованы как'ультрафио- летовая составляющая, так и свет с длинами волн менее 580 нм. В диапазоне длин волн 580-700 нм кривая III явля- ется обычной кривой спектрального отражения для красной пленки, рассматриваемой подобно нефлуоресцирующему материалу. Площадь между кривыми II и III велика. Это указывает на значительный вклад в видимое излучение длин волн более 580 нм, вызванных преобразованием лучистой энергии, поглощенной в видимо^ диапазоне 380-580 нм. Зная это, мы не должны удивляться тому, что красная плен- ка воспринимается красной при освещении синим светом [5.12]. Кривые спектральных отражения и пропускания нефлуо- ресцирующих материалов не зависят от источников света, используемых для освещения. Они одинаково хорошо при- менимы для света различного спектрального состава. Кривые для флуоресцирующих материалов зависят от спек- трального состава освещения. Отсюда следует, что кривая I учитывает спектральный состав солнечного света. На рис. 5.6 кривую I (из рис. 5.5) можно сравнить с кривой IV для случая освещения лампой накаливания с вольфрамовой нитью [5.13, с. 36]. Более низкий пик объясняется тем фак- том, что в лучах света лампы накаливания (типичное излуче- ние А М]КО, рис. 4.4) при длинах ролц менее 580 ну. содер- жится меньше света, чем в солнечных лучах* (типичное излучение В МКО, рис. 4.4). Оптические отбеливатели (или флуоресцирующие добав- ки, усиливающие яркость) используются для обработки бу- маги и тканей. Такие добавки поглощают ультрафиолетовое излучение и переизлучают часть его в форме видимого излу- чения коротких длин волн (фиолетового синего). В результа- те этого в ткани, например, «нейтрализуется» желтизна (си- нее излучение добавляется К желтому излучению дополни- тельного цвета, что в результате аддитивного смешения вызывает появление белого цвета, разд. 5.6) и за счет увели- чения количества покидающего поверхность света возра- стает белизна [5.12]. Некоторые флуоресцирующие пигменты при солнечном свете воспринимаются белыми или белесыми, однако при наблюдении в темноте в присутствии «черного света» (уль- трафиолетового излучения, разд. 4.1) они излучают свет вы- соконасыщенных цветов, Таким способом в некоторых му- 54
Рис. 5.5. Алуоресцирующая красная пленка на белой бумаге. Кривые спектрального коэффициента отражения при освещении солнечным светом (/), сол- нечным светом с отфильтрованной ультрафиолетовой составляющей (II) и солнечным све- том с отфильтрованном излучением ниже 580 нм (ZZZ). Из [5.12, рис. 7] (авторское право Института физики). > Рис, 5.6. Флоуресцирующая красная пленка на белой бумаге. Кривые спектрального коэффициента отражения при освещении солнечным светом (1) (из рис. 5.5) и светом лампы накаливания (IV) (рассчитано на основе [5.13, рис. 9]).
зеях часто экспонируют минералы, содержащие флуоресци- рующие элементы. Чаще всего их глубокие цвета нельзя различить при дневном свете в связи с тем, что их яркость слишком мала по сравнению с яркостью падающего света. 5.5. МЕТАМЕРИЗМ И УРАВНИВАНИЕ ЦВЕТОВ Уравнивание цветов включает в себя явление, составляю- щее основу для понимания цели и метода определения цвета в системе МКО. Здесь необходимо рассмотреть его по край- ней мере в сжатой форме. Чтобы познакомиться с этим по- нятием, рассмотрим следующий пример. С равномерно окрашенной и равномерно освещенной стены соскоблен не- большой участок краски зеленого цвета. Теперь необходимо закрасить соскобленный участок. Маляры и художники мо- гут достичь замечательного равенства цветов, даже если пигменты в краске, которую они используют, отличаются от пигментов, присутствующих в окружающей старой краске. Но насколько хорошим может быть равенство? Не разли- чаются ли кривые спектрального отражения для пленок ста- рой и новой красок? Если да, то кривые спектрального от- ражения для двух пленок могут весьма существенно разли- чаться. Ответ на первый вопрос связан с тем фактом, что глаз не может идентифицировать спектральный состав света (распределение спектральной энергии) [2.4, с. 25]. (В извест- ном смысле ухо обладает большей способностью к анализу, чем глаз, так как оно может в аккорде обнаружить музы- кальные тона.) В действительности одна цветовая реакция, например на данный зеленый, может быть вызвана любым из ряда стимулов, имеющих различные спектральные со- ставы (кривые относительного распределения энергии). Этот ряд стимулов называете^ метамерным рядом. Стимулы в таком ряду» называются метамерами, и свойство равенства таких стимулов называют метамеризмом. В случае уравни- вания краски сравниваются стимулы (свет, приходящий в наши глаза от двух пленок краски). (Одинаковые стимулы являются метамерами.) В действительности глазом уравни- ваются не краски, содержащие различные пигменты, а толь- ко стимулы. Кроме того, мы должны напомнить, что спектральный
состав света, попадающего в глаз, зависит не только от кривых спектрального состава света, падающего на эти пленки (разд. 5.2, рис. 5.2). Если изменяется спектральный состав излучения, падающего на «одинаковые» пленки кра- ски (например, от света ламцы накаливания к свету люми- несцентной лампы), то почти наверняка стимулы, исходящие от двух пленок, не будут оставаться метамерами и воспри- нимаемые цвета будут различаться; «равенство» более не будет хорошим. Число стимулов в метамерном ряду может меняться в широких пределах. В случае белого света число метамеров в ряду очень велико (разд. 7.4). Это означает, что на очень большое число излучений различных спектральных составов мы реагируем как на белый свет. При приближении к спек- тральным цветам число метамеров в ряду много меньше. Для каждого из спектральных цветов имеется только один стимул (монохроматический свет); его спектральный состав характеризуется одной Длиной волны, например 590 нм для определенного оранжевого света. Д. Б. Джадд рассчитал, что имеется более 10 млн. метамерных рядов, т.е. более 10 млн. цветов, которые можно различить обычным невооруженным глазом в соответствующих условиях наблюдения [2.4, с. 29]. Можно создать источники света, испускающие мета- мерные лучи (метамерное излучение [2.4, с. 217]). С ними ^иогут быть проведены поразительные опыты. Например, можно воспроизвести такой метамерный дневному свету световой поток, что при освещении им белый при дневном свете лист бумаги остается белым, а желтый при том же свете лимон становится красным (разд. 7.4). * 5.6. АДДИТИВНОЕ СМЕШЕНИЕ ЦВЕТОВ Как неточен термин «равенство красок», (поскольку в действительности сравниваются цветовые стимулы, а не краски), так неточен и термин «смешение цветов» (поскольку смешиваются не цвета, а световые стимулы). При замене термина «смешение цветов» более строгим научным терми- ном «синтез цветового стимула» [2.1, с. 115] вкладывается точно такой же смысл, как при замене общепринятого тор- • - < - 11
гового термина «мороженое» более близким к истине «за- мороженный молочный продукт». Однако я уверен, что го- раздо важнее как осознавать этот факт, так и поддерживать установленную систему общения путем использования об- щепринятых терминов. Имея это в виду, приступим к обсуждению аддитивного смешения цветов, субтрактив- ного смешения цветов и смешения цветов усреднением: Аддитивное смешение цветов происходит тогда, когда свет двух или брдер источников соединяется (смешивается) прежде, чем он достигнет глаза. Удобный способ демон- страции этого эффекта состоит в проектировании двух лучей цветного света ца белую стену таким образом, чтобы два световых пятна налагались друг на друга и комбиниро- ванный свет двух потоков отражался от стены. Так как два луча складываются, энергии комбинированного луча равна сумме энергий двух исходных лучей. Эффект наблюдается по происходящему увеличению воспринимаемой яркости, когда одно световое пятно налагается на другое [2.4, р. 74]. Если воспринимаемые цветовые тона двух исходных лучей различаются, полученный объединенный луч будет иметь, вообще говоря, промежуточный воспринимаемый цветовой тон. Таким образом, если объединяются лучи красного и зе- леного цветов, цветовой тон перекрывающихся пятен может быть желто-зеленым, желтым или оранжевым в зависимо- сти от относительных интенсивностей исходных лучей. Од- нако если цветовые тона существенно различаются (на- ходятся на противоположных сторонах цветового круга, обсуждаемого в разд. 5.10), например красный и сине-зе- леный, то при соответствующих относительных интенсивно- стях световых потоков можно получить белый свет. В этом случае два исходных цвета называются дополнительными цветами. В общем случае воспринимаемая чистота цвета объединенного светового луча ниже чистоты по крайней ме- ре одного из исходных лучей. Конечно, при объединении до- полнительных цветов воспринимаемая чистота полученного „ цвета уменьшается до нуля (белый свет). 5.7. СУБТРАКТИВНОЕ СМЕШЕНИЕ ЦВЕТОВ Как описано выше, аддитивное смешение цветов можно наглядно представить объединением двух или более све- товых потоков различных цветов, воспроизводящих луч 58
большей интенсивности и иного цвета. С другой стороны, субтрактивное смешение цветов можно представить одним лучом, из которого отделяется (вычитается) энергия в раз- ных количествах при различных длинах волн посредством двух или более последовательных поглощений. Субтрактивный процесс можно наглядно представить, пропуская луч солнечного света последовательно через два куска цветного стекла (светофильтра): один-желтого, дру- гой-зеленого цвета. Когда солнечный луч падает на желтое стекло, пропущенный желтый свет имеет спектральный со- став, который показывает, что преобладающая часть корот- коволнового света (от синего до зеленого) поглощается сте- клом, а пропускается много желто-зеленого и большая часть желтого, оранжевого и красного света. С другой сто- роны, зеленый свет, полученный после прохождения солнеч- ного луча через зеленое стекло, имеет спектральный состав, который указывает, что пропускается относительно большое количество сине-зеленого, зеленого и желто-оранжевого све- та, а поглощается большая часть синего, желтого, оранжево- го и красного света. Из этого становится ясно, что при про- хождении светового луча сначала через одно стекло и затем через другое остается лишь желто-зеленый свет, потому что весь остальной свет поглощается (вычитается). Таким обра- зам, субтрактивное смешение цветов происходит тогда, ког- да «смешиваются» (помещаются друг за другом) фильтры, через которые последовательно проходит свет. Тот же самый процесс (хотя не только он) происходит при смешении, например, желтой и зеленой масляных кра- сок. Луч дневного света, проникающий в глубь пленки кра- ски, проходит сквозь смесь частиц желтого и зеленого пиг- ментов, выходя в конце концов в виде желто-зеленого света. Субтрактивное смешение цветов можно так^ке продемон- стрировать прохождением луча света через раствор двух красителей. И в этом случае каждый колорант (желтый или зеленый) селективно поглощает свет, и выходящий луч включает те длины волн, которые в основном избежали обоих процессов поглощения (желтого и зеленого). Посколь- ку в процессе поглощения энергия луча света убывает, яр- кость выходящего луча в субтрактивной цветовой смеси также всегда уменьшается. 59
5.8. СМЕШЕНИЕ ЦВЕТОВ УСРЕДНЕНИЕМ Аддитивным смешением цветов называется процесс объ- единения световых потоков различных цветов до того, как они достигнут глаза. Фактически лучи можно объеди- нить в процессе видения, когда световые потоки различного цвета возбуждают одну и ту же часть сетчатки без наложе- ния друг на друга [2.1, с. 115]. Это может произойти в том случае, когда имеется множество крошечных лучей раз- личных цветов, по размеру меньших, чем «узор» или «мо- заика» рецепторных и взаимосвязанных нервных клеток, принимающих эти лучи. В таком случае разрешения раз- личных цветов не происходит, а имеет место разновидность смешения площадей сетчатки, которая иногда называется пространственным усреднением [2.1, с. 115]. Объединение может также произойти в процессе видения, когда быстрая последовательность вспышек света чередующихся цветов попадает на одну площадь сетчатки. Если изменение на- столько быстрое, что зрительный процесс отстает от него, то в результате этого происходит временное смешение или усреднение [2.1, с. 115; 2.3, с. 66]. В обоих случаях возникает «смешанная» реакция: воспринимается смешанный цвет. Эти две разновидности объединения (пространственное и временное смешение) называются смешением цветов ус- реднением. Таким образом, при рассматривании с достаточ- но большого расстояния на белой бумаге отпечатанный черными буквами абзац выглядит серым; серый цвет является результатом смешения цвета (белого и черного) ус- реднением (пространственным смешением). То же самое происходит, когда расположенные рядом точки трех раз- личных цветов наблюдаются на телевизионном экране или в полутоновой печати на бумаге. С тем же самым явлением мы встречаемся при рассматривании с достаточного рас- стояния пуантиллистической картины так, что мазки красок различных цветов отдельно не воспринимаются. Когда картина рассматривается с меньшего расстояния и от- дельные цветные мазки начинают различаться, происходят другие явления [2.4, с. 214; 2.6]. Другим примером быстро изменяющегося стимула, приводящего к смешению цветов усреднением^ (временному смешению), является быстро вра- щающийся диск, поверхность которого разделена на сек- торы различного цвета. Диск, поверхность которого состоит из серого и белого секторов, воспринимается серым. 60
Различие между «аддитивным смешением цветов» и «смешением цветов усреднением» определяется самими терминами. При аддитивном смешении цветов энергия двух объединенных лучей является результатом сложения энер- гии двух первоначальных потоков, и воспринимаемая яр- кость увеличивается. При смешении цветов усреднением эф- фективные энергии стимулов определяются усредненной площадью и усредненным временем в зрительном процессе, и получается средняя яркость. 5.9. ПЕРВИЧНЫЕ ЦВЕТА Для многих термин основные цвета или первичные цвета означает ярко-красную, ярко-желтую и ярко-зеленую краски. С такими красками при добавлении белой и черной можно получить смеси с широким диапазоном цветовых тонов, светлоты и насыщенности. Однако, если мы хотим рассмо- треть смешение и уравнивание цветов в широком смысле, необходимо дать дальнейшее разъяснение понятия пер- вичных цветов в качестве стимулов. Характеристикой набора трех первичных цветов является то, что один цвет нельзя получить комбинацией любых двух других [2.1, с. 119]. Для того чтобы извлечь из нее опреде- ленную пользу, обычно вводится ограничение, что три пер- вичных цвета должны быть отобраны 'так, чтобы полу- ченный в результате их смешения цветовой охват включал все цветовые тона и был таким широким, какой можно до- стичь на практике. Очень широкий цветовой охват, который включает все цветовые тона, можно получить смесями (аддитивным сме- шением цветов) различных пропорций монохроматического света трех длин волн: 700 нм (красный), 535 нм (желтовато- зеленый) и 400 нм (синевато-пурпурный или фиолетовый) [2.2, с. 238]. Цветовой охват включает все пурпурные И большинство красных, оранжевых и желтых цветов, ис- ключая высоконасыщенные зеленые и синие цвета (разд. 7.3). Три таких стимула называются аддитивными первичными. Обычно в менее строгом смысле говорят, что аддитивными первичными являются те стимулы, которые вызывают во- сприятие красного, зеленого и синего цветов. В тех случаях, когда используется субтрактивное смеше- ние цветов, особую важность имеют субтрактивные пер- 61
вичные. Цвета, воспроизведенные каждым из трех субтрак- тивных первичных, являются дополнительными к красному, зеленому и синему; к ним относятся: циан (сине-зеленый или бирюзовый), фуксин1' (пурпурновато-красный) и желтый со- ответственно. Голубой, пурпурны^ и желтый пигменты и красители используются в цветной фотографии, а также в четырехцветной печати (включающей черный цвет для улучшения черноты и ясности). В этих случаях имеется пре- имущество благодаря использованию только трех или четы- рех красителей или типографских красок. Однако следует признаться, что художники и дизайнеры, которые исполь- зуют тюбики или банки красок самых разнообразных цве- тов, могут не согласиться с тем, что предмет субтрактивных первичных непосредственно относится к их работе. С другой стороны, как будет показано в последующих главах, в искус- стве и дизайне, связанных с цветом, пригодны в основном аддитивные первичные цвета. 5.10. ЦВЕТОВЫЕ КРУГИ > Цветрды? круги, знакомые художникам, в основном представляют собо'й печатные цветные образцы, располо- женные в соответствии с их цветовым тоном по порядку следования цветов в радуге. Цветовой круг замыкается при введении в него неспектральных цветов (пурпурных и пур- пурновато-красных), располагаемых между красным и фио- летовом* Цвета молено отобрать таким образом, чтобы образовался цветовой круг, в котором пары дополни- тельных цветов располагаются непосредственно друг против друга [2.1, с. 116]. Можно сформировать круг из шести членов, который бу- дет включать образцы, представляющие три аддитивных первичных цвфта и их дополнительные цвета (субтрактивные, первичные цвета). При увеличении числа цветов до 12, 24, 48 или 192 можно ввести промежуточные пары дополни- тельных цветов. В цветовом круге, содержащем 192 цвета, различие между цветовыми тонами соседних цветов едва ощутимо (разд. 3.2). Ч В полиграфии эти субтрактивные первичные обычно назы- вают голубым и пурпурным - Прим, рер. 62
Г’ Желтый Рис. 5.7. Цветовой круг Гёте. ИР ’ Г \ ' цве- VI i г и. *“ J* '? . ч 2 ЛУ Г 7 < . л, 1 r4f.-^ . z- ^ХГУЛ-Д> h Aj . ( < (ЪлибСНГ оании Красные/ Шестичленный цветовой круг правильно называют товым кругом Гёте, которому приписывается его описание [5.3, с. 664] (разд. 1.1). Пример такого круга представлен на рцс. 5.7 и цветном рис. I. Противолежащие цвета на цветном рис. I выбирались таким образом, чтобы они были дополни- тельными (разд. 7,.2). Герритцен [5.15], возражающий против устаревшей практики обучения, согласно которой первичны- ми цветами являются синий, красный и желтый, предложил цветовой круг данного типа в качестве вспомогательного средства обучения.
6 * ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТА (МКО) 6.1. СВЕТ И ЦВЕТ: ДРУГИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Предмет «измерение цвета» - колориметрия относится к области, называемой психофизикой, которая граничит с психологией, физикой, физиологией и химией [4.10, с. 40]. С начала 30-х гг. колориметрия была поставлена на точную количественную основу, общепринятую в международной практике. Однако новая практическая система требует ^изме- нения формулировок основных терминов. Как установлено в разд. 4.1, в физике свет определяется как видимая лучистая энергия. В психофизике делается раз- личие между светом и видимой лучистой энергией. Здесь значение термина «видимая лучистая энергия» сохраняется в физическом смысле: стимул зрения [4.10, с. 40], т.е. лучи- стая энергия в диапазоне 380-780 нм. Иногда видимая лучи- стая энергия называется «световым стимулом» [2.3, с. 377]. С другой стороны, свет в психофизике определяется с учетом ощущений наблюдателя: свет-это «аспект лучи- стой энергии, который наблюдатель осознает посредством своих глаз и связанной с ними нервной системой» [4.10, с. 40]. Различие станет понятным, если мы рассмотрим, на- сколько неодинаково мы воспринимаем видимое излучение при длине волны 381 нм (едва видимое) и 555 нм (максимум видимости), принимаемое глазом в равных количествах. Та- ким образом, в психофизике «видимая лучистая энергия» от- носится ко всему излучению видимого диапазона, и термин «свет» означает, что в процессе видения излучение связано с эффективностью. От света, рассматриваемого в психофизическом смысле, мы можем перейти к психофизическому определению термина «цвет». В психофизике ссылаются на психологиче- 64
ский аспект (воспринимаемый цвет), используя термин «ощущение цвета». Однако слово «цвет» в психофизике обо- значает характеристику стимула, т. е. видимой лучистой энергии, которая вызывает ощущение цвета [2.3, с. 376]. (Это ближе к общепринятому понятию, что свет цветной.) В нем учтены оба аспекта: лучистая энергия, достигающая глаза, и стандартный наблюдатель, имеющий типичное нор- мальное цветовое зрение, что, следовательно, делает ти- пичным использование излучения, которое порождает во- сприятие. Комитет по колориметрии Американского оптиче- ского общества, принимая после многих изучений психофи- зическое понятие, заключил, что «такой подход необходимо детально подтвердить чисто философскими обоснованиями, однако, если приемлемо менее формальное обоснование, вполне достаточно чисто практических соображений» [4.10, с. 40]. Цвет может быть измерен путем нахождения равенства с одним из серии стандартных образцов (например, отти- сков типографских красок на бумаге, окрашенных кусочков ткани и образцов красок) при стандартных условиям наблю- дения. Для большей точности следует использовать при- боры, называется колориметрами. В одном из типов коло- риметров в поле зрения помещается образец цвета и цвет сравнения. Последний изменяется с помощью трех видов настройки вплоть до достижения равенства цветов. Затем цвет выражается тремя числами, которыми в случае неко- торых колориметров являются координаты цвета МКО, принятые в международной практике (разд. 6.2), или приво- димые к ним координаты. Фотоэлектрические колориметры работают автоматически: в них человеческий глаз заменен фотоэлектрическим элементом. Колориметр обеспечивает непосредственное измерение цвета. Однако имеется и косвенный метод, который более точен и довольно широко используется. Метод включает ис- пользование спектрофотометра для получения кривой спек- трального отражения непрозрачного образца (разд. 5.2) или кривой спектрального пропускания прозрачного образца (разд. 5.3). Используя любую кривую, установленным мето- дом можно рассчитать координаты цвета МКО образца при выбранном виде освещения (например, излучения С или D65 МКО). В данном случае исключается ошибка наблюдателя, возможная при проведении непосредственных цветовых из- мерений. Этот косвенный метод представляет особый инте- рес, так как установленная для него схема обеспечивает до- 5-684 , ( 65
ступ к пониманию смысла координат цвета МКО, которые являются основополагающими при точном определении цвета. 6.2. ЦВЕТОВОЙ ГРАФИК ВВЕДЕНИЕ В этогу! и последующем разделах положения, лежащие в основе координат цвета МКО, обсуждаются в общих чер- тах. Строение системы основано на строго установленных принципах аддитивного смешения цветов, известных под на- званием законов Грассманна. (Обсуждение этих законов можно найти в обычных книгах по колориметрии, например [2.1, 3; 3.7; 6.1].) Для начала полезно рассмотреть пример с тремя лучами коротких, средних и длинных волн, используемых в качестве трех аддитивных первичных цветов (синего, зеленого и крас- ного). Различные цвета воспроизводятся наложением све- товых пятен трех лучей (аддитивное смещение цветов) ла бе- лой стене путем изменения количества (интенсивности) света в каждом луче. Если цвет, воспроизведенный четвертым лу- чом, находится в пределах цветового охвата, который мо- жет быть создан смесями трех лучей, то его можно опреде- лить количеством каждого из трех лучей, требуемых для установления цветового равенства с ним. Ряд трех аддитивных первичных цветов и полный цвето- вой охват, достигаемый смешением двух и трех из них, мож- но отразить в виде графика смешения; он представляет со- бой равносторонний треугольник, так называемый треуголь- ник Максвелла, названный в честь шотландского физика Джеймса Клерка Максвелла (1831“! 879), который использо- вал его в своей основополагающей работе по цвету. Три первичных цвета обозначаются точками в углах треугольни- ка. Цветовой охват веек возможных смесей отдельных пер- вичных цветов представлен точками на трех сторонах треу- гольника и внутри него (рис. 6.1). Представление психофизического цвета с помощью треу- гольника является частичным. Представленная часть назы- вается цветностью; действительно, в настоящее время об- щепринято ссылаться на треугольник как ла график цветностей (или цветовой график). Цветность является каче- ственным аспектом психофизического цвета; это составное
Я ААААДАЛАл/у Синий // Хррсньш Рис. 6.1. График цветностей, или треугольник Максвелла (равно- сторонний треугольник). U I ,* / представление приблизительных эквивалентов цветового то- на и воспринимаемой чистоты цвета. Часть психофизическо- го света (количественный аспект), не включенная в график, представляет собой эффективное количество света, т. е. коли- чество психофизического света, определенного в предыду- щем разделе. Это количество ощущается в зрительном про- цессе. Так как эффективность глаза, реагирующего на данное количество излучения, изменяется от нуля в пределах видимости (380 и 780 нм) до максимума на 555 нм (разд. 4.7), за психофизическое количество принимается физическое количество, оцененное с учетом эффективности глаза. Условие, налагаемое на выбор цветов, предназначенных служить в качестве первичных, таково, чтобы при смешении лучей д психофизически равных количествах на белом экра- не или стене воспроизводился белый цвет. Цветность рав- ноэнергетического белого представляется точкой Е в центре цветового графика (разд. 6.3). Хотя равносторонний треугольный цветовой график ис- пользуется редко, его полезно обсудить предварительно, прежде чем рассматривать график, используемый в настоя- щее время. Его можно представить на треугольной коорд- инатной сетке, разделенной тремя налагающимися друг на друга сериями параллельных линий. Эти три серии дред- ставлены порознь на рис. 6.2-6.4. Полезно использовать заимствованные из системы МКО
Рис. 6.3. Линии х (см. рис. 6.1). постоянного Рис. 6.2. Линии постоянного у (см. рис. 6.1). Рис. 6.4. Линии постоянного z (см. рис. 6.1). *•0,3 Рис. 6.5. Положение точки S. символы X, У и Z; они представляют собой координаты цвета МКО, которые определены для конкретного ряда пер- вичных цветов, обсуждаемых в разд. 6.3. Однако здесь они используются для представления количеств трех рассматри- ваемых первичных цветов (X- количество красного, У-коли- чество зеленого и Z-количество синего), необходимых для того, чтобы цвет смеси сравнялся с цветом в пределах охва- та. Относительные доли, или относительные количества (за- данные величинами х красного, у зеленого и z синего цве- тов), ясно представляют количественный аспект психофизи- ческого цвета, и, как мы увидим, они определяют место цветности точкой на цветовом графике. Если координаты цвета составляют X = 60, У = 80, Z = = 60, то относительное количество, например, первичного 68
J \ красного x равно количеству красного 60, деленному на об- щее количество 200, т.е. 60/200 «= 0,3. Аналогичные расчеты дают для величины у значение 0,4 и для величины z- число 0,3. Теперь цветность цвета можно представить на графике. На рис. 6.2 представлена серия параллельных линий вдоль тех неизменных значений у от у — 0 в основании треугольника (0% первичного зеленого в смеси) до у = 1,0 в вершине (100% первичного зеленого). Так как у = 0,4, ис- комая точка должна быть расположена где-то на штриховой линии со значением у = 0,4. На рис. 6.3 дана подобная ин- формация для первичного красного. Так как х = 0,3, точка должна быть расположена на линии со значением х = 0,3. Точка может лежать одновременно на обоих прямых только при их пересечении (рис. 6.5). Используя рис. 6.5, искомую точку S можно перенести на цветовой график (рис. 6.1). Яс- но, что информация о том, что z — 0,3, и положение точки на линии со значением z = 0,3 на рис. 6.4 не являются необ- ходимыми. Нужны только два дробных числа (например, х и у) для определения местоположения точки цветности. Ког- да заданы значения для х и у, значение г можно получить путем вычитания из 1,0 суммы величин х и у. Цветность трлько что рассмотренного цвета записывает- ся как (х = 0,3, у = 0,4) или в более общем виде (0,3; 0,4). В случае белого (равноэнергетического белого), для которо- го требуются равные количества первичных цветов, относи- тельные количества х, у и z, очевидно, равны ]/з» или 0,333, и цветность определяется как (0,333; 0,333). Положение точ- ки Е в центре можно проверить построением точки с ис- пользованием описанного метода. Точка Q, которая отложена на одной стороне графика, характеризует цветность смеси двух первичных цветов (крас- ного и зеленого). Для смеси равных количеств первичных красного и зеленого (X = У, a Z = 0, нет первичного синего) относительные количества х = у = 1/2, или 0,5, и цветность записывается как (0,5; 0,5). Эта цветность представлена на графике точкой J и соответствует желтому. Аналогично равные количества первичных красного и синего дают в ре- зультате луч пурпурного цвета (0,5; 0,0) (точка М), а равные количества первичных синего и зеленого приводят к появле- нию голубого цвета (0,0; 0,5) (точка С). Последовательность цветов в треугольнике та же, что и в цветовом круге Гёте (рис, 6.6). 69
Рис. 6.6. Совмещение треугольника Максвелла с цветовым кругом Гёте (из рис. 5.7). , t . * ч * j 1 ч * 'Л •- . ‘ ‘ } * f ! к V С * fit P . - ’ v b Дополнительные цвета можно определить проведением поперек графика через трчку Е прямых линий, например штриховой линии, связывающей красный и голубой цвета (рис. 6.1). Проводя линию из точки Q (желто-зеленый) через точку Е до противоположной стороны, можно показать, что дополнительным цветом является пурпурный. О дополни- тельных цветах подробнее будет сказано в разд. 7.2. Цвета, воспроизводимое смешением световых потоков, имеют максимально достижимую при использовании пер- вичных цветов воспринимаемую чистоту, когда цветности смесей локализованы на сторонах графика. В центре графи- ка (в точке Е) воспринимаемая чистота минимальна и равна нулю. Изменение воспринимаемой чистоты можно отметить при объединении красного и голубого лучей. Штриховая линия на рис. 6.1 начинается в вершине треугольника (красный), когда красный луч имеет полную интенсивность, а голубой отключен. Затем постепенно интенсивность крас- ного луча уменьшается, а голубого усиливается. Восприни- маемая чистота красного постепенно уменьшается и прохо- дит точку Р (розовый). Затем воспринимаемая чистота достигает нулевого значения в точке Е (белый), цветовой тон меняется на голубой и насыщенность цветов возрастает, достигая максимума в точке С. Штриховая линия, связываю^ щая красный и голубой, является линией смешения; она представляет собой охват возможных цветностей при Ctye- 70
гРис. 6.7. Диаграмма цветностей, или прямоугольный треугольник Максвелла. I ' л шении двух лучей. Другая линия смешения показана между точками И и F. Равносторонний цветовой график с треугольной сеткой полезен для ознакомления с предметом, но довольно неудо- бен для практического использования. Более удобным является равнобедренный прямоугольный треугольник с обычной квадратной сеткой (рис. 6.7). Такой треугольник легче использовать, поскольку на нем не нужно откладывать величину z. Все точки, которые появляются на рис. 6.1, пока- заны также и на рис. 6.7. Перенесены также две линии сме- шения, Как будет показано ниже (разд. 7.3), линии аддитив- ного смешения цветов являются прямыми. ' -Г ' ё-i D.V •’ /Ч J ’ V » L У**'' * 6.3. ЦВЕТОВОЙ ГРАФИК МКО , В предыдущем разделе было установлено, что если цвет светового потока находится внутри цветового охвата, вос- производимого тремя лучцми первичных цветов, то цвет
2,0 Рис. 6.8. Нереальные аддитивные первичные цвета МКОЛ Функции сложения цветов МКО (1931)жрасный (/), зеленый (//) и синий (Ц1). •* к можно определить количествами каждого из лучей, тре- буемых для его уравнивания. Однако, что можно предпри- нять, если цвет луча находится вне границ охвата? Точно установлено, что нет трех таких первичных цветов, смеше- нием которых можно было бы воспроизвести все цвета. Эту проблему можно решить добавлением одного из первичных лучей к тому лучу, цвет которого измеряется с целью вклю- чения его рнутрь цветового охвата. В этом случае количе- ство добавляемого первичного цвета определяется отрица- тельным числом. В 1928-1930 гг. в результате лабораторных исследований независимо друг от друга В.Д. Райт и Дж. Гильд получили данные, касающиеся положительных и отрицательных коли- честв трех монохроматических первичных (435,8; 546,1 и 700 нм), необходимых для уравнивания цветов спектра [2.1, с. 129; 6.1, с. 99]. Их данные вместе с ранее полученными ре- зультатами чувствительности глаза к яркости (разд. 4.7) бы- ли приняты МКО для характеристики зрительной реакции типичного нормального наблюдателя, называемого стан- дартным наблюдателем МКО. Эти данные служат основой метода определения цвета МКО, принятого во всем мире. 72
Хотя в колориметрии можно иметь дело с отрица- тельными числами, по различным практическим причинам МКО решила создать такую систему, которая не учитывала бы отрицательных количеств первичных цветов [6.1, с. 101]. Так как это невозможно с первичными цветами, необходимо было изобрести такие первичные, с которым это было бы возможно, а именно нереальные первичные цвета МКО. Эти нереальные первичные цвета имеют отношение к типичному цветовому зрению, поскольку они связаны с лабораторными данными с помощью математических преобразований. Хотя цветовой охват, воспроизводимый смешением нереальных первичных, включает нереальные цвета, последние отде- ляются и игнорируются; в охват включаются все реально су- ществующие цвета. Количества трех нереальных первичных цветов, необхо- димых для уравнивания единицы энергии каждой длины волны видимого спектра, записываются в виде колонок цифр таблицы; три набора данных называются функциями сложения цветов1* (рис. 6.8): нереального красного (Z), не- реального зеленого (II) и нереального синего (III). По кривым можн^ определить относительные количества не- реальных первичных цвете в аддитивной цветовой смеси, необходимые для достижения равенства с цветами монохро- матического света (спектральными цветами) любой длины волны в пределах диапазона 400-700 нм. Кривые были рас- считаны таким образом, чтобы смесь равных количеств трех первичных показывала цветовое равенство с равноэнергети- ческим белым (£) (рис. 4.3 и 4.4). Функции сложения цветов используются при расчете координат цвета в системе МКО, которые представляют собой относительные количества не- реальных первичных цветов, требуемых для уравнения цвета аддитивной цветовой смесью [6.2]. Важной характеристикой нереальных первичных красно- го и синего является то, что их яркость равна нулю [6.1, с. 104]. Это упрощение предусмотрено математическими рас- четами и лежит в основе системы МКО. Вся яркость при- писывается нереальному первичному зеленому цвету. Не- реальные первичные красный и синий рассчитываются так, чтобы функция сложения цвета первичного зеленого была Х) Их называют еще удельными координатами цвета х(Х). у(Х). z(X) монохроматических излучений стимулов одинаковой мощно- сти.- Прим. ред. 73
идентична кривой относительной спектральной световой эф- фективности для глаза с нормальной чувствительностью к яркости (разд. 4.7). Чтобы понять важность этой идеи, от- метим, что, хотя нереальные первичные измеряются в одних и тех же единицах (исходя из факта, что количества трех лу- чей, требуемых для воспроизведения белого их смесью, равны), мы не знаем, чтр этр за единицы. В результате этого рассчитанные координаты цвета (например, X = 1300, У = = 1000 и Z = 1100) имеют только относительный смысл. Однако в связи с уем, что величине У придается другой смысл (яркость), производится отдельное измерение, кото- рое приписывает ей не относительное, а абсолютное значе- ние, например У = 200 (единиц яркости). В таком случае для определения цвета его координаты необходимо подогнать по величине таким образом, чтобы У = 200, т. е. X .== 260, Y = 200 и Z = 220. Однако в случае световых потоков принято представлять координаты цвета, основываясь на значении У = 100 (откуда X =? 130, У = 100 и Z = 110Х и от- дельно упоминать о яркости (200). [Техническое определение яркости здесь не приводится. Достаточно рассматривать ее как интенсивность (количество) света, где свет рассматри- вается в психофизическом смысле, описанном в начале этой главы.] Приведенные выше рассуждения касаются измерений цвета излучения самосветящихся источников, например ламп. Однако, что происходит при измерении цвета непроз- рачных и прозрачных предметов? Здесь складывается почти та же ситуация. Осуществляется измерение цвета излучения, исходящего от осветленной непрозрачной поверхности или пропускаемого прозрачной поверхностью. Цвет зависит от отражательных или пропускающих характеристик предмета И рт характеристик падающего на него света. Таким обра- зом, цвет поверхности можно определить координатами цвета X, У, Z и излучением D65 МКО. Однако для непроз- рачных и прозрачных материалов величина У имеет относи- тельное значение. Для непрозрачных дгатериалрв величина У является коэффициентом яркости (или световым коэффи- циентом отражения), который представляет собой отноше- ние яркости обычной поверхности к яркости идеальной бе- лой поверхности, находящейся в тех же условиях освещения и наблюдения [6.3]. Для прозрачных материалов величина У выступает 17в качестве светового коэффициента пропуска-
Хотя цвета могут определяться с помощью координат цвета X, Y и Z МКО, это делается редко. Удобнее использо- вать либо цветность (х, у), либо доминирующую длину во- лны и чистоту (обсуждаются в следующем разделе), -чем X и Z. Величины х и у, которые являются относительными ко- личествами нереальных красного и зеленого первичных цве- тов в смеси, легко рассчитываются из координат цвета МКО, как это было Описано в разд. 6.2. В случае реальных первичных цветов (разд. 6.2) цветно- сти нереальных первичных цветов располагаются в верши- нах треугольного графика, и цветность любого реального или нереального цвета, который является результатом их смешения, представляется точкой, находящейся внутри треу- гольника или на одной из его трех сторон. Цветность бело- го цвета, воспроизведенного равной смесью первичных цве- тов, представлена точкой £, находящейся в центре, как это было показано на рис. 6.7. Цветности всех реальных цветов попадают внутрь язы- кообразной области или на ее границы (рис. 6.9). Простран- ство вне этой языкообразной области занято точками, пред- ставляющими собой цветности нереальных цветов, и поэто- му не имеют практического значения. По этой причине данное пространство и стороны треугольника не рассматри- ваются; практическую ценность представляет лишь языкоо- бразная область (рис. 6.10). Она представляет собой цвето- вой график МКО (1931), принятый во всем мире. Рассмотрим теперь общую структуру трафика, не забы- вая о первоначальном треугольнике. Верхняя часть языко- образной области является местоположением зеленых цве- тов, нижняя левая часть-синих, а нижняя правая часть— красных,. Цветности всех цветов, воспроизведенных моно- хроматическим светом, располагаются вдоль криволиней- ного края языкообразной области. Эта линия называется ли- нией спектральных цветностей. Так как монохроматическое излучение по определению является светом одной длины вол- ны, иногда вдоль линии спектральных цветностей наносится шкала значений длин волн (см. ниже). Прямая линия (назы- ваемая линией пурпурных цветностей), ограничивающая нижнюю часть языкообразной, области, связывает цветности красного (с длиной волны 70р нм) и синего (400 нм) цветов и представляет цветности их смесей, которые воспроизводят некоторые красные и весь диапазон пурпурных цветов, имеющих, по существу, 100%-ную воспринимаемую чистрту
4 г 6.9. Цветовой график МКО, прямоугольный треугольник Рис. 6.10. Обычное представ- ление цветового графика МКО (1931). Рис. или Максвелла, основанный на трех не- реальных первичных цветах (из рис. 6.8). цвета. Как упоминалось в разд. 4.3, цвета, имеющие один из пурпурных или красных тонов, находящихся на линии пур- пурных цветностей, называется неспектральными цветами; все другие хроматические цвета называются спектральными цветами. Местоположение точки цветности дает некоторую ин- формацию о воспринимаемой чистоте цвета: чем ближе точ- ка к линии спектральных или пурпурных цветностей, тем выше ее воспринимаемая чистота. Нулевая чистота находит- ся в области вокруг точки Е. Об этом подробнее будет ска- зано при обсуждении доминирующей длины волны (разд. 6.4). Цветовой график МКО (1931) основывается на эмпириче- ских данных для малого угла зрения (2°) и рассматривается достаточным для измерения цвета в диапазоне углов 1-4° [5.13, с. 25]. Угол 4°, проецируемый из глаза, охватывает круг диаметром 17 см, расположенный на расстоянии 2,5 м; угол 1° охватывает круг диаметром 4,4 см, находящийся на том же расстоянии. Для угла менее 4° изображение, дости- гаемое непосредственным рассмотрением предмета, попа- дает в область, называемую фовеальной или центральной ямкой, которая является частью сетчатки, обеспечивающей 76
Рис. 6.11. Цветовой график (х, у) МКО (1931) (/) и цветовой график (х10, Ухо) МКО (1964) (II) [2.3, рис. 2.17]. (Перепечатано с разреше- ния Wiley and Sons. Inc.) наиболее отчетливое зрение (рис. 2.1). В связи с тем что во многих случаях применения цвета сталкиваются с большими углами зрения, в 1964 г. МКО приняла второй цветовой график, основанный на угле зре- ния 10°. Этот больший по величине угол, проецируясь из глаза, охватывает круг диаметром 44 см на расстоянии 2,5 м. Имеется, различие между графиками МКО (1931) и (1964) (рис. 6.11), связанное с тем, что для угла 10° изобра- жение на сетчатке распространяется за края центральной ямки и поэтому получаются несколько различные реакции на цвет. Хотя координаты в системе МКО (1931) обозначаются через X, Y, Z и х, у, z, в системе 1964 г. они имеют обозначе- ния Х10, У10, Z10 и х10, Ую» z10. Обозначения цветов, осно- ванные на системе 1931 г., рекомендуется записывать как МКО (1931) (х, у, У), а основанные на системе 1964 г-как МКО (1964) (х10, у10, У10). Для большинства применений, обсуждаемых в этой книге, используется система 1931 г. Вот два примера определения цвета, взятые из статьи Барнеса [5.7] и обсуждаемые в разд. 5.2: кадмий красный, МКО (1931) (0,5375; 0,3402; 0,2078), излучение С МКО; лак марены, МКО (1931) (0,3985; 0,2756; 0,3355), излучение С МКО. Ког- да нет сомнений, что подразумеваются данные в системе МКО (1931), ссылка на нее обычно опускается. 77 41 I
6.4. ДОМИНИРУЮЩАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ И ЧИСТОТА Имеется приемлемый способ обозначения цвета, ко- торый более нагляден по сравнению с МКО (х, у, У), а в не- которых отраслях более предпочтителен. Обозначение дает- ся как МКО (Х,д, ре, у), где А./»-греческая буква лямбда (с индексом), используемая в качестве символа доминирующей длины волны ре-условная чистота, или просто чистота, a Y, как и раньше,-либо яркость, либо коэффициент яркости. Способ, каким получают доминирующую длину волны и чистоту, можно понять с помощью двух примеров из ра- боты Барнеса, приведенных в конце предыдущего раздела. Метод требует выбора точки отсчета на цветовом графике, которая характеризует используемое освещение-в данном случае излучение С МКО (дневной свет). На рис. 6.12 точка С представляет собой цветность излучения С МКО (табл. 7.6), а точка Р- цветность пигмента кадмия красного. Пря- мая линия, проходящая через точки С и Р, пересекает линию спектральных цветностей в точке, представляющей собой цве шесть цвета, врспроизредевдого монохроматическим из- лучением. Длина волны этого излучения дает число, назы- ваемое доминирующей длиной волны (в данном случае 605 нм). В связи с тем что длина волны монохроматическо- го излучения может приниматься за обозначение цветового тона воспринимаемого цвета, доминирующая длина волны в психофизике считается приближенно соответствующей воспринимаемому цветовому тону. Чтобы определить чистоту ре, измерим с помощью ли- нейки (или другим способом) расстояние между точками С и Р и разделим его на рею длину ртрезка рт .точки £ до ли- нии спектральных цветностей. Частное, или отношение рас- стояния от точки С до Р к длине пути от точки С до линии спектральных цветнротей, и называется чистотой. Ясно, что при изменении положения точки Р на линии от точки С до линии спектральных цветностей чистота будет возрастать от нуля до 100%. Длл пигмента кадмия красного чистота равна 0,673, 'или 67,3%, и цвет обозначается МКО (1931) (Ао = == 605 нм; ре = 67,3%; Y = 0,208), излучение С МКО. Для иллюстрации того, что происходит в случае неспек- тральных цветов, необходим другой пример. Точка Q пред- ставляет собой цветность цвета пигмента лак марены, изме- Ч,- / С'/'Ь 78
X Рис. 6.1 Цветовой график МКО (1931). Для определения доминирующей или дополнительной длины волны цвета вдоль линии спектральных цветностей указана длина волны (в нанометрах) монохроматического света (см. также рис. 7.2). В качестве точки отсчета можно использовать точку цветности для , Стандартного излучения (А, В, С, D«s МКО) или для равноэнергетического света (£). Ь *• * j/1' /S', л •>. F <» / 1л 1 ’ ’ ’’ it v>** • ’’ Г'\ x ренного Барнесом (рис. 6.12). В этом случае продолжение линии, соединяющей точки С и Q, пёресекает линию пур- пурных цветностей. Чистота ре определяется, как описано выше: расстояние от С до Q делится на длину отрезка, со- единяющего точку С с линией спектральных цветностей.
1 Но как представить цветовой тон? Монохроматическим излучением нельзя воспроизвести пурпурные и пурпурнова- то-красные цвета. Для неспектральных цветов линия про- должается в противоположном направлениии (см. штрихо- вую линию на рис. 6.12) др пересечения с линией спек- тральных цветностей и отмечается дополнительная длина волны кс, в данном случае 496,5 нм (индекс с ставится всегда во избежании путаницы). Для пигмента лак марены цвет обозначается как МКО (1931) (Хс = 496,5с нм; ре = 32,9%; У *= 0,336), излучение С МКО. На рис. 6.12 указано пять точек, которые могут служить исходными (табл. 7.6). Точки для излучений С МКО и D65 МКО могут использоваться для определения доминирую- щей длины волны (или дополнительной длины волны) цвета предметов, освещенных дневным светом. Точку для излуче- ния А МКО можно использовать для предметов, осве- щенных лампами накаливания. В обоих этих случаях наблю- даемые предметы воспринимаются как часть окружения. Точка Е используется при рассмотрении цвета, воспроизве- денного светом светящегося предмета, а также освещаемого несветящегося предмета, наблюдаемого на фоне, который значительно темнее, чем предмет. Цветность равноэнергети- ческого источника Е существенно важна потому, что она считается нейтральной по отношению к темному полю [6.4, С. 846]. В связи с тем что значения XD (или Хс) и зависят от типа используемого исходного источника, при точном опре- делении цвета необходимо идентифицировать применяемое излучение. Обозначение цвета в характеристиках доминирующая (или дополнительная) длина волны и чистота иногда пред- почитают стандартному обозначению МКО (х, у, У) в связи с тем, что первые из них непосредственно указывают на во- спринимаемый цветовой тон и воспринимаемую чистоту цвета. Если нам заданы только значения х и у, обычно сле- дует нанести точку на цветовой график, чтобы составить не- которое представление о качестве цвета. Следующее пре- имущество состоит в сравнении двух цветов, которые различаются незначительно. Сравнение значений х и у при- водит к грубому представлению о их различии, в то время как по величинам Хо (или Хс) и ре можно довольно точно сказать, как они различаются по цветовому тону и воспри- нимаемой чистоте цвета [6.1, с. 118]. Чистота является только приближенным коррелятором 80 /
воспринимаемой чистоты цвета. Хотя чистота и восприни- маемая чистота цвета возрастают при удалении от исходной точки, они не всегда увеличиваются в равной степени. Нет ничего необычного в том, что цвета двух образцов красок одной и той же чистоты, но разной доминирующей длины волны имеют различную воспринимаемую чистоту [2.1, с. 135]. Хотя доминирующая (или дополнительная) длина волны является удобным показателем цветового тона, это тоже не всегда верно. Например, цвета, находящиеся на пря- мой линии, соединяющей исходную точку и линию спек- тральных (или пурпурных) цветностей, т.е. имеющие одина- ковую доминирующую длину волны, могут иметь суще- ственно различающийся воспринимаемый цветовой тон.
< -Я I ' п / РАЗНООБРАЗНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЦВЕТОВОГО ГРАФИКА МКО S, с s; 'J < -Л * * ‘V’ •" J ‘ • < ; 7.1. НАИМЕНОВАНИЯ ЦВЕТА СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ Цветовой график МКО (1931) является в первую очередь ин- «Й'й1 s'1': л струментом исследования, касающегося колориметрии и определения цвета. Однако имеется ряд других примене- ний, к которым рн может иметь отношение и которые свя- заны с искусством и дизайном: Прежде всего, он может служить в виде карты наимено- ваний цвета для световых потоков. Беннет Л. Келли предло- жил такое деление графика на зоны наименования цветов, которое образует карту, представленную на рис. 7.1 £7.1, 2]. Предложенные им наименования цвета перечислены в табл. 7.1. Зоны в основном обозначают интервалы по цве- товому тону. Наименования цвета не дают различий в во- спринимаемой чиртоте цвета, исключая введение розовых цветов, и не изменяются при изменении яркости. Не было предложено наименования цвета большой центральной обдасти овальной формы, обозначенной буквой U. Цве- товые тона цветов, представленных цветностями, находящи- мися в этой зоне, изменяются на границе от Неопределенно- го до едва уловимого [2.4, с. 52]. - Цвет, воспроизведенный светом ламп накаливания с вольфрамовой нитью, являющимся типичным излучением А МКО (точка А на рис. 7.1), можно назвать слабым желтовато-оранжевым. На графике Келли точка С (для излучения С МКО) рас- полагается в центре, из которого исходят линии, ограничи- вающие зоны. На рис. 7.1 добавлены точки для излучений D65 МКО и В МКО,-а также для равноэнергетического ис- точника Е, с тем чтобы показать местоположение их цветно- стей в пределах эллипсоида^лъной области (штриховая кри- вая) [2.4, с. 51], "которую можно обозначить как ахроматиче- скую или белую зону (разд. 7.4). 82 г. ' , ' f ,.*•-• • 7 V а {
Рис. 7.1. Карта К.Л. Келли для определения наименований цвета световых потоков. Модификация соответствующего рисунка из [7.1]. Большая зона, определяющая зеленый цвет, и относи- тельно маленькая для красного вовсе не означают, что зе- леных цветов больше, чем красных. Если бы точки цветно- сти были нанесены для цветов с равным цветовом различием и одной яркостью, они бы плотнее располагались в красной зоне, нежели в зеленой (разд. 7.9). Эта неоднород- ность пространства рассматривается как существенный не- достаток, присущий цветовому графику МКО. На графике Келли вдоль линии спектральных цветностей приведена шкала длин волн монохроматического излучения. На рис. 7.1 она изменена с тем, чтобы показать значения длин волн только в тех точках, где линии раздела зон пере- секают линию спектральных цветностей. Эти значения длин волн, используются в табл. 4.2 для обозначения диапазонов воспринимаемого цветового тона в спектре, е f J '« 83
Таблица 7.1 Наименовали цвета световых потоков (рис. 7.1) [7.1] х рв Пурпурновато-синий О Оранжевый в Синий ОРк Оранжево-розовый gB Зеленовато-синий гО Красновато-оран- жевый BG Сине-зеленый Рк Розовый bG Синевато-зеленый у R ч Красный G Зеленый pR Пурпурновато- красный yG Желтовато-зеленый fi pPk Пурпурновато-ро- зовый YG Желто-зеленый RP Красно-пурпурный gY Зеленовато-желтый гР Красновато-пур- пурный • Y Желтый р Пурпурный yo Желтовато-оранжевый ЬР Синевато-пурпурный V 4 V 1 Зоны Келли также полезны как быстрый и приблизи- тельный метод идентификации цвета в системе МКО (х, у, V) [2.4]. Однако следует понимать, что, поскольку данные обозначения распространяются на свет, в них не включены такие наименования цветов, как оливково-зеленый и корич- невый. Например, при цветности (0; 540; 0,410) цвет одного предмета является глубоким оранжевым при коэффициенте яркости Y = 0,20, интенсивным коричневым при Y = 0,12 и глубоким коричневым при У * 0,03 [7.3]. Однако для цветного излучения той же цветности цвет будет оранжевым не зависимо от его яркости. Более удобный метод определе- ния названий цвета материалов, так называемый метод ISCC — NBS [7.3], обсуждается в разд. 8.8. 7.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЦВЕТОВ > * 1 *. i - Цветовой график МКО может служить в качестве цвето- вого круга для определения дополнительных цветов. Это не удивительно: нам необходимо лишь вспомнить диаметраль- яо противоположные положения дополнительных цветов / 4 84
f в треугольнике Максвелла и цветовом круге Гёте (рис. 6.6). Понятие дополнительных цветов (разд. 6.2) можно ввести с помощью аддитивного смешения цветов. Если два луча света, значительно различающиеся по цветовому тону мож- но отрегулировать по интенсивности таким образом, чтобы их смесь давала белый круг на белой стене, в этом случае говорят, что исходные цвета дополнительны. Подобно это- му, если смешивается цвет двух различных бумажек, напри- мер секторов из цветной бумаги, рассматриваемых на бы- стро вращающемся диске (смешение цветов усреднением), и если путем регулирования площадей секторов двух цветов можно воспроизвести нейтральный серый, то говорят, что эти цвета дополнительны. Прямая линия смешения, соединяющая две точки, пред- ставляющие цветности двух цветов, является той траекто- рией, на которой лежат все точки, представляющие цветно- сти всех возможных смесей этих двух цветов (либо аддитивное смешение цветов, либо смешение усреднением) (разд. 6.2). Если прямая линия смешения проходит через цен- тральную ахроматическую область (приближенно показан- ную штриховой кривой на рис. 7.1), то возможна хроматиче- ская смесь, указывающая на то, что эти два цвета дополни- тельны. Так как граница ахроматической области довольно расплывчата, определение того, дополнительны цвета или нет, является делом неточным. Однако дополнительный цвет можно определить точно по отношению к выбранному исходному белому, например по отношению к точке Е (рав- ноэнергетический источник света) в случае цветного света или по отношению к точке С (излучение С МКО) в случае освещаемых предметов. На рис. 7.2 представлены цветности двух монохромати- ческих лучей М (494 нм) и N (640 нм). Линия их смешения проходит через точку Е, что свидетельствует о дополнитель- ности этих цветов по отношению к равноэнергетическому источнику Е. Штриховая линия, соединяющая точки S и К, показывает, что цвета S и К (синий и желтый) являются до- полнительными при излучении С МКО. Они представляют собой цвета двух образцов красок, рассматриваемых в разд. 7.7 и 7.8. При смешении цветов усреднением, напри- мер когда образцы расположены на быстро вращающемся диске, цвет их смесей будет обозначаться штриховой ли- нией. Однако, как показано ниже (разд. 7.8), точки, которые представляют цх различные субтрактивные смеси, будут по- 85
Рис. 7.2. Цветовой график МКО (1931), используемый для опреде- ления дополнительных цветов. падать на кривую, не проходящую через ахроматическую зону. Никакая смесь двух красок не сможет воспроизвести нейтральней серый цвет. На вопрос о дополнительности цвета материалов отвечают, что все зависит от того, прохо- дит или нет прямая линия (для смешения цветов усредне- нием) вблизи исходной точки или через нее. Цветности используемых в цветовом круге Гете цветов (цветной рис. I) показаны на рис. 7.2 шестью точками. До- полнительными парами являются: глубокий синий В (179) и чистый желтый Y (82); темный жедтовато-зеленый G (137) и глубокий пурпурновато-красный PR (256); интенсивный синевато-зеленый BG (160) и чистый красный R (И) (наиме- нования цвета и центроидные номера указаны в системе ISCC-NBS, разд. 8.8 [7.3]. Если через эти пары точек прове- сти дряглые линии, можно обнаружить, что они проходят очень близко от точки С, 86
Таблица 7.2 • > * Перечень максимально контрастирующих цветов но Келли [7.4] Номер вы- Центроидный бираемого Наименование цвета номер в системеКоэффициент Светлота по цвета ISCC-NBS ISCC-NBS яркости У Мадселлу V 1 Белый 263 0,90 9.5 2 Черный 267 0,0094 0,8 3 Чистый желтый 82 0,59 8,0 * Интенсивней 218 0,14 4,3 л пурпурный 5 Чистый оранжевый 48 0,36 6,5 6 Очень светлый 180 0,57 7.9 синий 1 7 Чистый красный И 0,11 3,9 8 Серовато-жел- 90 0,46 7,2 • • тый 9 Средний серый 265 0,24 5,4 10 Чистый зеленый 139 0,19 4,9 11 Интенсивный пурпурновато-розовый 247 0,40 6,8 12 Интенсивный 178 0,13 4.1 синий 13 Интенсивный 26 0,43 7,0 желтовато-розовый 14 Интенсивный 207 0,10 3,7 фиолетовый Ц5 Чистый оранжево-желтый 66 0,48 - 7,3 16 Интенсивный 255 0,15 4,4 <' пурпурновато-красный 17 Чистый зеле- новато-желтый 97 0,63 8,2 18 Интенсивный 40 0,070 3,1 красновато-коричневый 19 Чистый желто-зеленый 115 0,40 6,8 20 Глубокий желтовато-ко ричневый 75 0,070 3.1 21 Чистый красновато- оранжевый 34 0,24 5,4 22 Темный оливково-зе ‘ Л'-' ' 1 леный 126 0,036 2,2 --* f 5 ' V* 87 ' У У? 1 л, '. * . . / ’ У' У хГ *2 ' Л
Рис. 7.3. Максимально контрастирующие образцы цвета 3-8 из табл. 7.2 [7.4]. Рис. 7.4. Максимально контрастирующие образцы цвета 10-22 из табл. 7.2 [7.4]. 88
В приведенном выше обсуждении в качестве дополни- тельных принимаются те цвета, которые могут при ад дитив- ном смешении или смешении усреднением воспроизвести белый или нейтральный серый цвет. Это является психофи- зическим понятием дополнительных цветов. Иногда в пси- хологии слово «дополнительный» используется в несколько ином смысле и служит для описания цветов, восприни- маемых в двух других зрительных явлениях, например в остаточных изображениях (последовательный контраст) и при одновременном контрасте (который включает цветные тени) [2.4, с. 224]. Из набора, состоящего из 267 образцов цвета (о цен- троидных цветах в системе ISCC-NBS см. в разд. 8.8), даю- щих полный охват цвета поверхностей, Келли отобрал 22 максимально контрастирующих цвета для использования в цветовом кодировании, например в технике безопасности и для применений в торговле [7.4]. Наименорания цвета и центроидный номер в системе ISCC-NBS следует рассма- тривать в том порядке, в каком они приведены в табл. 7.2. Каждый цвет максимально контрастирует по цветовому то- ну или светлоте с цветом, стоящим непосредственно перед ним, и значительно-со всеми цветами, перечисленными ра- нее. [Первые девять цветов обеспечивают максимальный контраст не только для лиц с нормальным цветовым зре- нием, но и для лиц, страдающим цветовой слепотой (крас- но-зеленой слепотой).] Приведенные в табл. 7.2 значения коэффициента яркости и светлоты по Манселлу (разд. 8.4) указывают на различия в светлоте. На рис. 7.3 и 7.4 пока- заны линии, соединяющие точки цветности цветов, располо- женных в порядке возрастания номера. Близость линии к точке цветности излучения С МКО указывает на степень, в которой пары цветов являются дополнительными в психо- физическом смысле. Те пары цветов, которые, по существу, не являются дополнительными, контрастируют по светлоте, f к А 7.3. ЦВЕТА, ПОЛУЧАЕМЫЕ СМЕШЕНИЕМ СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ Цветовой график МКО может представлять некоторый интерес для тех, кто работает с цветными световыми пото- ками, лазерами и фосфорами, например, фосфорами, ис- 89 iiL н « . 1 > 1 t *
пользуемыми в цветном телевидении). Его можно использо- вать для прогнозирования цветности тех цветов, которые получаются при смешении двух или более световых потоков различных цветов. (Цветовой график МКО иногда назы- вается графиком смешения [6.4, с. 842].) Например, если при объединении световых потоков от двух прожекторов пур- пурновато-синий свет Q смешивается с красным светом R, то цветность результирующего цвета располагается в неко- торой точке на прямой линии смешения, соединяющей т^ЧКи цветности Q и R (рис. 7.5). Положение точки цветности для цвета смеси зависит от относительных количеств Q и R. Для расчетов цветовой сме- си количество каждого из двух лучей дается величиной из- меренной яркости Y, деленной на координату цветности у [2.2, с. 235; 7.5]. Если У = 30, у = 0,15 для луча Q (рис. 7.5), а У — 90, у = 0,30 для луча R, то количество Q равно 30/0,15, т.е. 200, a R соответственно 90/0,30 т.е. 300. Количе- ство смеси составляет 200 + 300 = 500, и относительное ко- личество R в смеси равно 300/500, т.е. 0,60. Смесь преиму- 90
I V1' •! . _ ? щественно красного цвета: точка смеси М располагается на линии смешения на расстоянии, составляющем 0,6 (или 60%) расстояния от Q до R. Количества Q и R являются суммами их координат цвета: X + У + Z. Если красный свет смешивается с зеленовато-желтым, представленным точкой S, то имеющийся цветовой охват представляется линией смешивания, соединяющей точки R и S. Продолжение линии смешения до точки G в зеленую область графика указывает на то, что желтый цвет Z можно воспроизвести аддитивной смесью красного R и зеленого G цветов (разд. 5.6). Линия смешения QS представляет собой охват смесей, цолучаемых смешением пурпурновато-синего и зеленовато- желтого цветов. В связи с тем что линия проходит через точку Е, два цвета являются дополнительными друг другу рри равноэнергетическом источнике Е. Хотя охват цветностей цветов, получаемых аддитивным смешением двух лучей света различных цветов, представ- ляется в виде прямой линии смешения, охват, получаемый смешением трех световых потоков различного цветового то- на, представляется в виде треугольника. На рис. 7.5 один из таких охватов обозначен треугольной областью QRS. Чтобы достичь других точек вне треугольника, охват можно увели- чить путем расширения области. Например, если добавить точку Т, представляющую четвертый поток света другого цветового тона, новый охват можно представить областью, ограниченной четырехугольником QRST. Широкий охват, который можно воспроизвести смесями трех монохроматических потоков светц (треугольник Хар- ди-Вурцбурга) и на который сделана ссылка в разд. 5.9, представляет собой треугольник, образованный отрезками, соединяющими точки на линии спектральных цветностей с длинами волн 700, 535 и 400 нм {2.2, с. 238]. В связи с тем что монохроматический свет можно воспроизвести лазера-’ ми и легко выдедить из лазерного луча, состоящего из света нескольких длин волн, лазеры представляют богатые воз- можности для широкого охвата цветов. Однако, к сожале- нию, воспроизведение таких смесей мрясет. .потребовать ис- пользования дорогостоящего оборудования и принятия определенных мер предосторожности для обеспечения безо- пасной работу. г Необходимо напомнить, что цветовой график МКО (1931) применим к углам зрения 1-49 (разд. 6.3). Тем, кто ин- 91
тересуется декоративными применениями цветных световых потоков, по соображениям высокой точности может потре- боваться цветовой график МКО (1964). Смешение цветных излучений, применяемых в телевиде- нии фосфоров, кратко обсуждается в разд. 7.8. 7.4. СВЕТ, НАЗЫВАЕМЫЙ «БЕЛЫМ СВЕТОМ» Свет, который воспроизводит ахроматическую (бесцвет- ную) зрительную реакцию, обычно называется белым све- том. Измерения показывают, что свет, который производит такую реакцию, характеризуется не одной цветностью, а скорее охватом цветностей, представляющим область, простирающуюся в диапазоне цветовых температур прибли- зительно 4000-10000 К [2.4, с. 51] (см. разд. 7.10). Эту область очерчивает штриховая линия на рис. 7.1. Свет, пред- ставленный в пределах этой области точками Е, В, С и D65 МКО, вызывает ахроматическое зрительное ощущение: он-белый. Однако свет обычной лампы накаливания с фольфрамовой нитью (типичное излучение А МКО) не та- кой: он-не белый. В связи с тем что солнечный свет можно разложить в спектр практически всех длин волн в диапазоне 380-780 нм, часто ошибочно полагают, что белый свеч обя- зательно должен представлять собой смесь излучений всех длин волн этого диапазона. Однако следует напомнить, что белый свет данной цветности можно воспроизвести многи- ми смесями, спектральный состав которых не включает всех длин волн. В качестве крайнего примера можно привести ckiect, спектральный состав которой характеризуется двумя длинами волн, например два дополнительных монохромати- ческих потока М и N, представленные на рис. 7.2. Можно легко показать, как при объединении трех пото- ков монохроматического света Н (490 нм, сине-зеленый), К (570 нм, зеленовато-желтый) И L (620 нм, красный) во- спроизводится излучение белого цвета, представленного точкой Е на рис. 7.6. Можно начать с объединения потоков Н и К, приводящего к смеси J. Затем при добавлении к сме- си J потока воспроизводится окончательная смесь Е. Полу- ченный белый свет составлен из трех длин волн. Аналогично можно показать воспроизведение белого света четырьмя, 92
Рис. 7.6. Воспроизведение белого света с помощью трех цветных световых потоков. пятью или любым числом различных монохроматических потоков. • На основе проведенного в разд. 7.3 обсуждения можно 4 ожидать, что потоки Н, К и L при объединении могут обра- |f зовать белую смесь Е, поскольку треугольник, образо- ванный при соединении этих трех точек, включает в себя точку Е, С другой стороны, очевидно, что монохроматичес- кие потоки К, Lvl N не могут воспроизвести белую смесь (рис. 7.6). | Тот факт, что смеси, одной из которых является смесь Н, К и L, точно соответствуют дневному свету, не означает, что воспринимаемый цвет предмета, освещенного дневным светом и светом каждого из равных ему смесей, будет од- ним и тем же. Вообще говоря, цвет будет разным при ка- ждом освещении. Только в случае белого предмета, который отражает почти весь падающий на него свет, можно опреде- ленно сказать, что цвет (белый) не будет изменяться (это ус- ловие, при котором производится сопоставление). Однако ваза, которая выглядит зеленой при дневном свете, не будет 1
Ж 1 • /• 4 >5 I’- ’ X 4' V тазовой при освещении б;елой смесью потоков Н, К и L, так как в глаз не попадет свет в диапазоне длин волн 500-560 нм. Определенный интерес для искусства предста- вляет сравнение белых смесей одинаковой яркости (метаме- ров) (разд. 5.5). В приведенном выше примере используется смесь трех монохроматических лучей. Однако в общем слу- чае лучи могут быть и немонохроматическими. Вообще говоря, предпочтительным является такое осве- щение, при котором предметы (особенно лица людей) вы- глядят в их «естественном» цвете. Эта тема имеет отноше- ние к тому, что в области светотехники называется цветопередачей. Индекс цветопередачи измеряет степень, в крторой воспринимаемые цвета предметов, освещенных, например, лампой» соответствуют цвету тех же предметов при стандартном освещении в определенных блюдения [7.6, 7]. условиях на- Л1 X ч, . ' • > < ;' 7.5. ГРАНИЦЫ ЦВЕТА МАТЕРИАЛОВ (КРАСОК, КРАСИТЕЛЕЙ И Т.П.) 4? 4 «г гм) < ^•4 •М Г * < ( ,И ♦ t Л ’ Ч * , * Цветовой график МКО может служить в качестве карты максимального охвата, который определяет максимальные границы охватов всех цветов. Разумеется, на практике огра- ничения, накладываемые качеством и ценой пигментов, кра- сителей и источников света, сдерживают возможности ху- дожника илр дизайнера, однако эти ограничения, благодаря успехам в области технологии отодвигаются возможно дальше. Максимальные границы охвата всех цветов, воспроизве- денных светящимися источниками, очерчивают языкообраз- ную область спектральных цветностей, ограниченную пря- мой линией пурпурных цветностей на цветовом графике. Эти границы для воспринимаемых цветов не зависят от яр- кости У при обычных условиях наблюдения. Как отмечалось в разд. 6.6, цветовой график МКО при- меняется не только для цветов, воспроизведенных светом, исходящим непосредственно от светящихся источников, но и для цветов предметов, поскольку измерение цвета возмож-’ но и для света, рассеянного предметами или прошедшими сквозь них. Существенное различие заключается в том, что лишь определенные участки языкообразной области при- годны для Представления цветности цветов рассеянного или
пропущенного света, т.е. света, который остается после се- лективного поглощения несветящимися нелюминесцирую- щими предметами. В этих случаях местоположение и форма участков связаны со значением коэффициента яркости У. Границы областей, точно определенных при источниках А и С МКО психофизиком Д.Л. Мак-Адамом, известны в США как границы Мак-Адама [7.8]. Несколько ранее, в 1928 г., подобная работа была представлена немецким ми- нералогом С. Рёшем, и в немецкой литературе по цвету это jkc понятие связывается с его именем [3,7, с. 341; 5.3, рис. 14.09 (2)]. Условие, при котором коэффициент яркости принимается за 1,0 (У = 1,0), соответствует белизне, присущей стандарт- ной белой поверхности. Она представляет полное отражение и рассеяние падающего света без селективного поглощения и изменения цвета. Приближением к ней, например, может служить белоснежная поваренная соль мелкого помола. Аналогично чистое стекло должно быть бесцветным (У == . = 1,0), если свет проходит сквозь него без существенного изменения интенсивности или спектрального состава. Таким образом, для случая У =?= 1'0 цветность цвета, полученного при отражении и рассеянии, идентична -цветности падающе- го света. Обсуждение ниже касается границ Мак-Адама для случая дневного освещения (излучение С МКО), при кото- ром при У = 1,0 можно воспроизвести только белый свет. Это условие представлено на цветовом графике точкой С, соответствующей положению цветности для излучения С МКО. Коэффициент яркости меньше 1,0 указывает на то, что часть полученного предметом света поглощается; оставшая- ся часть рассеивается и отражается. При этой же самой цветности (точка С) и при коэффициентах яркости ниже 1,0 вместо белого имеется ахроматический охват нейтральных серых. Таким образом, при У = 0,60 цвет светло-серый, при У = 0,25 средне-серый, при У = 0,10 темно-серый и ниже У 0,05, по существу, черный [7.3]. Следует указать, что коэффициент яркости 0,60, например, означает 40%-ное по- глощение психофизического (воспринимаемого) света, а не 40%-ное поглощение получаемой лучистой энергии (разд. 6.1). Предыдущий абзац касался ахроматических цветов при различных уровнях коэффициента яркости, когда предмет освещается'типичным излучением С МКО. Следующий шаг
Рис. 7.7. Границы Мак-Ада- ма для цветов нефлуоресци- рующих материалов; коэф- фициент яркости Y = 0,95 (излучение С МКО) [7.8]. Зоны наименований цвета ISCC-NBS: Y (желтый), gY (зеленовато-желтый) и YG (желто-зеленый) [7.3]. Рис. 7.8. Границы Мак-Адама для цветов нефлуоресцирующих мате- риалов. Интервал коэффициентов яркости от У — 0 до У - 1,00 (получено на основе [7.8]). « состоит в рассмотрении охватов цветов, возможных при различных уровнях коэффициента яркости. Они являются областями, очерченными границами Мак-Адама. (В этом разделе рассматриваются только нефлуоресцирующие пред- меты.) При коэффициенте яркости У = 1,0 область цветового графика, доступная цветам предметов, ограничена точкой С, т.е. только одним цветом-белым. (Отметим, что цвет опре- деляется цветностью, коэффициентом яркости и излучением С МКО.) На рис. 7.7 представлена небольшая область, очерченная границами Мак-Адама при У = 0,95. Указаны также цве- товые зоны (штриховые линии) в соответствии с системой наименований цвета, описываемой в разд. 8.8. Вне границ Мак-Адама нет цветов с У = 0,95, которые могли бы при- надлежать нефлуоресцирующим предметам. 96
При уменьшении коэффициента яркости описываемые границами Мак-Адама охваты возможных цветов расши- ряются. На рис. 7.8 показаны границы Мак-Адама для И уровней от У = 1,00 (точка) до У = 0. При У = 0,90 ограни- ченная область примерно прямоугольна, так же как при У = = 0,95 (рис. 7.7). При У = 0,95 охват существенно меньше и ограничивает главным образом желтые цвета от бледного до яркого и чистого. При У = 90 охват включает желто-зе- леные и более желтые цвета. Это сохраняется и при умень- шении величины У При У = 0,10 охват очень велик, однако, разумеется, при таком низком коэффициенте яркости цвета являются темными. При У — 0 граница Мак-Адама на цве- товом графике сливается с линией спектральных и пур- пурных цветностей и для всех цветовых тонов имеет макси- мальную темноту, т.е. является черной. На цветном рис. II представлен ряд блестящих образцов с коэффициентами яркости Y~ 0,30. Цветные образцы обес- печивают разнообразное представление при одном уровне яркости и показывают распределение цветов на цветовом графике. Некоторые из образцов (1-10) были вырезаны из «Торгового каталога пигментов» [5.14], а другие (11-22)-из стандартных образцов цвета Манселла. Данные, относящие- ся к этим образцам цвета, приведены в табл. 7.3. Точное во- спроизведение цветов (первоначально точно представленных их обозначениями) на цветном рис. II не гарантируется. Границы Мак-Адама относятся к цветам, которые не разбавлены отраженным от поверхности светом (разд. 5.2). Опубликованы расчеты границ, которые проведены с учетом отражения поверхностью 4% падающего света. Полученные границы значительно уменьшены, о чем следует помнить при рассматривании цветов красок с матовой поверхностью [7.9]. На рис. 7.9 представлены точки цветности образцов ху- дожественных акриловых красок, основанные на данных, опубликованных одним из изготовителей красок. Не пока- заны точки для очень темных красок, для которых коэффи- циент яркости У < 0,05. График интересен тем, что он на- глядно представляет обычное распределение цветовых то- нов. Одновременно он представляет образец применения границ Мак-Адама. Положение точки цветности цвета кра- ски можно сравнить с границами Мак-Адама при том же уровне яркости. Краски, для которых коэффициенты яркости 7-684 97
» Таблица 7.3 Цвет образцов, представленных на цветных рис. II н V I ' Л- J . Номер образца Наименование цвета TSCC-NBS и центроидный номер Коэффициент яркости Г Обозначение Манселла Цветовой ток Светлота/ Насыщен- ность I • f Интенсивный голубо- 0,342 4.5BG 6,34/8,9 2 вато-зеленый (160) Ярко-синий (177) 0,301 3,0РВ 6,00/10,0 3 Светлый пурпурнова- 0,332 5,0РВ 6,26/6,8 4 то-синий (199) Светло-пурпурный (222) 0,320 6,0Р 6,16/6,4 5 Светлый красновато- 0,251 0.4RP 5,54/8,6 6 пурпурный (240) Глубокий пурпурно- 0,327 4,3RP 6,22/11,5 7 вато-розовый (248) Глубокий розовый 4 0,329 5,2R 6,24/7,2 8 (3) Средний красновато- 0,299 7,OR 5,99/10,2 9 оранжевый (37) Глубокий розовый 0,280 2,5R 5,82/13,9 10 (3) Интенсивный красно- 0,278 8,5R 5,80/12,6 И вато-оранжевый (35) Интенсивный оран- 0,301 5,0YR 6,00/10,0 12 жевый (50) Чистый оранжевый 0,301 2,5YR 6,00/16,0 13 (48) Глубокий желтый (85) 0,301 5,0Y 6,00/10,0 14 Темно-желтый (88) 0,301 5,0Y 6,00/6,0 15 Темный серовато-жел- 0,301 5,0Y 6,00/4,0 16 тый (91) Светлый серовато- 0,301 5.0Y 6,00/2,0 17 оливковый (109) Зеленовато-серый (155) 0,301 5,0GY 6,00/1,0 18 Интенсивный желто- 0,301 5,0GY 6,00/10,0 19 зеленый (117) Чистый желтовато- 0,301 10,0GY 6,00/12,0 зеленый (129) г. • * 1
Продолжение табл. 7.3 Номер образца Наименование цвета ISCC-NBS и цеитроядиый номер Коэффициент яркости Y Обозначение Манселла Цветовой тон Светлота/ Насыщен- ность 20 Ярко-зеленый (140) 0,301 5.0G 6,00/10,0 21 Яркий зеленовато- * синий (168) 0,301 2,5В 6,00/8,0 22 Бледно-синий (185) 0,301 2,5В 6,00/2,0 Рис. 7.9. Цветности цветов акриловых художественных красок по отношению к границам Мак-Адама. Точки, указанные кружочками н треугольниками, взяты из [7.10], остальные точки-из [7.11]. 7* 99
Y X 0,20 (обозначены квадратиками), сравниваются на цвето- вом графике с границами Мак-Адама для У = 0,20. Так как известно, что данные краски содержат пигменты с хорошей прочностью, близость их точек цветности к границе дает не- которое указание на возможность улучшения воспринимае- мой чистоты цвета, на которое можно надеяться для новых устойчивых пигментов. Конечно, следует сделать поправку на тот факт, что растворимые в воде акриловые краски • образуют матовые пленки, и поэтому, если их сделать бле- стящими путем добавления слоя прозрачного акрилового лака, то их воспринимаемая чистота цвета будет возрастать и точки их цветности будут находиться ближе к границе Мак-Адама. «Л 7.6. ФЛУОРЕСЦИРУЮЩИЕ КРАСКИ И КРАСИТЕЛИ Границы Мак-Адама относятся только к цветам нефлуо- ресцирующих предметов. Точки цветности для цветов флуо- ресцирующих красок обычно лежат вне границ Мак-Адама, однако они иногда не располагаются вне границ цветового графика языкообразной формы, т.е. в области нереальных цветов (разд. 6.3, рис. 6.9). Пример точки, которая лежит вне границ Мак-Адама при У = 0,55, определяется как МКО (0,640; 0,355; 0,553) при излучении С МКО [5.11]; она обо- значается точкой А на рис. 7.10. Цвет нефлуоресцирующей краски, используемой в качестве стандартного предупре- ждающего цвета, при той же самой цветности (та же точка Л) значительно темнее (У — 0,15). Она лежит в пределах гра- ниц Мак-Адама, показанных для У — 0,15. Ряд флуоресцирующих красителей выпускается для про- дажи. Как указывалось ранее (разд. 5.4), вещества, прода- ваемые в качестве флуоресцирующих пигментов, в основном являются красителями, растворенными в затвердевшей пластмассе, которая размалывается в порошок. К сожале- нию, имеющиеся в настоящее время флуоресцирующие кра- сители имеют низкую светостойкость. Однако, используя их в красках в больших количествах и ограничивая воздействие света, можно существенно продлить жизнь флуоресцирую- щих картин. Можно надеяться, что в конце концов будут разрабо- таны флуоресцирующие колоранты с самыми разно- 100
Рис. 7.10. Пример цветности (Л) цвета флуоресцирующей краски, которая располагается вне гра- ниц Мак-Адама при коэффи- циенте яркости У = 0,55 [5.11]. Рис. 7.11. Охват цветностей цве- тов, воспроизводимых тремя фосфбрами, используемыми в телевидении: красный (R), зеле- ный (G) и синий (В) (U. S. Stan- dard, 1951) [7.13]. образными характеристиками. Ивенс указал на интересную возможность расширения набора образцов Манселла путем использования флуоресцирующих пигментов [3.4]. Его ра- боты по исследованию восприятия показали, что нефлуорес- цирующая область непрерывно переходит в флуоресцирую- щую. Флуоресцирующие цвета, которые не являются флуо- рентами, можно использовать для заполнения некоторых пробелов в этой области. • \ 7.7. СМЕШЕНИЕ КРАСОК Цветовой график МКО обеспечивает удобный способ прогнозирования цветностей цвета световых смесей (разд. 7.3). Простота метода объясняется тем, что линии смешения являются прямыми (аддитивное смешение цве- тов), а для их проведения требуются две точки. Однако в случае смешения пигментов или красителей (субтрактив- ное смешение цветов) очень часто линии смешения являются 101
I Таблица 7.4 г Обозначение смесей гагмеитов и цвета образцов, представленных на цветном рис. III ' У ч ' Обозначение Мажхлла Номер Весовое со- Наименование цвета Коэффициент Цветовой Светлота/ 1 образца0 отношение пигментов (цветного к белому)21 ISCC-NBS яркости Y тон Насыщенность 1-А 100/0 Интенсивный зеле- но- вато-желтый 0,503 9,0Y 7,47/10,5 1-В 50/50 Светлый зеленова- то-желтый 0,702 0,5GY 8,59/7,7 1-С 10/90 Бледный зеленова- то-желтый 0,824 2,0GY 9,17/3,8 2-А 100/0 Средний желтый 0,560 1,5Y 7,82/16,8 2-В 33/67 Ярко-желтый 0,652 2,5Y . 8,33/10,9 2-С 5/95 Бледно-желтый 0,758 4,0Y 8,87/4,9 3-А 100/0 Чистый красновато- 0,169 10,OR »• 4,67/16,4 оранжевый ‘•r з-в 33/67 Интенсивный крас- но- 0,278 8,5R 5,80/12,6 вато-оранжевый з-с 5/95 Интенсивный желт- ова- 0,500 7,5R 7,46/7,2 то-розовый • 4-А 100/0 Глубокий краснова- 0,043 10,OR 2,41/11,8 то-коричневый 4-В 33/67 Интенсивный 0,103 2,5R 3,72/12,8 красный 4 « 4-С 10/90 Интенсивный пур- пурновато-красный 0,197 9,OR 4,99/12,0 5-А 100/0 Очень глубокий красный 0,0138 8,2R 1,12/7,6 5-В 25/75 Глубокий пурпурно- вато-красный 0,0875 3,8RP 3,45/10,4 5-С 5/95 Светлый краснова- то-пурпурный 0,251 0,4RP 5,54/8,6 6-А 100/0 Черновато-пур- пурный 0,006 1,5P 0,47/1,7 6-В 33/67 Интенсивный синий 0,085 6,0PB 3,40/9,0 6-е 5/95 Светлый пурпурно- вато-синий 0,332 5,0PB 6,26/6,8 102 У
1 / Продолжение табл. 7.4. Обозначения Мэнселла Номер образца1* Весовое со- отношение пигментов (цветного к белому)2* Наименование цвета ISCC-NBS Коэффициент Цветовой яркости тон У Светлота/ Насыщенность 7-А 100/0 Очень темйый зеле- новато-синий 0,004 4,0В 0,31/4,3 7-В 33/67 Интенсивный сине- вато-зеленый 0,121 2.0BG 4,01/10,4 7-С 5/95 Яркий синевато-зе- леный 0,342 4,5BG 6,34/8,9 11 Пигменты: 1-цинк желтый; 2-хром средне-желтый; 3-молибдат оранжевый; 4-хороший темно-красный, 5-«монастрал» фиолетовый R (хиноакридон); 6-индафрановый синий лак; 7-«монастрал» зеленый (фталоцианин) [5.14]. 21 Титановые белила [5.14]. искривленными, и для их вычерчивания на цветовом графи- ке требуются три или более точек. На цветном рис. III пока- заны наборы из четырех точек цветности, представляющих белый пигмент (титановые белила), цветной пигмент и две смеси цветного и белого пигментов. Линия смешения для каждой серии заканчивается в точке С (излучение С МКО), которая точно представляет цветность белого. Образцы цве- та с блестящей поверхностью были вырезаны из «Торгового каталога пигментов» [5.14]. Обозначение каждого образца и относящаяся к нему информация представлены в табл. 7.4. Линии смешения на цветном рис. II показывают измене- ния цветового тона (приблизительно представленного доми- нирующей или дополнительной длиной волны) и восприни- маемой чистоты цвета (приблизительно представленной чистотой) при добавлении к цветному пигменту белого. Особый интерес представляет серия 6, которая дает пример увеличения чистоты при смешении двух пигментов (от точки 6-А до точки 6-В). После достижения максимума чистоты, показанного в виде U-образной штриховой линии, при даль- нейшем смешении с белым пигментом чистота уменьшается. Изменение светлоты при разбавлении белым задается та- бличными значениями коэффициента яркости У (табл. 7.4). На цветном рис. IV показаны некоторые виды линий 103
Таблица 7.5 Обозначение смесей желтого и голубого пигментов и цвета образцов, представленных на цветном рис. IV Номер Весовое образца отношен! Наименование цвета « ISCC-NBS иг- •> В” Коэффициент яркости Y (" Обозначения Манселла желтого п мента К к синему Цветовой тон Светлота/ Насыщенность I-A 56/44 Очень темный си- невато-зеленый 0,014 2.0BG 1,75/4,6 I-B 64/36 Очень темный си- невато-зеленый 0,018 10,0G 1,39/6,2 I-C 75/25 Очень темный зе- леный 0,029 6,5G 1,90/6,9 I-D 80/20 Глубокий зеленый 0,038 4,5G 2,26/7,4 1-Е 89/11 Глубокий желтова- то-зеденый 0,067 2,0G 3,03/8,3 I-F 93/7 Глубокий желтова- то-зеленый 0,094 l,0G 3,58/8,3 I-G 98/2 Интенсивный жел- то-зеленый 0,189 7,5GY 4,90/9,4 К 100/0 Чистый желтый 0,484 6,5Y 7,35/12,5 1) 2) Оттенок желтого (хром желтый) [5.14] Милорн сцрий (железо синее) [5.14]. смешения, получаемых при использовании различных пиг- ментов. Линии I—III представляют собой смесевые ряды двух пигментов, из которых ни один не является белым. В табл. 7.5 определяются образцы, представленные на линии смешения I. Приведенные в таблице наименования цветов показывают широкий диапазон зеленых цветовых тонов, по- лучаемых при смешении двух пигментов. Кривая II на цветном рис. IV, приведенная Ивенсом [2.2, рис. 18.7], является линией смешения для художественных масляных красок цинка желтого J и кадмия глубокого крас- ного R. Линия смешения, заданная кривой III, была приве- дена в статье Джонса, посвященной художественным пиг- 104
ментам, используемым ранее [7.12, рис. 12]. Она представ- ляет широкий охват зеленых цветов, получаемых при смешении пигментов прусского синего Р и хромовокислого свинца (хром желтый) К. Линия смешения показывает, что, хотя точки цветности Q, С (излучение С МКО) и К лежат на прямой (не показана) и, следовательно, цвета К и Q являют- ся дополнительными, ни одна смесь пигментов на палитре не будет воспроизводить нейтральный серый цвет. Джонс указал, что смеси пигментов, представленных в этом диапа- зоне, впервые дали возможность художникам XIX в. доволь- но точно воспроизвести природные зеленые цвета. Кривая IV, взятая из той же статьи [7.12, рис. 7], является V-образ- ной линией смешения прусского синего Р и свинцовых бе- лил в масле; она напоминает линию смешения для образцов 6-А, 6-В и 6-С на цветном рис. III. Эти примеры показывают, что даже в тех случаях, когда известны цветности цветов двух пигментов, точно предска- зать цветность их смесей можно не всегда. 7.8. ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ И ПУАНТИЛЛИСТИЧЕСКАЯ ЖИВОПИСЬ В разд. 5.8 кратко описано зрительное смешение цветов, которое имеет место при наблюдении пуантиллистической живописи и рассматрийании изображения в цветном телеви- зоре. Имеет значение то, что в таких случаях результат зри- тельного смешения двух цветов на цветовом графике пред- ставлен прямыми линиями смешения. Таким образом, в цветном телевидении, где лучи зеленого G и красного R цветов испускаются одновременно от крошечных сосед- них точек фосфоров G и R на экране, цветность получающе- гося, равномерно смешанного цвета представляется точкой на прямой линии смешения, соединяющей на цветовом гра- фике точки, представляющие G и R (рис. 7.11). Истинное по- ложение точки на цветовом графике, например, для желтого J (рис. 7.1) определяется относительными количествами в смеси цветов G и R. Если необходим желтовато-зеленый Q, то количество G должно быть больше количества R. Полный охват цветностей, получаемых в телевидении при использовании трех фосфоров: В (синего), G (зеленого) и R (красного), на рис. 7.11 представлен площадью, ограни- ченной тремя прямыми, которые образуют треугольник (разд. 7.3). Белый свет, представляемый, например, таким ис- 105
точником, каким является равноэнергетический источник Е, можно воспроизвести смешением соответствующих относи- тельных количеств синего, зеленого и красного света. В пуантиллистической живописи цветовой график приго- ден не только для того, чтобы идентифицировать цвета раз- личных цветовых тонов, получаемых смешением цветов в зрительном процессе, но и для определения тех пар или триад цветов, которые могут воспроизвести сероватые цве- та. Например, прямая линия смещения, которая проходит через центральную область цветового графика, предупреж- дает о возможности воспроизведения серых смесей и цветов низкой насыщенности. В разд. 7.7 упоминалось об интерес- ном диапазоне зеленых цветов, получаемых аддитивным смешением красок прусского синего и хрома желтого (кри- вая III на цветном рис? IV). На рис. 7.12 еще раз показана кривая линия смешения, с тем чтобы подчеркнуть, что она не проходит сквозь центральную область вблизи точки С. Однако если эти две краски применяются в пуантиллистиче- ской живописи, то между точками Р и К можно провести прямую линию смешения. Эти цвета, по существу, дополни- тельные; линия смешения проходит довольно близко от точки С. Поэтому, если только нет преобладания либо жел- того, либо синего, поверхность, окрашенная этим способом, будет восприниматься серовато-тусклой. И хотя художник не будет, вероятно, рассматривать наложение точек хрома желтого К и очень темного и разбавленного прусского сине- го Р, из рис. 7.12 ясно, что оттенки прусского синего, пред- ставленные точкой S или Т (из кривой IV на цветном рис. IV), будут также приводить к линиям смешения, прохо- дящим через область серого или сероватых цветов. 7.9. ЦВЕТОВЫЕ РАЗЛИЧИЯ В промышленности важно измерить не только цвет, но и цветовые различия. Причина заключается в том, что, ког- да изготовитель решает выпустить краску или окрашенный предмет определенного цвета, он чаще всего рассчитывает воспроизвести такой цвет, который будет соответствовать строго определенному цвету в пределах установленного до- пуска. Чем меньше допуск-тем труднее его задача. К сожалению, цветовые различия не могут измеряться 106
Рис. 7.13. Цветности двух пар цветов с одинаковым цветовым различием (Gx и G2; R/ и R2) при одинаковом коэффициенте яркости (У = 0,20) и цвете образца краски до (JJ и после (J2) выцветания без изменения коэффициента яркости (У = = 0,893). Рис. 7.12. Линии смешения для смесей пигментов прусского си- него (Р) и хрома желтого (К). Субтрактивная цветовая смесь (кривая ли- ния); цветовое смешение усреднением (пуантиллистическая живопись) (штриховые прямые линии). расстояниями между точками на цветовом графике МКО. Одним из основных недостатков этого графика является его неравномерность [6.1, с. 108, 178]. Большая область этого графика занята зелеными цветами, в то время как красные, пурпурные И синие сосредоточены на относительно неболь- ших участках. Эта неравномерность поясняется на рис. 7.13. Точки Gt и G2 представляют цветности двух зеленых цветов одного и того же цветового тона. Воспринимаемое цветовое различие между «этими цветами равно воспринимаемому цветовому различию между двумя красно-пурпурными цве- тами и R2 одного и того же красно-пурпурного цветово- го тона. Коэффициент яркости всех четырех цветов одина- ков (У = 0,20). Хотя цветовые различия одинаковы, расстоя- ние между точками Gt и G2 втрое превышает расстояние между точками Rx и R2. Отсюда ясно, что измеренные на цветовом графике расстояния не пригодны в качестве меры цветовых различий. 107
В публикациях по измерению цвета, вышедших в США после 1940 г., имеются многочисленные ссылки на единицу НБС1) (иногда называемую джаддом), используемую для определения малых цветовых различий. Изменение цвета в одну единицу НБС представляет приблизительно такое из- менение цвета, которое обычно допустимо в торговле [7.14]. Одна единица НБС эквивалентна приблизительно пяти едва ощутимым цветовым различиям. (Эквиваленты в системе Манселла приведены в разд. 8.4.) Численные значения цве- товых различий в единицах НБС можно рассчитать по координатам цвета X, Y и Z, определенным для каждой пары цветов. В литературе по цвету, опубликованной в течение 1960-1975 гт., обсуждается ряд других формул, предла- гаемых для расчета цветовых различий [5.13, с. 45; 7.16]. Одна из формул, используемых для расчета цветовых разли- чий, AN LAB (40) [7.15, с. 12], получила довольно широкое распространение, особенно в текстильной промышленности Великобритании [7.17, 18]. Совсем недавно МКО была ре- комендована упрощенная модификация формулы ANLAB (40). Эта модификация, называемая формулой LAB МКО 1976 г. [CIELAB (1976)], рекомендуется для самого широко- го применения (ткани, пластмассы, краски и т.п.) [7.19-21]. Формула предназначена для расчета цветовых различий по двум наборам координат цвета X, Y и Z [7.15, с. 106]2). Од- на единица ANLAB (40) [или одна единица C1ELAB (1976)] приблизительно соответствует одной единице НБС или пяти едва ощутимым цветовым различиям [7.22]. Формула LAB МКО 1976 г. рекомендуется главным образом для цветов поверхностей. Другая формула LUV МКО 1976 г. [CIELUV (1976)] рекомендуется для выраже- ния цветовых различий в светотехнике, фотографии, телеви- дении, полиграфии, где также представляют интерес цветно- сти рассматриваемых цветов [7.15, с. 107; 7.21]. Формула НБС является модифицированной Хантером фор- мулой Джадда, она была рекомендована к использованию Нацио- нальным бюро стандартов США и в течение ряда лет (до рекомен- даций МКО по формулам расчета цветовых различий) применялась в промышленности,- Прим. ред. 2) Формула разработана Адомсом, Никкерсон и Штульцем и часто обозначается как AN (40) или ANS-Прим. ред. 108
В качестве примера цветовых различий, которые могут представлять интерес для художников и дизайнеров, следует указать сообщение Г. В. Левизона [5.1], посвященное свето- стойкости многочисленных художественных пигментов. Ле- визон определял координаты цвета X, У и Z образцов кра- сок, содержащих пигменты, до и после испытания их на светопрочность. Так как в то время не было формул расчета цветовых различий, принятых во всем мире, он выразил свои данные двумя способами, используя две формулы, одной из которых была формула ANLAB (40). Он рассчитал характеристику стойкости многочисленных пигментов, ис- пользуя результаты определения цветовых различий по фор- муле ANLAB (40). У большинства из исследованных Левизоном пигментов после освещения светом изменились как цветность, так и коэффициент яркости. На рис. 7.13 представлена цветность образца желтой акриловой краски до (JJ и после (J2) не- скольких месяцев освещения ее солнечным светом (шт. Огайо) (У = 0,893). Образец (Ганза 10G) является одним из тех, для которых наблюдается изменение цветности, а коэффициент яркости У остается постоянным. Изменение цвета, выраженное в единицах ANL (40), составляло 12,7; со- ответствующая характеристика стойкости равна 3,2. (Шкала стойкости простирается от 0 для предельно приемлемой све- тостойкости до 10 для 100%-ной светостойкости.) 7.10. ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА Очень часто в современной литературе по цвету упо- минается термин цветовая температура или, в частности, по отношению к свету ламп его эквивалент температура черного тела. Чтобы понять значение термина, рассмотрим изменение воспринимаемого цвета крошечной полости в куске железа, нагретого в печи. Вначале при увеличении температуры по- лость становится тускло-красного цвета. Затем при дальней- шем повышении температуры она становится красновато- оранжевой или, наконец, когда железо начинает плавиться (1535°С),-оранжевой. Если бы можно было наблюдать по- лость в расплавленном железе, когда оно нагревается до точки кипения (3000°С), то можно увидеть, что ее цвет будет приближаться к белому. 109
к Рис. 7.14. Кривая цветовой температуры (штриховая кривая). Рис. 7.15. Кривая цветовой температуры. Увеличенная часть рис. 7.14, представляющая всю линию кривой цветовой температуры (в К). Точки цветности показаны для излучений А, В, С и МКО [2.3, с. 166]; равноэнерге- тичесхого света (£); света люмиифцеитных ламп: стандартного белого теплого света (Р) от Лампы мощностью 40 Вт, белого (Q), стандартного белого холодного (R) и дневного света (S) [3.7, с. 47]; света неба, покрытого тучами (М) (кривая I, рис. 4.3) [4.9]; света северного неба, падающего на плоскость под углом 45° (N) (кривая II, рис. 4.3) [4.9], и света от ясного синего неба (Н) [3.7, с. 47]. но
4' Путь точек, представляющих цветности железа при его гнагревании, довольно близко следует штриховой кривой ли- нии (рис. 7.14), которая начинается в правом углу цветового графика МКО. Часть цветового графика в форме прямо- угольника на рис. 7.14, содержащего кривую, воспроизведена на рис. 7.15 в большем масштабе, с тем чтобы лучше пока- зать детали. Кривая называется кривой цветовой темпера- туры, иногда линией черного тела или планковской линией. В науке и технике такие высокие температуры, о которых упоминалось выше, часто выражают в кельвинах, К (ранее в градусах Кельвина), а не в градусах стоградусной шкалы Цельсия, °C [7.15, с. 246]. Чтобы получить значение темпе- ратуры в кельвинах, к температуре, заданной в градусах Цельсия, следует прибавить число 273. Таким образом, за- данную температуру в 3000°С одинаково хорошо можно представить как 3273 К, а температуру, заданную приблизи- • тельно как 4000°С, с таким же успехом предствить как при- близительно 4300 К. Кривая цветовой температуры представляет собой гра- фик цветностей, соответствующих спектральным распреде- лениям, задаваемым точным физическим уравнением. На рис. 7.15 показан отрезок кривой от 20000 К до теоретиче- ского предела бесконечной температуры (указанной симво- лом оо К). Вдоль кривой нанесены точки (светлые кружоч- ки), представляющие шкалу цветовой температуры в кель- винах. Цветности цветов полости нагреваемого железа при 600, 1000, 1500 К и т.д. представлены соответствующими точками цветовой температуры. Цветность цвета солнца, температура поверхности кото- рого составляет около 6000 К, расположена в точке кривой, обозначенной цветовой температурой 6000 К в области цве- тового графика, представляющей белый свет. Ивенс описал белую область как овальную площадь, включающую кри- вую цветовой температуры в диапазоне приблизительно 4000-10000 К [2.4, с. 51]. Хотя длина этого овала указана, относительно его ширины известно лишь то, что «попе- речный размер кривой цветовой температуры меньше ее продольного размера». Овальная форма этой области (штриховая линия) на рис. 7.1 является только предположе- нием. При цветовой температуре, превышающей 10000 К, соответствующие цветности указывают на цвета с увеличи- вающейся воспринимаемой чистотой синеватых цветовых тонов. 111
Таблица 7.6 Цветность цветовая температура некоторых излучений МКО н дневного света Излучение или свет Цветовая температура, К Излучение А МКО (стандартизо- 0,4476 0,4075 2850 ванный свет лампы накалива- ния) [2.3, с. 166] • Излучение В МКО (стандарти- зованный прямой солнечный свет) [2.3, с. 166] 0,3484 0,3516 4874Х) Излучение С МКО (стандарти- зованный усредненный дневной свет) [2.3, с. 166] 0,3101 0,3162 67741» Излучение D6S (стандартизован- ный усредненный дневной свет) [2.3, с. 166] 0,3127 0,3290 65O41’ * Прямой солнечный свет [4.9] 0,3362 0,3502 т. 5335 Свет покрытого тучами неба [«] 0,3134 0,3275 6500 Свет северного неба под углом 45° к поверхности [4.9] 0,2773 0,2934 10000 Свет равноэнергетического ис- точника Е [2.3, с. 166] 0,333 0,333 54001’ *’ Коррелированная цветовая температура. Кривая цветовой температуры представляет собой инте- рес в связи с тем, что точки, характеризующие цветности из- лучения нецветных ламп накаливания и люминесцентных ламп, расположены на самой кривой или очень близко к ней ' (рис. 7.15). Таким образом, в случае лампы накаливания с вольфрамовой нитью цветность, заданная точкой (0,477; 0,414), столь же хорошо может выражаться цветовой темпе- 112 / ' J.
ратурой 2500 К. Если точка цветности расположена вблизи кривой, она обозначается ее коррелированной цветовой тем- пературой [2.3, с. 167]. В табл. 7.6 приведены цветность (х, у) и цветовая темпе- ратура или коррелированная цветовая температура равно- энергетического источника Е, излучений А, В, С и D65 МКО (рис. 4.4 и 4.5) и света неба при трех условиях измерения (два условия характеризуются кривыми I и II на рис. 4.3). Точка цветности стандартной лампы накаливания с вольф- рамовой нитью мощностью 60 Вт [2.3, с. 166] приблизи- тельно совпадает с точкой А (излучение А МКО). При представлении цветности в виде цветовой или кор- релированной цветовой температуры имеется два преиму- щества. Во-первых, требуется только одно число (например, 2500 К) вместо двух (0,477 ; 0,414). Во-вторых, благодаря не- большому опыту мы можем визуально, представить, что оз- начают в характеристиках воспринимаемого цвета величины 2500, 6000 или 12000 К.
8 ЦВЕТОВЫЕ СИСТЕМЫ / 8.1. ЦВЕТОВОЕ ПРОСТРАНСТВО МКО, (х, у, У) МКО Часто говорят, что цвет трехмерен. (Это верно по крайней мере для психофизического и изолированного психологичес- кого цветов.) Однако, что понимается под тремя измерения- ми цвета! Обычно под словом «измерения» мы понимаем высоту, ширину и глубину, установленные в футах, метрах или иных единицах длины. Все предметы объемны и зани- мают пространство; они трехмерны. Измерениями цвета являются те величины, которые опре- деляют его. Измерениями изолированного психологического цвета являются цветовой тон, воспринимаемая чистота и во- спринимаемая яркость. Для психофизического цвета ими являются координаты цвета X, У и Z или полученные с их помощью три независимые величины, например х, у и Y, или ряд величин XD, Ре и У или ряд L, Л, В, упомянутый в разд. 8.2. 1 s Цветовой график, который относится только к координа- там х и у, является двумерным; его можно вычертить на плос- ком листе миллиметровки, однако, чтобы одновременно представить графически три измерения х, у и Y, точки долж- ны располагаться в пространстве (х, у, У) МКО. Такое цве- товое пространство можно представить в виде набора гори- зонтальных цветовых графиков, располагаемых строго один над другим, подобно этажам высотного здания. На каждом цветовом графике размещаются точки, представляющие цвета с одной яркостью У Таким образом, на одном уровне яркость У должна составлять, например, 50, на другом, бо- лее высоком уровне 60, на следующем 70 и т.д. (рис. 8.1). Разумеется, мы не можем представить уровни, располо- женные ближе, на которых У= 50, 51, 52, 53 и т.д., с по- стоянным изменением У между уровнями, что позволяет чь 114
Рис. 8.1. Цветовое пространство (х, у, Y) МКО (1931) для света, ис- пускаемого светящимися предметами. точно определить место цвета с У = 52,6. Следует указать, что, в то время как на цветовом (двумерном) графике представляется только цветность цвета, в цветовом про- странстве представлен сам (психофизический) цвет. (В случае цветных предметов должен быть также известен источник освещения.) Если луч света А одного цвета (для которого У = 50) объе- диняется с лучом В другого цвета (для которого У = 60), по- лучающаяся аддитивная смесь М должна иметь яркость У = 110. В цветовом пространстве (х, у, У) МКО точка цвет- ности цвета луча А должна быть на уровне У = 50, для луча В-на уровне У = 60, для М-на уровне У = 110. Положение точки цветности для М при У= 110 должно определяться методом, рассмотренным в разд. 7.3. Цветовое пространство (х, у, У) МКО для цвета световых потоков распространяется до уровня яркости, выше которо- го цвет ослепляет и не может восприниматься. С другой стороны цветовое пространство (х, у, У) МКО для цветов несветящихся нефлуоресцирующих предметов определяется границами Мак-Адама. В этом случае мы должны предста- вить себе сооружение, больше напоминающее пирамиду, не- жели высотное здание. Плоскость пола на каждом уровне (в соответствии с коэффициентом яркости У) должна иметь 8* 115
Рис. 8.2. Цветовое пространство (х, у, Y) МКО (1931), определяемое границами Мак-Адама для света, рассеянного или пропущенного * нефлуоресцирующими несамосветящимися предметами, осве- щаемыми светом источника, представляющего собой излучение С МКО. (Получено на основе [3.7, рис. 3.22]; перепечатка с разре- шения издательства Wiley and Sons. Inc., New York.) форму, описываемую соответствующей границей Мак-Ада- ма. Плоскости пола при У= 0; 0,10; 0,20; 1,00 предста- влены на рис. 7.8. Законченная пирамида имеет форму, пред- ставленную на рис. 8.2, на котором указан один контур (или уровень) при Y = 0,30. На цветном рис. II показаны образцы цвета, которые рас- полагаются вблизи уровня Y == 0,30 в цветовом пространстве (х, У, Y) МКО. (Это цветовое пространство применимо к тем случаям, в которых освещение определяется излуче- нием С МКО.) 8.2. ЦВЕТОВОЕ ПРОСТРАНСТВО LAB МКО ,» ♦- В разд. 7.9 система LAB МКО упоминалась в связи с из- мерением цветовых различий нелюминесцирующих предме- тов. Координаты цвета X, Y, Z МКО можно преобразовать с помощью простых расчетов в три величины L, А и В. Эти три величины определяют другое цветовое пространство, полное название которого равноконтрастное цветовое про- 116
странство LAB МКО (1976). Оно также называется равно- контрастным цветовым пространством (L*a*b*) МКО 1976 [7.19]. Причина, по которой цветовое пространство LAB МКО представляет большую ценность, состоит в том, что равные расстояния между цветами в любых частях цветово- го пространства LAB МКО представляют приблизительно одинаково ощущаемые различия; следовательно, оно обес- печивает удобную меру для численного определения цве- товых различий [7.21]. Формула, используемая для расчета цветовых различий в единицах LAB МКО, характеризует расстояния в цветовом пространстве LAB МКО. 8.3. СИСТЕМЫ ОБРАЗЦОВ ЦВЕТА Хотя система определения цвета (х, у, У) МКО принята во всем мире и широко используется, в тех случаях, когда требуется меньшая точность, применяется ряд систем, со- стоящих из образцов цвета. Некоторые их них используются только в конкретных отраслях промышленности или торговли (например, в тек- стильной, строительной, производстве пластмасс и отделке интерьера); однако в отдельных случаях образцы опреде- ляются в характеристиках (х, у, У) МКО, которые делают их приглядными для всех отраслей. В табл. 8.1 перечислены цветовые системы, которые представляют или могут пред- ставлять интерес для художников и дизайнеров. В большин- стве этих систем образцы цвета представляют собой пе- чатные оттиски или накраски. Другие системы состоят из светофильтров (жидкостных, пластмассовых, стеклянных). Р таблице содержаться ссылки на источники, из которых можно получить дальнейшую информацию о системах. Ху- дожникам и дизайнерам наиболее знакомы цветовые си- стемы Манселла и Оствальда, которые обсуждаются в двух последующих разделах. Американским оптическим общест- вом недавно была введена равноконтрастная цветовая шка- ла, которая не предназначается для использования при опре- делении цвета, а имеет особую ценность для применения в искусстве и дизайне. Широкое распространение для определения цвета в ФРГ и странах Центральной Европы получила «Цветовая карта DIN», которая имеет некоторое сходство с «Атласом цветов Манселла» (см. ниже). 117
Таблица 8.1 Системы образцов цвета и атласы цветов 1. Растворы ARNY. Цветные растворы химических веществ [4.10, с. 334; 8.1]. 2. Атлас цветов. Е. А. Хикетхайер. Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнольд, 1974 (1000 печатных образцов). Преобразование в систему (х, у, У) МКО. 3. Руководство по гармонии цвета. Якобсон, Гранвилл, К.Е. Фосс. Чикаго: Контейнер корпорейшин оф Америка, 1942, 1946, 1948. (три издания). 949 образцов накрасок на ацетате целлюлозы. Матовая и бле- стящая поверхности. Предназначаемся для использования в дизай- не. В работе [8.2] для всех образцов приведены координаты (х, у, У) МКО [2.1, с. 165; 2.3, с. 250 ; 2.4, с. 167; 6.1, с. 170; 8.3-6]. 4. Словарь цвета. А. Мэрц, М. Р. Пауль. Нью-Йорк: Мак Гроу- Хилл, 1930, 1950. 7056 образцов, отпечатанных методом растровой печати на по- луглянцевой бумаге. Для широкого использования. В работе [8.2] приведены цветовые характеристики (х, у, У) МКО образцов перво- го издания [2.1, с. 17Q; 2.3, с. 252; 4.10, с. 337; 7.3, с. И]. 5. Цветовая карта DIN. Официальный стандарт DIN 6164, Берлин: Б.-Вертриб, 1962. 585 образцов накрасок с матовой поверхностью. Для широкого применения. Имеется переход к системам Манселла и (х, у, У) МКО [2.3, с. 266; 3.7, с. 478; 8.7]. 6. Цветовая система Фосса. К. Е. Фосс. Питтсбург: График арт текникал фаундейшн, 1972. 6000 различных цветов. Для использования в полиграфии [2.3, с. 254]. 7. Атлас цветов Хикетхайера (см. Атлас цветов). 8. Садоводческая карта цветов. Британский совет по цвету со- вместно с Королевским обществом садоводов (Лондон). 1938, 1940. Автор Роберт Ф. Вильсон. Печатные образцы. Для перехода к системе Манселла, см. [8.8]. 9. Атлас цветов ICI. Отделение красителей фирмы «Империал кбмикел индастрис», Манчестер, Англия. 1379 образцов цвета и 19 серых фильтров (27 580 возможных цветов). Для использования в текстильной промышленности [8.9, 10]. 10. Цвета Ловибонда. Тинтометр лтд., Солсбери, Англия. Цветные стеклянные светофильтры. 1900 сочетаний цветов. Для перехода к системе (х, у. У) МКО [8.10а, 2.3, с. 200]. 11. Справочник цветов Метюэна, 2-ое изд. А. Корнеруп и Д.Х. Ваншер. Лондон: Метюэн, 1963, 1967. 118
Продолжение табл. 8.1 1266 печатных образцов (полутоновая печать). Для широкого применения. Имеется переход к системе Манселла [8.11]. 12. Атлас цветов Манселла. Издания с блестящими и матовы- ми образцами. Балтимора: Манселл колор К°, 1929-1976. 1325 образцов с матовой поверхностью; 1600 образцов с бле- стящей поверхностью. Для широкого применения. В [8.12-14] со- держится переход от системы Манселла к системе (х, у, У) МКО [2.1, с. 167; 2.3, с. 258; 2.4, о. 156; 3.7, с. 476; 4.10, с. 334; 6.1, с. 172; 8.3]. 13. Атлас системы естественных цветов. Стокгольм: Швед- ский центр цвета. Около 1400 образцов накрасок. Для архитектуры и дизайна. Имеется переход к системе (х, у, У) МКО [2.3, с. 269; 8.15-19]. 14. Цветовая система Ню-Хью (1946 г). Фирма «Мартин-Се- нур», Чикаго, шт. Иллинойс. 1000 окрашенных карточек. Для использования в лакокрасоч- ной промышленности. Для перехода к системе (х, у, У) МКО см. работу [8.20], к системе Манселла-работу [8.21] [2.1, с. 164; 2.3, с. 247; 8.1]. 15. Равноконтрастные шкалы цветов OSA. Американское опти- ческое общество, Вашингтон, окр. Колумбия. 558 карт акриловых образцов с блестящей поверхностью. Для использования в искусстве и дизайне. См. работу [8.20] для перехо- да к системе (х, у, У) МКО, а работу [8.21]-к системе Манселла [2.3, с. 270; 8.22, 23]. 16. Цветовая система Оствальда (см. «Руководство по гармо- нии цвета»). 17. Цветовая система Плошера. Лос-Анджелес: фирма «Фокс Принтинг», 1948, 1965. 1248 цветных карт. Для использования при декорировании ин- терьеров. Для перехода к системе Манселла см. работу [8.24] [7.3, с. 12]. 18. Стандартная карта цветов Америки. 9 изд. Нью-Йорк: Ас- социация цвета. США, 1941. Для перехода к системам (х, у. У) МКО и Манселла см. работу [8.25] [7.3, с. 13]. 19. Атлас цветов Виллалобоса. Буэнос-Айрес: «Либрериа эль Алтенко адиториаль», 1947. 7279 образцов, полученных полутоновой печатью. Для широко- го использования [2.1, с. 171]. 20. Цветовая карта Вильсона (см. «Садоводческую карту цве- тов»). 119
Окрашенные образцы цвета DIN с матовой поверх- ностью определяются тремя характеристиками: цветовым тоном по DIN, воспринимаемой чистотой цвета по DIN и ступенью темноты по DIN (относительной светлотой) [2.3, с. 266; 5.3, с. 663]. Цветовой круг разделен на 24 визуально равноступенных интервала, и каждый цветовой тон на цве- товом графике МКО представлен линией постоянной доми- нирующей длины волны (или дополнительной длины волны) по отношению к излучению С МКО. Каждый образец иден- тифицируется в системах DIN, а также (х, у, У) МКО (излу- чение С МКО), (kD, Р„ у) МКО (излучение С МКО), Мансел- ла и Оствальда. г 8.4. ЦВЕТОВАЯ СИСТЕМА МАНСЕЛЛА Цветовая система Манселла, используемая # США в на- стоящее время, является наиболее значительной 'системой образцов цвета (разд. 1.1). Обозначения в системе ОДансслла включены з стандарты Американского института государ- ственных стандартов и Американского общества испытания материалов [8.12]. Японские стандарты цвета основаны на обозначений в системе Манселла, а Британский институт стандартов использует ее для обозначения „цветов стан- дартных красок [1.11]. К цветовой системе Манселла относятся два набора окрашенных образцов цвета: набор с матовой поверхностью (около 1325 образцов цвета) и набор с блестящей поверх- ностью (около 1600 образцов). Время от времени число образцов в обоих наборах увеличивается по мере выпуска более насыщенных и достаточно стойких пигментов. Стан- дартные образцы цвета в виде небольших квадратных на- красок объединены в двухтомном «Атласе цветов Мансел- ла» [1.22]. Образцы также можно получить в виде карт, подшитых в скоросшивателе, и в виде нескрепленных листов накрасок. Для целей обучения цвету пригодны дешевые на- боры с небольшим числом цветов худшего качества по срав- нению со стандартными цветами. В этой системе цвета поверхностей определяются тремя характеристиками: цветовым тоном по Манселлу, насыщен- ностью по Манселлу и светлотой по Манселлу. Они позво- ляют количественно обозначить цвет поверхностей рассма- триваемых при определенных условиях наблюдения: обыч- 120
Рис. 8.3. Интервалы десяти цветовых тоиов круга цветовых тонов Манселла. ный дневной свет (излучение С МКО), освещение под углом 45° и наблюдения по прямой линии зрения, перпендикуляр* -ной к поверхности [7.3, с. 7]. Когда цвет образца опреде- ляется путем сравнения его с образцами цвета Манселла, обычно используется нейтральный серый фон. В работе [7.3, с. 7] даются специальные рекомендации по изменению ме- тодики при определении цвета матовых и блестящих по- верхностей, глянцевых тканей, жидкостей, стекол, флуорес- цирующих материалов, микроскопических образцов и т.п. В круге цветовых тонов системы Манселла имеется 10 областей, которые обозначаются следующим образом (по ходу часовой стрелки) (рис. 8.3): R (красный), YR (желто- „ красный), Y (желтый), GY (зелено-желтый), G (зеленый), BG (сине-зеленый), В (синий), РВ (пурпурно-синий), Р (пур- пурный), RP (красно-пурпурный). Круг цветовых тонов раз- делен шкалой, состоящей из 100 равномерно распреде- ленных радиусов. Интервал одного цветового тона (напри- мер, R) включает 11 радиусов цветового тона, 0-10; последний, 10-й радиус цветового тона интервала совпадает с начальным нулевым радиусом следующего интервала цве- 121 ,,]’к > ‘ £ Л
тового тона. В каждом интервале имеется основной цвето- вой тон, расположенный посередине интервала, т.е. по ра- диусу 5-го цветового тона. Основные цветовые тона обозначаются через 5R, 5YR, 5Y, 5GY и т.д. Цветовые тона по конечным радиусам интервалов обозначаются через 10R, 10YR, 10Y, 10GY и т.д. На рис. 8.3 показаны радиусы для основных цветовых тонов (штриховые линии) и для ко- нечных цветовых тонов (сплошные линии). Нумерация ра- диусов в каждом интервале возрастает в пределах 0-10, сле- дуя по ходу часовой стелки. В связи с тем, что цветовой тон вдоль каждого конечного радиуса идентичен начальному цветовому тону следующего интервала, то, например, цвето- вой тон 10R идентичен цветовому тону 0YR. Однако обо- значение 0YR обычно не используется. Это подобно обозна- чению времени суток, заданного в расписаниях движения поездов и самолетов. Конец дня (середина ночи) задается как 24:00. Этот момент можно также задать как начало следующего дня 0:00, но обычно обозначение 0:00 не ис- пользуется. Однако 3 мин после полуночи указываются как 0:03. Аналогично на круге цветовых тонов Манселлд, цвето- вой тон несколько более желтый, чем 10Y можно записать, например, как 0.2YR. Образцы цвета в атласе Манселла даны не только для цветовых тонов с радиусами 5 и 10 в каждом из десяти ин- тервалов цветового тона, но и для цветовых тонов с проме- жуточными радиусами 2,5 и 7,5. Таким образом, набор образцов предусматривает все 40 цветовых тонов: 2,5R, 5R, 7,5R, 10R, 2,5YR, 5YR, 7,5YR, 10YR, 2,5Y, 7,5, 10Y и т.д. Для семи оставшихся интервалов цветового тона Равномерное угловое распределение (9°) 40 радиусов цветовых тонов за- ключается в том, что они выбирались в соответствии с вос- приятием равномерно распределенными. Светлота по Манселлу обозначается по шкале в преде- лах 0-10. Она указывает на светлоту воспринимаемого цве- та и рассчитывается по коэффициенту отражения света (коэффициенту яркости), измеренному для образца [2.4, с. 157]. Насыщенность по Манселлу часто рассматривают в каче- стве приблизительного аналога воспринимаемой чистоты цвета. Насыщенность образца цвета по Манселлу опреде- ляется как отличие от серого цвета той же светлоты. Шкала насыщенности располагается вдоль радиуса цветового тона; насыщенность в центре (нейтральный серый) равна нулю 122
Рис. 8.4. Возможные стандартные образцы цвета Манселла (пока- заны точками). Представлено 40 цветовых тонов и до 16 единиц насыщенности при светлоте по Манселлу 5 (коэффициент яркости Y = 0,20). Не показаны радиусы цветовых тонов для промежу- точных значений 2,5 R, 7,5 R, 2,5 YR, 7,5 YR и т.д. / ( и равномерно увеличивается при удалении от него до макси- мальной насыщенности на границе Мак-Адама, определен- ной для каждого цветового тона и светлоты. (Макси- мальные значения насыщенности приведены в таблице работы [8.26].) Образцы цвета Манселла приводятся при на- сыщенности 1, 2, 4, 6, 8 и т.д. до максимально допустимой, доступной для каждого из 40 цветовых тонов при использо- вании пигментов с приемлемой стойкостью. Равномерные ступени насыщенности в пределах 2-4, 4-6, 6-8 и т.д. пред- полагают представление равных с точки зрения восприятия интервалов. На рис. 8.4 показаны основные радиусы цветового тона, конечные радиусы цветового тона и концентрические окруж- ности насыщенности, представляющие одинаковые ступени насыщенности. На рисунке точками показаны все цвета вы- пускаемых в настоящее время блестящих образцов Мансел- 123
i- ла при светлоте 5. Центральная точка, которая изображает нулевую насыщенность, представляет собой нейтральный - серый образец. Блестящие образцы цвета, которые имеют такую высокую насыщенность, как 16, имеются в красных (R) и желто-красных (YR) цветовых тонах. В разд. 6.4 упоминалось, что доминирующая длина вол- ны и чистота не являются точными показателями восприни- маемого цветового тона и воспринимаемой чистоты. Джадд писал: «... цветовой тон, светлота и насыщенность по Ман- селлу в достаточном приближении отражают психологиче- ские характеристики цвета предмета, в то время как доми- нирующая длина волны, коэффициент отражения и условная чистота лишь плохо аппроксимируют их» * [6.4, с. 852]. Следует указать, что, хотя цветовая система Манселла представляет равно ощущаемые меры цветового тона, насы- щенности и светлоты, единицы одной меры не равны другим- Это демонстрируется следующим сравнением: 1 ед. светло- ты » 10 ед. НБС (разд. 7.9); 1 ед. насыщенности = 7 ед. НБС; 1 ед. цветового тона « 0,4 ед. НБС при насыщенности 1 [2.3, с. 317]. Единица цветового тона устанавливается как 1/100 круга цветового тона (или 1/10 интервала цветового тона). Иначе 1 ед. светлоты эквивалентна примерно 1,5 ед. насыщенности и 25 ед. цветового тона при насыщенности 1 (или до 3 ед. цветового тона при насыщенности 5 [6.1, с. 175]). На цветном рис. V показаны точки, представляющие вы- пускаемые в настоящее время блестящие образцы Манселла максимальной насыщенности для 40 цветовых тонов при светлоте 6. Проходящая через точки жирная линия ограни- чивает область полного охвата выпускаемых образцов Манг селла с блестящей поверхностью при светлоте 6. Эта же ли- ния в уменьшенном масштабе воспроизведена на рис. 8.5, с тем чтобы дать возможность сравнить этот охват с теоре- тически возможным более широким охватом (границей Мак-Адама) при светлоте 6. Обнаруживается большое раз- личие между существующим максимумом (насыщенность 10) для блестящих образцов цветового тона 5G и граничной насыщенностью 28. Возможно, что когда-нибудь это разли- чие будет уменьшено введением1 новых стабильных пигмен- тов. На цветном рис. V представлены также образцы Мансел- ла и образцы цвета и «Торгового каталога пигментов» .А * I ' , L
Рис. 8.5. Охват возможных стандартных образцов цвета Манселла, воспроизведенных в меньшем масштабе с цветного рис. V для сравнения с границей Мак-Адама при светлоте по Манселлу 6 (коэффициент яркости Y я» 0,30, излучение С МКО). [5.14], приведенные на цветном рис. II. Цвет образцов имеет светлоту по Манселлу приблизительно равную 6 (У = 0,30). Два образца из «Каталога» не попадают в область охвата образцов Манселла. В «Атласе цветов Манселла» окрашенные образцы груп- пируются таким образом, что на одной странице предста- влен только один цветовой тон по Манселлу, например 5YR, а образцы располагаются так, чтобы представить из- менения по светлоте и насыщенности по Манселлу. Отме- ченные на рис. 8.6 точки характеризуют доступные для вос- произведения блестящие образцы для цветовых тонов 5YR и 5В, расположенные так, что насыщенность возрастает ра- - диально (горизонтально) от вертикальной нейтральной оси. На нейтральной оси располагаются нейтральные серые цве- л 125
Рис. 8.6. Охват возможных стандартных образцов цвета Манселла для дополнительных цветовых тонов 5В и 5YR для сравнения с со- ответствующими границами Мак-Адама (излучение С МКО). t * V Белый 10 9 t Рис. 8.7. Расположение цветово- 1 го тона, насыщенности и светло- ты в цилиндрическом цветовом пространстве Манселла. 126
та в интервале светлоты 0 (черный)-10 (белый). Например, для цветового тона 5YR и насыщенности 4 указывается семь образцов, которые изменяются по светлоте в пределах 2-8. На рис. 8.6 также показаны границы Мак-Адама для цве- товых тонов 5YR и 5В [8.26]. Для желто-красного цвета вы- пускаются образцы вплоть до насыщенности 14, которая до- вольно близко приближается к границе Мак-Адама. В случае синего цвета 5В между доступными образцами Манселла и теоретически возможным пределом существует довольно большой разрыв. На рис. 8.7 представлено пространственное расположение двух окружностей одна над другой. Мы можем представить такие окружности на равномерно расположенных уровнях, характеризуемых значениями светлоты по Манселлу в пределах 1—9; на каждой окружности имеются точки, как только что показанные на рис, 8,4. Затем, если вообра- жаемые окружности опустить, в пространстве останутся множества точек, находящихся в одной плоскости в цвето- вом пространстве Манселла. Каждая точка представляет разный цвет Манселла (имеется около 1600 блестящих образцов цвета!). Часть цветового пространства Манселла, занятая всеми множествами точек, имеет, грубо говоря, форму луковицы; эта часть светового пространства назы- вается цветовым телом Манселла. С другой стороны, цвето- вое пространство Манселла очерчено границей Мак-Адама, имеющей, если можно так выразиться, форму репы. (Мо- дель последнего пространства показана в работе [8.26].) По- этому мы можем вообразить цветовое тело в цветовом про- странстве как луковицу,4 помещенную внутрь оболочки большой репы. Вертикальное сечение такой комбинации представлено на рис. 8.6, в котором граница Мак-Адама обеспечивает профиль репы, а точки наводят на мысль о де- формированной луковице. Горизонтальное сечение предста- влено на рис. 8.5. Обозначения Манселла легко записываются, например: желтый образец, характеризуемый цветовым тоном 7,5Y, светлотой 7 и насыщенностью 8. В обозначениях Манселла насыщенность записывается как /8 (рис. 8.4), а цвет обозна- чается 7,5Y 7/8. Нейтральные серые цвета вместо обозначе- ния цветового тона описываются буквой N. Так как они имеют нулевую насыщенность, то она не указывается. Та- ким образом, нейтральный серый со светлотой 6 обозна- чается как N 6/. f
.; л <»' f с 1 .( » Таблица 8.2 Г. . - <?*’ '9 *v*? ’ и . ч 1 , f г ‘л r Таблица периода светлоты по Мапселлу с у в коэффшцеят яркоств Y (отражены) ла врооускашы [8.13] 1 L t e 11 • я* V У V У к < «. ” i f ’ ' is ” *Н.* А / ‘ . > 0,00 0,0000 6,00 0300 ,1 1 0,85 0,0100 6,16 0,320 Г 1,00 - 0,0121 » 6,33 0340 V , 1,49 0,0200 6,48 0360 1 1 * ’ Л 1,50 0,0202 6,50 0362 i • < г »г ’* ъ 1,95 0,0300 6,64 0,380 к / 2,00 0,0313 6,78 0,400 д- А ‘ и 1 2,31 0,0400 -7,00 0,431 * • 2,50 . 0,0461 7,06 0,440 У •» 2,61 0,0500 7,33 0,480 ж 2,87 0,0600 7,50 0,507 ? ,/л у 3,00 0,0656 7,58 0,520 3,10 0,0700 7,82 0,560 Г ь / * 331 0,0800 8,00 0,591 3,50 0,0900 8,05 0,600 3,68 0,100 8,27 0,640 \ •* 4,00 0,120 8,48 0,680 4,29 0,140 8,50 0,684 4,50 0,156 8,68 0,720 ' \ 435 0,160 8,87 0,760 » 4 4,80 0,180 9,00 0,787 ' - 'll 5,00 0,198 9,06 0,800 * , 5,03 0,200 9,24 0,840 * » 5,24 0,220 9,41 0,880 * < г h 5,44 0,240 9,50 0.900 ,“<*« 1 1 5,50 0,246 9,66 0,940 Д '' ’ 5,64 0,260 9,82 0,980 ;' а 5,$2 0,280 9,90 1,000 /• <х 10,00 1,026 & ‘ ' Г'1-' """Т д * 1 J * Обозначения'цвета, заданные в > ,. J системе (х, у, Y) МКО, излучение С МКО, можно преобразовать в систему Мансел- ла с помощью таблицы и набора девяти карт, опублико- ванных в [3.7, 8.13]. Эта таблица перевода светлоты по 1 1 • S; JA Манселлу в коэффициент яркости Y и наоборот представле- * Г / ’ ’ ’ * 128 i-J С *» t- i . Г- . » i 4 / > t
на здесь в сокращенном виде (табл. 8.2). Перевод к системе Манселла требует обычно дробных чисел ^ля цветового то- на, светлоты и насыщенности. Например, может быть такое обозначение: 8,4Y 7,36/8,9. Издание «Атласа цветов Манселла» 1929 г, в течение многих лет являлось авторитетным источником обозначе- ний Манселла. Обозначения, сделанные с его помощью, бы- ли названы обозначениями по атласу Манселла [7.3, с. А-1]. В 1943 г. был опубликован доклад о результатах работы, проведенной Комитетом Американского оптического обще- ства по улучшению расположения образцов в пространстве и распространению обозначений Манселла до границ Мак- Адама [8.13]. В течение, ряда лет цвета, приведенные в со- ответствии с докладом 1943 г., были обозначены тем, что называлось ренотациями Манселла. В настоящее время, в связи с тем что прошло так много лет, что нет возможно- сти для цутаницы со старыми обозначениями по атласу Манселла, термин обозначения Манселла используется по отношению к новым образцам. Последние издания «Атласа цветов. Манселла» полностью согласуются с докладом 1943 г. Этот раздел нельзя закончить без краткого упоминания о двух вопросах, связанных с восприятием цвета. Во-первых, равномерные ступейи светлоты в «Атласе цветов Манселла» были установлены точно таким же визуальным способом, какой остается для цветового тона и насыщенности. Однако в связи с тем, что наблюдатели часто ошибались в оценке при сравнении светлоты образцов высокой насыщенности, Комитет Американского оптического общества произвольно решил связать светлоту и коэффициент яркости математиче- ской формулой (ср. табл. 8.2) [2.4, с. 166]. Другое замечание непосредственно касается насыщенно- сти. Ранее было упомянуто, что насыщенность по Манселлу обычно принимается за приблизительный аналог восприни- маемой чистоты цвета. По-видимому, до настоящего време- ни это понятие не было предметом обсуждения. Однако в настоящее время следует пересмотреть пригодность этого понятия, так как экспериментальная работа Ивенса [2.4, с. 168] показала, что в восприятии насыщенности сочетают- ся воспринимаемая чистота и «яркость цвета». , ‘ ( 1 М ( V 9- 684 ц ' » 129
8.5. ЦВЕТОВАЯ СИСТЕМА ОСТВАЛЬДА 1 » 1 1 *. ? Цветовое тело в цветовой системе Оствальда предста- вляет собой двойной конус, т. е. два идентичных конуса с об- щим основанием и с центральной вертикальной осью. На рис. 8.8 двойкой конус показан с одним вырезанным секто- ром. Всего в двойном конусе имеется 24 сектора, каждый из которых представляет один цветовой тон и имеет треуголь- ную? форму. На рис, 8.9 представлены два треугольника, ох- ватывающие дополнительные цвета (противоположные сек- торы цветового тела). Вертикальные стороны всех 24 треугольников образуют ось черное-белое, которая пред- ставляет собЬй центральную ось двойного конуса; она про- ходит от южного полюса В (черный) до северного полюса W (белый). Точки вдоль оси соответствуют нейтральным серым цветам, которые постепенно изменяются от черного до белого. Создатель системы химик Вильгельм Оствальд (1853-1932) считал, что все цвета поверхностей, рассматри- ваемых в неизолированных условиях, т.е. неизолированные ' цвета, являются смесями гипотетических чистых '(полных) цветов (цветов поверхностей, максимально освобожденных от воспринимаемой черноты и белизны [2.4, с. 107]) с черным и белым [8.4]. Вершина треугольника (точка С) ха- рактеризует чистый цвет данного цветового тона; все другие точки внутри треугольника представляют собой смеси чи- стого цвета с черным и белым [8;3]. В каждой точке предпо- лагается определенное процентное соотношение чистого цвета, черного и белого; такие распределения одинаковы для всех 24 цветовых тонов. Цветовые смеси воспроизводят- ся смешением цвета усреднением, когда эти процентные со- отношения характеризуются площадями секторов чистого цвета, черного и белого на вращающемся диске (разд. 5.8). Точки вдоль линии, соединяющей W и С, характеризуют смеси белого и чистого цвета С. Линии точек смешения, па- раллельные Лидии, соединяющей W и С, называются изото- новыми линиями (с одинаковым содержанием черного). Представленные вдоль каждой изотоновой линии цвета со- держат определенную долю черного. Точки вдоль линии, со- единяющей В и С, описывают смеси черного с чистым цве- том. Линии, параллельные данной линии, называются изооттеночными линиями; каждая такая линия соответ- ствует цветам, содержащим определенную долю белого. ’ ’ / * 130
I Рис. 8.9. Вертикальное поперечное сечение цветового тела Остваль- да. I _ 1 Вертикальные линии называются цзрхромными линищни, по- скольку они представляют цвета той же насыщенности и цветового тона, но изменяющихся коэффициентов ярко- сти. Изовалентные линии являются окружностями в гори- зонтальных плоскостях, проходящих через двойной конус Оствальда; они соединяют точки цветов, имеющих одинако- вое содержание черного и белого, но разный цветовод тон. Экватор цветового тела является изовалентной линией, про- водящей через равномерно расположенные точки чистых цветов С для 24 цветовых тонов. 9* 131 ДИ ’ Ч < ' , . ' Г- , ’ I I '
ri ' / i При использовании цветовой системы Оствальда встре- чаются определенные трудности [8.3, 5]. Однако практиче- ское видоизменение этой системы было разработано и пред- ставлено в «Руководстве по гармонии цвета» [1.20, 8.6]. Цель «Руководства» заключалась в том, чтобы «обеспечить понимание и изучение гармонии и координации цвета в ди- зайне» [2.3, с. 251]. В начале «Руководство» состояло из 24 карт с треугольниками цветового тона. В третьем издании («Руководство» более не публиковалось) число их возросло до 30; оно содержало 943 матовых и блестящих образцов цвета. В «Руководстве» каждый цветовой треугольник пред- ставляет охват, который содержит 28 цветов одной домини- рующей длины волны; каждый треугольник рассматривает- ся в паре с противолежащим треугольником в двойном конусе (рис. 8.9); этот треугольник содержит цвета дополни- тельного цветового тона (дополнительной доминирующей длины волны). Цвета С являются возможными приближе- ниями пигментов к чистым цветам Оствальда. . «Руководство» представляет интерес для художников, по- скольку изотоновые и изооттеночные серии линий являются довольно хорошими приближениями к градациям цветов, встречающемся в природе. Изохромные серии (обычно на- зываемые теневыми рядами) стимулируют восприятие раз- личных уровней света и тени [6.1, с. 171]. Таким образом, затененные зеленые цвета на вертикальном зеленом столбе, освещенном с одной стороны, можно представить на карти- не изохромной серией зеленых. ' / 8.6. СИСТЕМА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЦВЕТОВ (NCS) Для каждого человека с нормальным цветовым зрением система естественных цветов обеспечивает эффективный ' метод, позволяющий проводить оценку цвета без использо- вания цветоизмерительной аппаратуры или образцов цвета для сравнения. Система может использоваться непосред- ственно для определения цвета стены в комнате, листьев на I расстоянии, окрашенного участка, на котором имеет место одновременный контраст, пятна на экране телевизора и т.п. Определенный таким способом цвет является абсолютным измерением, основанным на цветовом восприятии. Он отли- чается от психофизического определения, которое основы- вается на уравнивании цвета. 132 л >' р Vf • 1
к Понятие NCS связывается с именем немецкого физиоло- га Эвальда Геринга (1834-1918), теория цветового зрения ко- торого продолжает получать все большее признание. Систе- ма естественных цветов была возрождена шведским физи- ком Триггве Иоганссоном (1905-1960); в Шведском центре цветов [8.15, 18] продолжаются исследования, связанные с этой системой. Основу NCS составляет распознавание шести психологи- ческих первичных цветов (разд. 3.2): белого, черного, желто- го, красного, синего и зеленого. Последние четыре цвета являются унитарными цветовыми тонами: желтый-это тот, в котором нет ни зеленоватого, ни красноватого; красный — это тот, в котором нет ни желтоватого, ни синеватого; си- ний-это тот, в котором нет ни красноватого, ни зеленова- того, и зеленый-тот, в котором нет ни синеватого, ни желтоватого [2.4, с. 66, 107]. Все другие цветовые тона оце- ниваются как смеси двух унитарных цветовых тонов, напри- мер зеленовато-желтые, красновато-желтые, желтовато- красные, синевато-красные. Первым шагом при оценке цвета в NCS является опреде- ление цветового тона [8.15, 17, 18]. На цветном рис. VI представлен цветовой круг, приписываемый Герингу [8.15]. Ниже также представлен круг цветовых тонов, вытянутый в прямую полоску. Унитарные цветовые тона, обозначенные Y, R, G и В, располагаются равномерно по кругу. Чистый несмешанный характер каждого из них представляется од- ним цветом в соответствующем месте цветовой полосы. На- пример, на участке R цветовая полоса только красная. Кро- ме Y, R, G и В, все цветовые тона представляются в виде смеси двух компонент. Штриховые линии указывают цве- товые тона смесей 50/50: YR, RB, ВС и GY. Штриховыми линиями указаны также интервалы цветового тона. Таким образом, желтые цвета простираются от GY до YR. Желтый между YR и Y содержит зеленый; они зеленоватые. Желтые цвета между Y и YR-красноватые. В такой терминологии умышленно исключены общепринятые названия цветовых тонов, например оранжевый, пурпурный и голубой. Однако, разумеется, при низких коэффициентах яркости (для цветов нелюминесцирующих объектов) вместо желтых и желтова- то-зеленых мы должны видеть коричневые и оливковые цве- та. В системе NCS и по теории Геринга те унитарные тона, которые располагаются на цветовом кругу друг против дру- га, не образуют новых цветовых тонов. Иными словами, мы
Aji 1 • I'j ' / ' t * ) I , , •< I* * । V 1 ‘ не можем ощутить зеленовато-красные, красновато-зеленые, синевато-желтые и желтовато-синие цвета [8.18, С- 1,11]. Чтобы оценить цветовой тон, наблюдатель сначала дол- жен определить два унитарных цветовых тона, между ко- торыми располагается данной цветовой тон. Когда это сде- лано, наблюдатель оценивает относительные доли двух унитарных цветовых тонов, требуемых для воспроизведения данного тона. Например, наблюдатель может решите, что цветовой тон располагается между цветами G и Y. Предста- вив это, после некоторого рассмотрения цветовой тон оце- нивается как состоящий на 30% из унитарного зеленого и ца 70% из унитарного желтого. Так как унитарный желтый со- ставляет более 50% цветового тона, то можно сказать, что цветовой тон желтый с 30% зеленого (т.е. зеленовато- желтый). Таким образом, в системе NGS цветовой тон обо- значается Y30G. С другой стороны, если цветовой тон такой зеленый (желтовато-зеленый), что в нем 20% составляет желтый, а 80%-зеленый, обозначение цветового тона в си- стеме естественных цветов должно быть G20Y. Если цвето- вой тон на 50% зеленый и на 50% желтый, то он обозначает- ся GY, Следующий этап заключается в том, чтобы визуально оценить относительные количества хррматической компо- ненты С [например, зеленовато-желтый (цветовой тон Y30G)] и ахроматических белой (W) и черной (S) компонент. Например, после рассмотрения оценка относительных коли- честв компонент следующая: S 10%, W 20% и С 70%. В на- стоящее время имеется вся информация для обозначения цвета е системе NCS, ^тр: 1070 Y30G, где вначале приводит- ся относительное количество -черного S (10%), затем хрома- тической компоненты С (70%) и, наконец, цветового тона (Y30G). Указываются только два относительных количества, в связи с тем что третье (для белого W) можно получить вычитанием суммы S и С из 100. Относительные количества S, W и С обычно предста- ' вляются точкой на треугольном графике (рис. 8.10), который подобен треугольнику, полученному вырезанием сектора из цветового тела Оствальда (рис. 8.9). Только что описанный результат представлен точкой Р. Метод нахождения точки на равностороннем треугольном графике объясняется р разд. 6.2. Обширные испытания по применению системы NCS, проведенные Шведским центром цвета, показали, что люди 134 G <. • ' • , ’ у!.г > ; j
1 ’ • -'ll Рис. 8.10. Графическое представле- ние в системе NCS относительных количеств белой (IF), черной (S) и хроматической компонент (С), со- держащихся в воспринимаемом цвете* (Р). без особых знаний о цвете и без предварительного опыта В его определении или в его измерении могут провести вы- шеупомянутые оценки цветового тона С, W и S без помощи образцов цвета [8.18, с. 116]. В Шведском центре цвета был воспроизведен «Атлас цветов», содержащий около 1400 образцов [1.21; 8.16, 18]. Хотя для проведения оценок цвета в системе NCS «Атлас» не требуется, он будет полезен для точного обозначения цветов на основе чувственных крите- риев. В этом смысле он будет подобен «Атласу цветов Ман- селла». Системы Манселла и NCS представляют различное заполнение образцами, по существу, одного и того же цве- тового пространства; вероятно, между ними существует простое соотношение [8.19]. Ради универсальности образцы «Атласа» будут также обозначаться в системе (х, у, У) МКО. Набор цветовых образцов «Атласа» будет включать цве- товое тело NCS, в основном в форме системы Оствальда («Руководство по гармонии цвета») (рис. 8.8). Однако имеется основное различие в величинах, предста- вленных на треугольниках-секторах цветового тела. В треу- гольнике Оствальда указываются относительные количества черного, белого и чистого цветов для их воспроизведения методом смешения цветов усреднением. С другой стороны, в треугольнику NCS относительные количества являются оценками восприятий. Это, вероятно, представляет интерес для художников при использовании в своей работе теневых рядов, а также изотоновых и изооттеночных линий (рис. 8.9). Несомненно, «Атлас NCS» найдет множество практических применений в некоторых областях искусства и дизайна и за- менит цветовую систему Оствальда. 135
8.7. РАВНОКОНТРАСТНЫЕ ЦВЕТОВЫЕ ШКАЛЫ АМЕРИКАНСКОГО » ОПТИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА i / Комитет по равноконтрастным цветовым шкалам Аме- риканского оптического общества (OSA) разработал ряд цветовых карточек (5x5 см) с блестящей поверхностью, во- спроизведенных акриловой краской. В него входят 558 цве- тов, из которых 424 образуют уникальный набор, предста- вляющий особый интерес для работников искусств и дизайнеров [8.22, 23, 27, 28]. Для каждого цвета этого на- бора из 424 образцов имеется 12 соседних цветов, которые отличаются от него на одну и ту же воспринимаемую вели- чину. (В пределах охвата для некоторых цветов имеется ме- нее 12 соседних цветов.) В цветовом пространстве системы Комитета OSA охват этих цветов представлен простран- ственным распределением точек, из которые любая выбран- ная точка окружена 12 ближайшими соседними точками, на- ходящимися на равных расстояниях от нее. Цель предложе- ния Комитета OSA состояла в том, чтобы «обеспечить набор образцов, из которых можно построить максималь- ное число разнообразных по своему составу равнокон- трастных цветовых шкал» [8.27]. Набор предназначается «для изучения и использования как учеными, так и художни- ками и дизайнерами» [8.23]. Равноконтрастная цветовая шкала представляет собой последовательность образцов цвета, различающихся на оди- наковую воспринимаемую величину различия. Из набора 424 карт можно выбрать 398 равноконтрастных цветовых шкал [8.28]. Число цветов в каждой равноконтрастной цве- товой шкале колеблется в пределах 3-9. (Только по три цве- та содержат 36 шкал.) Только около 50 шкал включают ней- тральный серый и дополнительные цвета. (Цвета, которые являются дополнительными в цветовом пространстве систе- мы Комитета OSA, в основном близки дополнительным цветам, оцененным по методу МКО, обсуждаемому в разд. 7.2) Многие цветовые шкалы не были до сих пор из- вестны и поэтому представляют большой интерес. Чтобы отобрать из набора образцы для построения рав- ноконтрастных цветовых шкал и цветовых карт, необходимо ознакомиться со структурой цветового пространства систе- мы Комитета OSA. Идею структуры можно понять при рас- смотрении симметричного расположения в цветовом про- i 136
видистантных ближайших соседних точек вокруг цент- ральной точки в кубическом октаэдре. » Рис. 8.12. 12 эквидистантных точек (см. рис. 8.11), лежащих на квад- ратных решетках в горизонтальных плоскостях. странстве 13 точек образцов цвета: одна точка образца цвета, окруженная 12 ближайшими соседними точками, ка- ждая из которых располагается на равном расстоянии. Расположение 13 точек в цветовом пространстве системы Комитета OSA соответствует точно точкам, расположенным в 12 вершинах и в центре геометрического тела, предста- вленного на рис. 8.11 [8.29]. Это тедо называется кубиче- ским октаэдром; его можйо получить простым отсечением восьми вершин куба. Сечения выполнены так, чтобы оста- лись восемь одинаковых поверхностей в форме треугольни- ка, каждая вершина которого соединяется с вершиной дру- гого. Между треугольными поверхностями имеется шесть квадратов, которые являются остатками граней первона- чального куба. Вначале имеет смысл отметить, что каждая из 12 точек, окружающих точку О, имеет набор из 12 ближайших сосед- них эквидистантных точек и что такая структура сохраняет- ся во всем цветовом пространстве системы Комитета OSA. Например, точка J имеет ближайшие соседние точки D, Е, G, Н, О и семь других (непоказанных) точек. Второй харак- терной особенностью является то, что все 13 точек могут попадать на квадратные сетки в горизонтальных плоскостях (рис. 8.12). В цветовом пространстве системы Комитета OSA все точки образцов размещаются на квадратных сетках, находя- щихся в горизонтальных плоскостях, расположенных на рав- 137
V Рис. 8.14. Расположение точек в виде квадратных сеток на го- ризонтальных плоскостях с не- четными номерами (L = 1, 3, 5, L = -1, - 3, - 5, -). Рис. 8.13. Расположение точек в виде квадратны.^ сеток на го- ризонтальных Плоскостях с четными номерами (L = 0, 2, 4, 6, ...; L = -2, — 4, -6, ...). Г ном расстоянии друг от друга. На рис. 8.12 показано распо- лржение точек в сетке пересечений горизонтальных плрско- стей, называемых уровням# светлоты [8.27]. Уровни свет- лоты начинаются в центральной горизонтальной плоскости (L = 0) и обозначаются как L = 1, 2, 3, ..., если плоскости располагаются выше нее, или как L = — 1, — 2, — 3, ..., ес- ли они располагаются ниже. Две величины, требуемые для локализации точки на сетке любого уровня светлоты, за- даются значениями jug (рис. 8.13 и 8.14). На рис. 8.12 ясно, что, хотя точки Е, F, G и J, определяю- щие размер единичного квадрата, располагаются непосред- ственно над точками L, К, В и С, их расстояние до точек А, О и Н, определяющих единицы квадратной сетки того же размера на промежуточной горизонтальной плоскости, со- ставляет половину этой единицы. Точки в других горизон- тальных плоскостях с четными номерами (L= 0; L= 2, 4, 6, ...; L = — 2, — 4, — 6, ...) располагаются на пересечениях четных чисел (рис. 8.13). Таким образом, в кубическом окта- эдре положение точки О может определяться координатами j = 0, д — 0, а точки D-координатами j я=, 2, д = 0, каждая при уровне светлоты L = 0. С другой стороны, точки в пло- скостях, обозначенных нечетными номерами (L = 1, 3, 5, ...; L= —1, —3, — 5, ...), располагаются на пересечениях не- четных чисел (рис. 8.14). Таким образом, точка Е (L = 1) 138
имеет координаты j = 1 и д = 1, а точка C(L = — 1)- координаты J = 1 и д = —1. Теперь можно обратиться к цветам, представленным точками цветового пространства системы Комитета OSA, т.е. к точкам, заданным числами L, j и д. Нейтральные серые образцы располагаются в точках с координатами j = । ч= 0, д — 0 при уровнях светлоты L — 0, 2, 4, ... и L = — 2, — 4, — б, .... С увеличением числа L они становятся свет- лее. При L = 0, определяющем центральную плоскость светлоты, серый является средним серым с коэффициентом яркости Y = 0,30 (светлота по Манселлу равна 6). Серые цвета задаются через равные воспринимаемые интервалы, однако они не являются ближайшими соседями, потому что представлены только на чередующихся (с четными номера- ми) уровнях светлоты. (Образцы, которые имеют одинако- вое L, не обладают одинаковым значением коэффициента яркости У или светдоты по Манселлу [8.20, 23, 27].) Все цвета набора образцов, ограниченных высоко- прочными пигментами, представлены на уровне светлоты от £ = 5 (светлота по Манселлу на нейтральной оси 8,7; j = 0; д = 0) до L = — 7 (светлота по Манселлу на нейтральной оси 2, 3), являющихся пределами светлоты набора [8.23, 30]. На рис. 8.15 показаны радиусы основных цветовых тонов по Манселлу (разд. 8.4), расположенные в центральной плоско- сти светлоты L = 0 в порядке, обратном ходу часовой стрелки, и накладывающиеся друг на друга. Радиусы дают приблизительное представление о цветовом тоне, ожидае- мом в областях плоскости светлоты. Характерное для набо- ра и одинаковое с точки зрения восприятия расположение образцов относится к следующим условиям: угол зрения 10°, нейтральный серый фон и использование типичного из- лучения D65 МКО (разд. 6.3) [8.27]. Обращаясь к кубическому октаэдру, можно увидеть, что через любую точку и две противолежащие ближайшие точки можно провести максимум шесть прямых линий. Если через любую точку, представляющую образец цве- та в цветовом пространстве системы Комитета OSA, прове- сти прямую и продолжить ее в обоих направлениях до пере- сечения с границами охвата цветов, она будет проходить через точки, представляющие ряд равномерно располо- женных цветов. Он является равноконтрастной цветовой шкалой. Каждый образец цвета находится в шести таких шкалах. ' 139
I Рис. 8.15. Горизонтальная плоскость (/, в)- Области цветового тона приблизительно указаны основными радиусами цветовых тонов по Манселлу (штриховые линии). Чтобы получить многообразие цветовых последователь- ностей, можно также через точки цветового пространства системы Комитета OSA провести секущие плоскости. Такую последовательность цветов можно с успехом представить на цветовой карте. Горизонтальные секущие плоскости дают равноконтрастные последовательности цветов образцов одинаковой светлоты на 13 уровнях (от светлоты L = 5 до самой темной L = — 7). В каждом случае карта должна по- казывать последовательность в виде квадратной матрицы, имеющей строки с изменяющейся координатой j и столбцы с изменяющейся д [8.23, табл. 1]. Через точки в цветовом пространстве системы Комитета OSA можно провести множество вертикальных секущих плоскостей, дающих интересные ряды цветов в виде прямо- угольных сеток. Вертикальные плоскости, проходящие через нейтральную серую ось, т.е. через j = 0, д = 0 при всех уровнях L, воспроизводят ряды образцов, по существу, двух цветовых тонов (два набора дополнительных цветов, разде- 140
ленных нейтральными серыми образцами). Только две из этих вертикальных плоскостей дополнительных цветов (одна проходит через точку с координатами j = 2, д = 2, а дру- гая-через точку с координатами j = — 2,д = —2) вклю- чают в себя ряды точек, расположенных на равном расстоя- нии от соседних точек. Эти точки лежат на диагоналях плоскостей и определяют квадратные сетки. В одной из этих двух вертикальных секущих плоскостей дополнительными являются ряды цветов, имеющих зеленый и пурпурный цве- товые тона, в другой-синий и оранжевый. Разумеется, па- раллельно этим двум плоскостям можно построить другие вертикальные плоскости с рядами равномерно располо- женных точек в виде квадратной сетки, однако они не будут содержать нейтральных серых цветов и не будут предста- влять ряды дополнительных цветов (двух тонов). При проведении четырех наклонных секущих плоскостей через точку с координатами j< = 0, д = 0 при уровне L = О можно получить четыре ряда равномерно расположенных цветов в виде треугольных сеток. Одна плоскость проходит через точку j = 2, другая-через точку j = —2, причем обе при уровне L = — 2 и всех значениях д; третья плоскость проходит через д f= 2, а последняя-через д — — 2, обе при L = 2 и всех значениях j. При построении плоскостей, па- раллельных этим четырем, можно найти множество рядов равномерно распределенных цветов. Д. Никкерсон [8.23] представила таблицы с обозначения- ми Манселла цветов в трех характерных, равномерно распо- ложенных рядах (горизонтальном, вертикальном и наклон- ном). Ею же даны обозначения Манселла для цветов всех образцов OSA-UCS в работе [8.21]. Таблицы с обозначе»- ниями (х10, у10, У10) МКО И'(х, у, У) МКО представлены в работе [8.20]. 8.8. НАИМЕНОВАНИЯ ЦВЕТА МАТЕРИАЛОВ ПО МЕТОДУ ISCC-NBS Подсчитано, что нормальный глаз может различить около 10 млн. разных цветов, а в обычной торговле около 0,5 млн. цветов [2.3, с. 388]. Эти факторы подтверждают необходимость в точной количественной системе опреде- ления цвета, например системе (х, у, У) МКО. Однако во мно-
гих случаях большая точность не нужна и будет вполне достаточно нескольких сотен наименований цвета. С этой . целью в США Межотраслевым советом по цвету совместно с Национальным бюро стандартов (ISCC-NBS) был пред- ставлен официальный перечень 267 стандартизованных на- именований цвета, применимых к цветам нелюминесци- рующих материалов [7.3]. В 1933 г. ISCC принял решение о разработке метода обо- значения цвета в фармацевтической промышленности, «до- статочно стандартизованного, чтобы быть приемлемым для использования в науке, достаточно широкого для оценки и использования в науке, искусстве и промышленности и до- статочно общепринятого, чтобы быть понятным по крайней мере в общих чертах всем» [7.3, с. 1]. Была разработана си- стема наименований цвета; она была пересмотрена в 1955 г. Действующий в настоящее время перечень наименований цвета ISCC-NBS приводится в табл. 8.3 (см. в конце главы). Перечисленные наименования рассматриваются примени- тельно к непрозрачным материалам, однако они могут рас- пространяться и на светопропускающие материалы путем замены терминов «белый» на «бесцветный», «розовато- белый» на «слабо розовый», «желтовато-белый» на «слабо желтый» и т.д., как показано в табл. 8.3. Наименованиям цвета присвоены номера; эти номера, называемые цен- троидными номерами, также могут использоваться для обо- значения цвета. Чтобы можно было определить наименование цвета или номер центроида по методу ISCC-NBS, сначала следует уз- нать обозначение цвета в характеристиках цветовой тон- светлота-насыщенность по Манселлу. Зная это обозначе- ние, можно определить наименование и центроидный номер либо по 31 карт? наименований цветов из работы [7.3], ли- бо по табл. 8.3 и 8.4 (см. в конце главы), которые предста- вляют информацию, заданную в графическом виде в упомя- нутых выше картах, в табличной форме. Наименования цвета и центроидные номера по методу ISCC-NBS относятся к строго определенным блокам или зонам наименований цвета, заполняющим ту область цвето- вого пространства Манселла, которая включает наиболее часто встречающиеся цвета поверхностей. Каждый блок на- именования цвета определяет ограниченный ряд цветов, ко- торым можно присвоить одно общее наименование. Форма определенных блоков и их положение в цветовом простран-
е стве легко можно определить по соответствующим картам. I В работе [8.31] приведен ряд образцов цвета, характеристи- Г ки которых соответствуют центральным точкам блоков на- | именований цвета в цветовом пространстве Манселла. Этот [. ряд образцов представлен на «Картах центроидных цветов» ! ISCC-NBS. При использовании набора из 31 карты [7.3] в цветовом | пространстве определяется положение точки, представляю- j щей обозначение цвета по Манселлу, и отмечается тот блок ' наименования цвета, который включает эту точку. Данный I метод прост и быстр. В табл. 8.4 представлен другой, более компактный в опи- I сании вариант. В нем также необходимо найти блок, вклю- К/чающий данную точку. Прежде чем обсуждать конкретный пример, рассмотрим структуру табл. 8.4. В первой колонке । (слева) представлен диапазон светлот по Манселлу для ка- L ждогр блока. Вторая колонка дает отдельные численные Г значения насыщенности (0; 0,5; 0,7; 1,2;....; 40), которые ис- I пользуются для обозначения диапазона насыщенностей по |у!анселлу для блоков. Третья колонка дает отдельные цве- I товые тона по Манселлу (9RP, 1R, 4R, ...), обозначающие [ диапазон цветовых тонов по Манселлу для блоков. В по- следней колонке указываются центрридные номера, Цеко- R торые центроидные номера встречаются в последней колон- ; ке по два- три раза. Причина заключается в том, что j в некоторых случаях блоки имеют неправильную форму, [ С целью упрощения табл. 8.4 их необходимо разрезать на две или три части, имеющие шестигранную форму, которую можно описать одним набором предельных значений трех I величин. Другим принятым упрощением является использо- вание высшего граничного значения светлоты по Манселлу В (10), нижнего значения светлоты (0) иди верхнего предела на- f сыщенности по Манселлу (40) [8.26, табл. 1] в случае тех | цветовых блоков на границе цветового охвата, для которых I в картах наименований цветов ISCC-NBS нс указало Опре- деленное граничное значение светлоты или насыщенности по Манселлу. Для иллюстрации способа использования табл. 8.4 рас- смотрим цвет с обозначением по системе Манселла 5R 7/4. Определение наименования цвета производится в несколько I этапов: 1) обратимся к тем страницам табл. 8.4, которые вклю- чают обсуждаемый цветовой тон. Цветовой тон 5R включен
в интервалы, представленные на стр. 153 и 154; 2) отметим табличные интервалы светлоты по Манселлу, включающие интересующее нас значение светлоты. Для светлоты 7 на стр. 153 необходимо рассмотреть интервалы: 6,5-10; 6,5-8,5; 6,5-8,0 и 6,5-7,5. На стр. 154 имеется еще один дополнительный интервал: 4,5-10; 3) в тех частях таблицы, в которых рассматриваются ин- тервалы светлоты, одновременно проследим сверху вниз по тем двух последовательным колонкам насыщенности по Манселлу (т.е. насыщенности 3 и 5), которые включают ин- тересующее нас значение насыщенности (насыщенность 4), и по двум колонкам цветового тона (т. е. цветового тона 4R и 6R), включающим интересующее нас значение цветового тона (т.е. цветовой тон 5R). На той горизонтальной линии, где обе величины-насыщенность 4 и цветовой тон 5R-огра- ничены обозначениями 0, в последней колонке дан цен- троидный номер 5. Наименование цвета находится по табл. 8.3. Для центроидного номера 5 показано, .что цвет является «средним розорым». Незначительно различающиеся цвета часто находятся в одном и том же блоке наименования цвета в цветовом пространстве Манселла; следовательно, у них общий цен- троидный номер и одно и то же наименование цвета ISCC-NBS. Например, образцы цвета I-А и I-В на цветном рис. IV имеют одно и то же наименование; одинаковые на- именования имеют также образцы I-Е и I-F (табл. 7.5). Иногда в цветовом пространстве Манселла цвет нахо- дится на границе между двумя блоками наименований цве- та. В этом случае, несомненно, применимы два наименова- ния цвета ISCC-NBS. Имеются случаи, когда применимо до восьми наименований цвета, например для цвета с обо- значением по Манселлу 7Y 8/8. В данном случае положение цвета в цветовом пространстве Манселла обозначается точ- кой, в которой сходятся углы восьми блоков наименований цветов. Чтобы исключить неопределенность множества наимено- ваний цвета, по-.видимому, предпочтительно очень незначи- тельно, но последовательно изменять все величины в обо- значении Манселла, которые приводят к более чем одному наименованию цвета., Я предлагаю увеличить светлоту на 0,1, если ее количество задается одной из следующих цифр: 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,5; 5,5; 6,5; 7,5; 8,0 и 8,5. Таким обра- зом, если для светлоты приводится значение 7,5, то с целью 144
установления единственного наименования цвета ее следует задать как 7,6. Аналогично, если это происходит за счет чис- ленных значений насыщенности или цветового тона, то их необходимо увеличить на 0,1, с тем чтобы исключить опре- деление более чем одного наименования цвета. Таким обра- зом, для образца 6-В в табл. 7.4 насыщенность 9 необходи- мо увеличить до 9,1, что приводит к наименованию цвета «интенсивный синий» (178). Подобным образом цветовой тон 5РВ изменяется до 5,1РВ и наименование цвета для образца 6-С определяется как «светлый пурпурновато-си- ний» (199). Метод наименований цвета ISCC-NBS принят в третьем полном издании «Нового международного словаря Вебсте- ра» [8.32]. Однако наименование цвета можно присвоить с уверенностью, только когда известно обозначение Мансел- ла. Если цвет определен в значениях (х, у, У) МКО, то мож- но провести преобразование к обозначению по Манселлу с помощью набора карт и таблицы [3.7, 8.13]. В табл. 8.1 указаны некоторые системы образцов цвета (например, шведский «Атлас системы естественных цветов», «Атлас цве- та Хикетхайера» и западногерманский «DIN 6164)», которые содержат преобразования от принятых в них обозначений к обозначению Манселла или (х, у, Y) МКО. Для некоторых систем, в которых не содержится таких преобразований, в табл. 8.1 даны ссылки на те работы, в которых их можно найти. В некоторых системах образце^ цвета отдельным образ- цам присваиваются такие наименования, как «бамбино», «баварский синий» или «зеленый Хукера». Если цветовая си- стема является одной из 14 перечисленных в [7.3, с. 14], то наименование цвета ISCC-NBS и центроидный номер, со- ответствующий наименованию цвета по системе образцов (например, «баварский синий»), можно установить по «Сло- варю наименований цвета» [7.3, с. 85-158], в котором пере- числено 7500 названий. Для каждого случая также указы- вается система образцов цвета, в которой используется данное название. Таким образом, для «баварского синего» соответствующее наименование цвета ISCC-NBS «темно- синий», центроидный номер равен 183, а источник-цветовая система Плошара (декорирование интерьера) (табл. 8.1). Для «зеленого Хукера» из [7.3] следует, что он входит в цвето- вую систему Мэрца и Пауля [Словарь цвета (табл. 8.1)] V J 10-684 145
I , I яг . I •' , ,• • i ( 7 . । 9? i * ‘ • - 1 « 1 * и что это наименование присвоено двум образцам: «зеленый Хукера № 1», для которого наименование цвета и цен- троидный номер ISCC-NBS- соответственно «интенсивный желто-зеленый» (131), и «зеленый Хукера № 2», который обозначается как «средний зеленый» (145). Таблица с наименованиями-синонимами также приведена в [7.3, с. 37-82]. Под каждым центроидным номером пере- числены различные наименования из 13 систем, приписы- ваемые тому же, или приблизительно тому же цвету. Под центроидным номером 183 («темно-синий») имеется 191 раз- личное наименование. Если нас интересуют наименования, данные этому цвету в текстильной промышленности, мы должны рассмотреть шесть наименований, перечисленных в рисуем? образцов цвета Ассоциации карт цветов для тек- стильной промышленности. Под центроидным номером 145 («средний зеленый») имеется 25 наименований, перечис- ленных В цветовой системе Мэрца и Пауля. Эти наименова- ния включают, кроме «зеленого Хукера № 2», следующие нЛвания, известные художникам: «египетский зеленый» И «прозрачная окись хрома» для двух различных образцов цвета; «хром зеленый», «изумрудный», «зеленый. Веронезе (французский)», «голубовато-зеленый». 8.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТА: УРОВНИ ТОЧНОСТИ После обсуждения в этой книге вопросов обозначения цвета мы не можем не отметить того, что одни системы бо- лее пригодны для данной цели, чем другие. Возможно, на- иболее важным аспектом, который следует учитывать, является уровень необходимой точности. Келли [7.3, с. А-10] описал следующие шесть уровней точности. Первый уровень. Он относится к наиболее общим обозна- чениям цвета, например «желтый» цвет, когда мимоходом указываем на цвет автомобиля. На этом уровне достаточно десяти общих названий цветового тона: розовый, красный, оранжевый, коричневый, желтый, оливковый, желто-зеленый, синий и пурпурный. К ним добавляются (ахроматические) белый, серый р черный. z Второй уровень. На этом уровне точности список наиме- нований увеличивается за счет добавления 16 названий про- * межуточных цветовых тонов: желтовато-розового, краснова- 146
то-оранжевоГо, красновато-коричневого, оранжево-желтого, желтовато-коричневого, оливково-коричневого, зеленовато- желтого, оливково-зеленогр, желтовато-зеленого, синевато- зеленого, зеленовато-синего, пурпурновато-синего, фиолето- вого, красновато-пурпурного, пурпурновато-розового и пур- пурновато-красного. 26 цветов (исключая белый, серый и черный) представлены в табл. 8.3 названиями ее частей. . При этом уровне точности цвет автомобиля можно опреде- лить как «зеленовато-желтый». На этом уровне точности находятся предложенные Кел- ли (разд. 7.1) наименования цвета световых потоков. Приве- денный выше список наименований цветов и перечень цве- тдв в табл. 7.1 подобны. Однако среди наименований цветов световых потоков имеются оранжево-розовый, сине-зеленый и красно-пурпурный; по необходимости исключены корич- невый, оливковый, серый и черный. Третий уровень. На этом уровне подразделяются вышеу- помянутые категории цвета (табл. 8.3), приводя к 267 наиме- нованиям цвета ISCC-NBS. Как указано в разд. 8.8, цвето- вое пространство Манселла разделяется на 267 блоков наименований цвета. (При втором уровне точности цветовое пространство Манселла делится на 29 укрупненных блоков наименований цвета.) Наименования цветов получаются добавлением терми- нов, указывающих на степень светлоты и воспринимаемой чистоты. Эти термины включают: «живой (чистый)», «яр- кий», «интенсивный», «глубокий», «очень глубокий», «очень светлый», «светлый», «средний», «темный», «очень темный», «очень бледный», «бледный», «светлый сероватый», «темный сероватый» и «черноватый». На этом уровне точности цвет автомобиля можно определить как «чистый зелецовато- желтый» (центроидный номер 97). К этому уровню относит- ся набор карт цветов «Стандартной карты цветов Америки» (табл. 8.1). \ Четвертый уровень. На четвертом уровне цветовое про- странство разделяется далее на 1000-10000 цветов. К систе- мам образцов цвета, находящихся на этом уррвне точности, относятся «Атлас цветов Манселла», «Атлас цветов NCS», «Цветовая карта DIN» и «Словарь цвета Мэрца и Пауля» (табл. 8.1). На этом уровне можно использовать наименова- ния цветов, но они довольно громоздки. Предпочтительнее применять цифровые или буквенные коды, как, например, в обозначениях Манселла. С помощью «Атласа цветов Ман- ' 1 ’ ? * * i v . io* 147
селла» (издание с блестящей поверхностью образцов) можно найти, что цвет автомобильной краски в обозначениях Ман- селла определяется как 7,5Y 8/12. Пятый уровень. Данный уровень точности устанавли- вается с помощью визуальной интерполяции среди образцов Манселла. Посредством этого способа число определяемых цветов можно увеличить приблизительно до 100000. Это возможно, так как при большом внимании светлоту можно оценить до 7ю ед. светлоты по Манселлу, насыщенность - до г/4 ед. насыщенности и цветовой тон-до 1 ед. ^цветового тона при насыщенности 2 или до */4 ед. цветового тона при насыщенности 10 и выше. Таким образом, цвет краски авто- мобиля можно определить как 81/2Y 8,3/121/2. Шестой уровень. Наконец, на шестом уровне точности требуются оптические приборы, обеспечивающие измерение цвета. В данном случае число категорий цветов доходит до 5000000. Цвет автомобильной краски, как установлено в ла- боратории, может быть: (0,291; 0,433; 0,468) МКО 1931 г., излучение С МКО. Это обозначение можно затем преобра- зовать в обозначение Манселла с аналогичной точностью: ‘8,6Y 8,35/12,6 [8.13]. Таблица 8.3 Наименования цвета ISCC-NBS Наименования и номера центроидов по методу ISCC-NBS для цветов непрозрачных, про- зрачных и просвечивающих материалов. Исключение составляют № 9, 92, 153, 189, 231 и 263, представляющие иные наименования (в скобках) для обозначения цвета просвечиваю- щих и прозрачных материалов. Эта таблица подготовлена на основе данных, предста- вленных в работе [8.32, с. 448] Розовый (Рк) 1-чистый Рк 2-интенсивный Рк 3-глубокий Рк 4-светлый Рк 5-средний Рк 6-темный Рк 7-бледный Рк 8-сероватый Рк 9 - розовато-белый (слабый Рк) 10 - розовато-серый Красный (R) И-чистый R 12-интенсивный R 13-глубокий R ч "'У 14-очень глубокий R 15-средний R 16-темный R 17-очень темный R 18-светло-сероватый R 19-сероватый R 20-темно-сероватый R 21-черноватый R х 22 - красновато-серый 23-темный красновато- серый 24 - красновато-черный Желтовато-розовый (уРк) 25-чистый уРк
Продолжение табл. 8.3 26-интенсивный уРк 1 27-глубокий уРк 28-светлый уРк 29-средний уРк 30-темный уРк 31-бледный уРк 32-сероватый уРк 33 - коричневато-розовый Красновато-оранжевый (гО) 34-чистый гО 35-интенсивный гО 36-глубокий гО 37-средний гО 38-темный гО 39-сероватый гО 61-сероватый Вг 62-темный сероватый Вг 63-светлый коричневато- серый 64 - коричневато-серый 65-коричневато-черный Оранжево-желтый (OY) 66-чистый OY 67-яркий OY 68-интенсивный OY 69-глубокий OY 70-светлый OY 71-средний OY 72-темный OY 73-бледный OY Красновато-коричневый (гВг) 40-интенсивный гВг 41-глубокий гВг 42-светлый гВг 43-средний гВг 44-темный гВг 45 светлый сероватый гВг 46-сероватый гВг 47-темный сероватый гВг Желтовато-коричневый (уВг) 74-интенсивный уВг 75-глубокий уВг 76-светлый уВг 77-средний уВг 78-темный уВг 79-светлый сероватый уВг 80-сероватый уВг 81-темный сероватый уВг Оранжевый (О) 48-чистый (О) 49-яркий (О) 50-интенсивный (О) 51-глубокий (О) ‘ 52-светлый (О) 53-средний (О) Желтый (Y) 82-чистый Y 83-яркий Y 84-интенсивный Y 85-глубокий Y 86-светлый Y 87-средний Y 88-темный Y 54-коричневатый (О) [у ‘ 89-бледный Y 90-сероватый Y Коричневый (Вг) 55-интенсивный Вг 56-глубокий Вг 57-светлый Вг 58-средний Вг 59-темный Вг 60-светлый сероватый Вг 91-темный сероватый Y 92 - желтовато-белый (слабый Y) 93 - желтовато-серый Оливково-коричневый (О1Вг) i 149 Г
/ ' л V / . .. " i 1 , .- ,1 ' _, ,, i t f ‘, <! 1' 'J' i I. f * z' г '1 -Д 1 t '’•• 4,' '' ' ’< ' * 1 h 1 ч к Продолжение табл. 8.3 f к Л 1 у* 'V 94-светлый OlBr ,! . *1 1 it 1 128-темный сероватый 95-средний OlBr 1 O1G 96-темный OlBr / ; % , , ц / i ’ (7 £ ' 1 <t 1 <’*• Зеленовато-желтый (gY) 129-чистый yG 130-яркий yG 97-чистый gY 131-интенсивный yG . j b v V 1 98-яркий gY Желтовато-зеленый (yG) ** ч; 1! 99-интенсивный gY 132-глубокий yG 100-глубокий gY 133-очень глубокий yG 101-глубокий gY 134-очень светлый yG А ** 102-средний gY 135-светлый yG 1 ’ 103-темный gY 136-средний yG 104-бледный gY 137-темный yG S. 105-сероватый gY 138-очень темный yG i ‘Z < A 1 1 1 ’ Зеленый (G) / f' Оливковый (Ol) -139-чистый G 106-светлый Ol 140-яркий G 1 ! 107-средний Ol 141-интенсивный G 1 1 V 108-темный Ol * 142-глубокий G t { 109-светлый сероватый V • 143-светлый С Ol 143-очень светлый G у! 4. J ПО-сероватый Ol 144-светлый G ,' 1 111-темный сероватый *1 145-средний G Ol 1 146-темный G ** 112—светлый сероватой 147-очень темный G O1 148-очень бледный G 1 ПЗ-О1-серый 149-бледный G 114-О1-черный 150-сероватый G Желто-зеленый (YG) i 151-темный сероватый G ' ' ** t 115-чистый YG 152-черноватый G 116-яркий YG 153 - зеленовато-белый /7 Г ? ' 117-интенсивный YG 1 (слабый G) У 118-глубокий YG 154-светлый зеленовато- ,J 119-светлый YG серый г ,’ I 120-средний YG 121-бледный YG 122-сероватый YG 1 155 - зеленовато-серый х 156-темный зеленовато- серый » 157 - зеленовато-черный Оливково-зеленый (O1G) Голубовато-зеленый (bG) 123-интенсивный O1G 1 158-чистый bG 124-глубокий O1G 1 159-яркий bG 125-средний O1G 160-интенсивный bG Utl \ k ? w / 126-темный O1G 161-глубокий bG 127-сероватый O1G *162-очень светлый bG 150 1 1 J. ,' , •1
} 163-светлый bG I 164-средний bG 165-темный bG 166-очень темный bG Зеленовато-синий (gB) 167-чистый gB 168-яркий gB 169-интенсивный gB 170-глубокий gB 171-очень светлый gB 172-светлый gB 173-средний gB 174-темный gB 175-очень темный gB Синий (В) 176-чистый В 177-яркий В 178-интенсивный В 179-глубокий В 180-очень светлый В 181-светлый В 182-средний В 183-темный В 184-очень бледный В 185-бледный В 186-сероватый В 187-темный сероватый В 188-черноватый В 189 - голубовато-белый (слабый В) 190-светлый голубовато- серый 191 -голубовато-серый 192-темный синевато- серый 193 - синевато-черный Пурпурновато-синий (рВ) 194-чистый рВ 195-яркий рВ 196-интенсивный рВ 197-глубокий рВ 198-очень светлый рВ Продолжение табл. 8.3 199-светлый рВ 200-средний рВ 201 - темный РВ 202-очень бледный рВ 203-бледный рВ 204-сероватый рВ Фиолетовый (V) 205-чистый V 206-яркий V 207-интенсивный V 208-глубокий V 209-очень светлый V 210-светлый V 211-средний V 212-темный V 213-очень бледный V 214-бледный V 215-сероватый V Пурпурный (Р) 216-чистый Р 217-яркий Р 218-интенсивный Р 219-глубокий Р 220-очень глубокий Р 221-очень светлый Р 222-светлый Р 223-средний Р 224-темный Р 225-очень темный Р 226-очень бледный Р 227-бледный Р 228-сероватый Р 229-темный сероватый Р 230- черноватый Р 231 -пурпурновато-белый (слабый Р) 232-светлый пурпурно- вато-серый 233 -пурпурновато-сёрый 234-темный пурпурновато- серый 235 - пурпурновато-черный й/ Ч./ , . . -л? » • I . * л ' * V * Л
Продолжение табл. 8.3 Красновато-пурпурный (гР) 236-чистый гР 237-интенсивный гР 238-глубокий гР 239-очень глубокий гР 240-светлый гР 241-средний гР 242-темный гР 243-очень темный гР 244-бледный гР 245-сероватый гР Пурпурновато-розовый (рРк) 246-яркий рРк 247-интенсивный рРк 248-глубокий рРк 249-светлый рРк 250-средний рРк 251-темный рРк 252-бледный рРк 253-сероватый рРк Пурпурновато-красный (pR) 254-чистый pR 255-интенсивный pR 256-глубокий pR 257-очень глубокий pR 258-средний pR 259-темный pR 260-очень темный pR 261-светлый сероватый pR 262-сероватый pR Нейтральные цвета 263-белый (бесцветный) 264 - светло-серый 265 - средне-серый 266 - темно-серый 267-черный ' , С к Ч /
разд. 8.8) Светлоте о .. о о о 0 0 0 0 0 о о о о о о г о о о о о о о о о о о ООО о о о ♦.5-6.5 о о о о О о о о о о о о О о О о о о о о о о о о о о о о о о о о ООО ООО О о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о . о о 33 53 ООО о о . . о о ООО о . . ООО ООО ООО . о о ООО О . . . 0 0 0 0 ООО . . о . . о . . о ООО о _ 00 о о 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . .........0 0 000000000000 ......•..... о 00000000000. . .........0 0 ооооооооооО .........о о . . . о . . . о . . . 0 0 0 0 0 0.00 ..ООО 0 0 0 0 .......... 0 0 0 0 .......'. . . .0 0 0 0 0 0 0 . 1. . . о о ООО.00 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 0 0 0 0 0 . . ..ООО о . . . . о о о......... 0 0....... о......... 00000000. о о F 8.5-10. оо.... 8.5-10. 000... о о о о о 0 0 0 0 . о о ...ООО 0 0 0 0 Эта таблица представляет информацию, заданную в графической форме наю^еноеим^ чарта [7.3] 153 Таблица 8.4 Определитель для преобразовании обозначении цвета в системе Ман- седла в цеит рлдмыл иомер ISCC-NBS (для тсярж|вкж fM. Навыттшость Цветовой то» в 31 карте 0001 1 1 2 2 J 5 * 78911 1114 91 ♦ 67891 2 357 8 05702505 Ч34?°»В8®’ВЖППП х м ж Ж Л л л 8.5-10. 8.5-10. 8.0-10. 8.0-10 8.0-10 8.0-10. 8.0-10 8.0-10 7.5-10. 6.5-10. 263 263 9 9 7 6.5-8.5 О О в.5-8.5 о о 6.5-8Л . о 6.5-8.5 . О 6.5-8.0 . . IT 6.5-8.0 . . [ 6.5-Ю. . . I 6.5-10. . . I 6.5-8.О . . 6.5-8.О . . 1 6.5-а.о . . 6.5-8.О . . 6.5-7.5 . . 5.5-6.5 . . । 5.5-7.5 . . 5-6.5 ♦.5-6.5 О .5-6.5 4.5-6.5 4.5-6.5 ♦.5-6.5 ♦.5-6.5 ♦.5-6.5 11-684 о о о о о о о о о О.......... О.......... О О О О ..... . ООО........ . .0 0 0 0 0 . . . ......0000 ...00000........00 0 0 0 0 .......00 000 . . 0 0 0 00 0 .......00000000 0000...........ООО .*.0000........ООО ......00000. .,. .ООО .00000000 о О о о о о о о ..00.. ...ООО ООО 00000.... ....00... 0 0 0 0 о о о о о о о о о о о 28 52 ♦9 26 25 264 264 10 10 8 5 2 1 32 29 50 18 18 б 3 3 0 0 0 0 о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о . о . о о о о . о о о . о о о о о о о о 30 11 265 265 22 37 35 34 42 39 ♦5 63 63 63 57 60
4 Продолжение пфбл. $.4 Светлота Насыщенность Цветовод тон 0001 1 1 22 356 7 8 911 1 1 1 4 91 4 67 8 91 2 3578 0 4 7 0 9504 О 1 3 4 5 О В В В S ВВ Ж Y Y Y Т Y Y 05702505 р ВВВВВВ 4.5-6.5 4.5-5.5 4.5-5.5 . 4.5-5.5 . 4.5-10. . 3.5-5.5 . 3.5-5.5 • 3.5-5.5 . 3.5-5.5 . 3.5-4.5 . 3.5-4.5 . 3.5-4.5 . 2.5-4.5 О 2.5-4.5 : 2.5-4.5 . 2.5-4.5 • 2.5-4.5 . 2.5-4.5 . 2.5-4.5 - 2.5-4.5 . о о о о о о о о о о о о о о 2.5-4.5 2.5-3.5 . 2.5-3.5 . 2.5-3.5 . 2.0-2.5 . 2.0-3.5 . 2.0-3.5 . 2.O-3.5 . 1.5-2.5 . 1.5-2.5 . 1.5-2.5 . 1.5-2.5 . 0.0-3.5 . О.0-2.5 О О.0-2.5 • О,0-2.5 . 0.0-2.5 . О.0-2.0 . О.0-2.О . 0.0-2.О . О.0-2.О . 0.0-1.5 . О.0-1.5 . 0.0-1.5 . 0.0-1.5 . о о о о о о о о о о о о о о о о о о о оооо оооо о о 0 0 0 0 0 0 0 ...........О .0000........ 00000.. ....оооо.... .......ООО.. о о о о ОООО . . . О о оооо . . . о о . . . оооо оооо о о о о о о о о -ООО... . ООО.... ...00.. ....ООО ...ОООО ... О О О О о о о о о о о о о о о о о о о о о о о ОООО .ООО о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о . . . . о . . . . 0 0 0 0 0 о о о о о о о о о о о о о ооооооооооо О О . О о ООО о . . о о о о о о о о о о ООО............... . . 0 0 0 0 0 0 00 0 , . . О О о о о о J ООО О . . ..ООО.. ....ООО о о о о о ООО........ ООООООООООО ооооооооооо ООО....... . .0 0 0 0 0 0 О о о 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ООО ООО о о о о о о о о о о о . . . . О 0 0 0 0 0 ОООО. ...00 too о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о 00000.000000. . .....000000000 оооо. . . . .ООО .... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 о о о о о о о о о о о о о о ООО ООО ООО о о о о о...... ООО. . . 0 0 0 0 0 0 . . 0 0 0 0 --- 54 54 51 48 19 15 12 11 38 266 23 64 64 55 61 61 я 46 43 4J 40 20 20 16 16 62 59 11 267 41 41 56 24 21 24 65 59 к - ✓ 154
Продолжение табл. 8.4 Светлота Насыщенность Цветовой тон V 00011122356789111114 781479248 0 5 7 0 2 5 0 5 013450 YYYYYYGGG НА III 8.5-10. 8.5-10. 8.5-10. 8.5-10. 8.5-10. 8.0-10. 8.0-10. 8.0-10. 8.0-10. 8.0-10. 8.0-10. 8.0-10. 8.0-10. 8.0-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 5.5-10. 5.5-10. 5.5-10. 3.5-10. 6.5-8.5 6.5-8.5 6.5-8.5 6.5-8.5 6.5-8.5 6.5-8.0 6.5-8.О 6.5-8.О 6.5-8.О 6.5-8.О 6.5-8.О б.5-8.о 6.5-8.О 6.5-8.О 6.5-7.5 6.5-7.5 6.5-7.5 5.5-7.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 " """ ' ..... ' ........ ООО.................. 0 0 0000... оо......*........*.. .....оооо • •ООО. «••••*«• • ••••• оо.....«. • .00000. . • • • • • • • • • • « .00000. • •> • О О О 0 « • • • • • • •••«•• •••••ООО. • ••♦•••«••ООООО.,,*, О О О • • • • • • • •«••••••• ••••ОООО. • О О О • • • • • • ••••«ОООО.... ••••• • • О О О • • . • . •••••000«....*...«. • • • • О О • • • • • • «•••••ООО ,0 ••••••• • •ООО,.., • • ♦•.'•• • •••аОООО««.. «.ООО*..* • •••••••00....^.««*. • •••ООО.. .. • • « • « ^. • • О О О О • • ••••• ••••ООО.. • ••••♦ •♦•«.ОООО.... ••••ООО.. • •••••••ООО.* •••••• 00»<«..«« • «••••ООООО. •••••••• «ОО..«<«. • •• «ООООО. •••••••«•• •••«ОООО • •••••«•ОООО.. •••«•« ••••••ООО • ••••••••. О О О О О ••• • • •••••ООО • •••••••••• •••••ООО ООО».,,,, • «•••• ••••••••• О О О О О ••ООО.... 00000 ,... 0 0 0.. • ••••••••••••00000 •••••,000 О О О • • • •••••••••.. ••• 000000. «• ОО*»..,..***.,**,..* •••••ОООО • » О О О ••••••«•«••••• • оо.»»^..«. • •ООООО...,, • •••••«« .00000... • 0000«>« • ••••••••••« • « г • • О О О • • ••••• . ... О О О О О • ... • ООО...... • ••••••••••••• О О О О • » ООО*..... • ••«ОООО.».....*.*.••ООО,*», • •••••ООО» •••••»••* ••«•00«.« • • • ••••• .0000* •••••• •♦ООО*,,* • •••••••. «оооо...« • •ООО..*. • •••••••00. ••••••••• • ••♦ООО». • •••••(•0000»«.<*** ....ООО.* • •••••••.... О О О О ... • • •••ООО.» • •••••••ООО......**» О О • ••••• • .•••••ООО.,..«»..*>* . О О » • • • , , • ••00000. •• •••••••• • ••••00.. • ••«••••ООО. •••••••• «оо,«««,, • •••••••••ООООО.. ••• О О О • • • • • . • •••••••••••. О О О О • • Q О О • • • • . • • ••ООООО.. • ••••••«• .00«.«.«« • •••ООООО* •••••••••• , .00,,.«. .*•••••• • О О • • • • •••••• •‘•ООО»^», • ••.••• • «.оооо.....»* • •ООО..., • •••••«. ••••ОООО. ... ..ООО...* ,,,«,..• О 0 •••••••' • • •••ООО.» • ••••••• .0000» ••«••• •♦••ООО.. • •••••• •••ОООО**** . •••ООО.. 263 263 92 92 92 70 67 89 89 86 83 104 101 98 73 73 121 119 116 66 82 97 115 264 264 93 93 93 71 68 90 90 87 84 105 102 79 122 76 72 69 79 91 88 85 106 юз 100
Продолжение табл. 8.4 Сеетлота Насыщгнность Цветами тол V 00011122 О р О 2 5 о 5 ♦ Л-7.5 4.5-7.5 4.5-7.5 4.5-в.5 4.5-6.5 4.5-6.5 4.5-6.5 4.5-6.5 4.5-6.5 4.5-6.5 4.5-5.5 4.5-5.5 4.5-5.5 4.5-5.5 4.5-5.5 3.5-5.5 3.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-3.5 2.5-3.5 1.5-3.5 1.5-2.5 1.5-2.5 1.5-2.5 1.5-2.5 1.5-2.5 1.5-2.5 O.O-3.5 О.0-2.5 0.0-1.5 0.0-1.5 О.0-1.5 О.0-1.5 О.0-1.5 О.0-1.5 0.0-2.5 ....00000.ООО ... 0 0 0 0 .....ООО .00000...........ООО ООО... ........... 000000... 00...*...0000 ..ООО............. 0000..... ..00000.ООО... .0000..........ООО. .ООО............. ...ООО... ....00000.........00.. .0000000000 00.......... ....00000........... .00.. .00........00............. , ...oboooooooooooooo . , О 0 . . . . . .000000000000 ...0000.. .00000000000 .ОО.ь.... ....0000.00............... .ООО.......00............. .....0 0 0 0 0 . ...ООО 00... 000000000 .0000.... 0000............ ....0000000000000000 ..00. .0000 0*............ООО... ,0000..ООО. .С О О О..ООО... ,...00000...00., .000000000000 ...0000.. ....00000.* . . о о о .0000..............ООО .. 000000000 ..........ООО .... о о о о ....00...... ...... .ООО.......... .00. .0000000.00............... .0000000000000000000 ..00..... .00000000...... ...000 0/.. .000000000000 .-.0000.. .00000000...............ООО .0000.'........ООО .00000000000 .00.......... .000000000 ...........ООО ...0000000...,.00...... .ООО.... 0000............. ...00000000000000000 ..00..... . . .00000000000000000 ...0000.. .ООО...........00000. i . . 000000000 .ООО 00....... 000000000 122 120 117 265 265 63 112 112 109 109 74 80 77 106 74 80 77 118 266 64 95 113 113 110 по 107 127 125 g 96 111 108 128 126 75 124 78 65 96 108 114 126 267 |56
Продолжение табл. 8.4 Светлота Масыщехность_____ Цветовой тон »1 0 0 0 1 1 1 2 2 3 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 4 4 8 3 9109 5 6 7 9 ? ' 05 7 0 2 5 0 5 0 1 3 4 5 0 ввввВВГЯГ и » г у л -з и э у г о В В В В о о о о о о о о о о о о о о в.5-8.5 о о о о о о о о о о о о о о о о о о о 4.5-6.5 4.5-5.5 о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о . о о о о о о о о б 5.5-7.5 5.5-7.5 4.5-7.5 4.5-7.5 4.5-7.5 000000 О..... 0 0 0 0 0 0 о.......... о о о о . о ООО ООО о о . о . о о О О О О 0'0 о о о о о о о о о ООО о о о о о о о о о о о 3.5-5.5 о о о о о о о о о о о о о о о о о о 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 о о о о о о о о . . . . 0 0... 0 0.. .ООО ООО.. ООО 8.5-10. 8.5-10. 8.5-10. 8.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. I 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 7.5-10. 6.5-10. 5.5-10? 5.5-10. 5.5-10. 5.5-10. 5.5-10. 4.5-10. 3.0-10. 3.0-10. 0.0-10. 0.0-10. 0.0-10. 5.5-7.5 5.5-7.5 5.5-7.5 5.5-7.5 5.5-7.5 5.5-7.5 о о о ООО о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о 0,0 о ООО О о о о о о о о о о о о о о о о о 0 О О О О о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о О р О 0 . ООО о о . . о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о ООО . . о о о о о о о о о о о...... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ООО. о о о о 263 153 $ 143 162 184 184 184 180 202 198 198 130 140 159 188 177 195 129 176 194 из 187 154 135 190 264 149 144 185 185 172 181 181 гоз 199 199 13в 131 155 191 265 182 195 196 145 141 150 157
м *3> А ri о о о о о о о о о ООО 7 0 0 0 0 о о о ою о о о 0 0 0 0 о о 0 0 0 0 о о о о о о о о о о о о о о о о о о о ООО ООО ООО о о ООО ООО о о о о о о 6 7 9 РРГ о t) о о . о о 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 о о о о ООО . о о . . о ООО . о о . . о о..... 000000 000000 о..... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . . .0 0 0 0 0 0 0 0. . . о о о о о . о А о . . . . О 0*0 о о ООО.. ...00 0 0 0 0 0 О . . . . ..ООО . . . 0 0 0 0 0 0 0 0. . . 0 0..... 00 .000000000 .00 ж £ '*л Уй „ %. W “ Светлота ж 4 и if .'Л 3.5-5.5 3.5-5.5 3.5-5.5 3.5-5.5 3.0-5.5 3.0-5.5 3.0-5.5 3.0-5.5 3.0-5.5 3.0-4.5 3.0-4.5 3.0-4.5 3.0-4.5 2.5-4-5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-3»5 2.5-3.5 2.5-3.5 2.5-3.5 2.5-3.0 2.5-3.0 2.0-3.О 2.0-2.5 2.0-2.5 2.0-2.5 2.0-2.5 2.0-2.5 2.0-2.5 0.0-3.5 0.0-3.5 О.0-3.5 0.0-3.0 о.о-з.о о.о-з.о о.о-з.о О.О-З.О 0.0-2.5 0.0-2.5 О.0-2.5 0.0-2.5 0.0-2.0 0.0-2.0 0.0-2.0 О.0-2.О О.0-2.О 0.0-2.0 О.0-2.О 0.0-2.О 0.0-2.0 0.0-1.5 о о о о о о о . о . о о о о о / Г' и 1>, Масыщвнность о о о о о о о о о о о о о о ООО . . о ООО . . о ообо 0 0 0 0 о о ‘4 ,К . - it !? .Г 1 158 * I л, ,7 Продолжение ргабл. 8.4 -г Цветовой тол о о о о о о о о о о о о о о о о о 164 160 173 169 186 186 186 182 178 182 204 О 196 О о о о о о о о о О о о о о ООО ООО о о о о о о о о 0 0 0 0 . . . о . . . о 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.... .00. . . . .00. . ..... о ...ООО . . .ООО ..... . .00 00000000 .00 о о о о о о о 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 о о о о о о о о о о о о о о о о о о ООО ООО i • / л t 7 ¥ •V ? « / л <1 ч Z > 'tf t* * 0 0 0 0 ..00 . . . о .ООО .ООО 0 0.. 4 я У - .ООО. . 0 0 0 0 0 0 о . . . 0 0.. . . . о о о о о 7 ООО ООО о о о о о о о 200 137 132 204 156 192 266 151 146 165 174 187 183 200 151 146 163 187 174 204 142 161 170 183 179 176 194 197 138 Ж 267 147 166 175 201 201 152 157 157 \ J п. < < к } Л / f JZ
I» Г / Светлота $ j. < Насыщенность Продолжение табл. 8.4 Цовтоеоц тон OOO11122356789111114 939391 05702505 013450 В Р В В В В 8.5-10. о о . 8.5-ю. . о о 7.5-10. . 7.5-10. . 7.5-10. . 7.5-10. . 7.5-10. . 7.5-10. . 7.5-10. . 7.5-10. . 5.5-10. . 4.5-10. . 0.0-10. . 0.0-10. . 6.5-8.5 . 6.5-8.5 О 6.5-7.5 6.5-7.5 6.5-7.5 5.5-7.5 5.5-7.5 5.5-7.5 4.5-7.5 4.5-7.51 4.5-6.5. 4.5-6.5 5-5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5->6.5 3.5-5.5 - 3.5-5.5 3-5-5.5 3.5-5.5 3.5-5.5 3-5-5.5 3.5-5.5 3.5-5.5 3.5-5.5 3-5-5.5 3.5-5.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 2.5-4.5 о о о о о о о О о о о о о J . О О О о к * о о о о о о о о о о о о о о о о / • л i V 4, 1 ; I г 1 С ХГ , 2» о о о о о о о о о о о 'М о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о V 4 л о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о О о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о О б О о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о О О О О О ' 7 Л V У 4 . 1 о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о. О О О О о о о о о о о о о о о о . о . о . о о о о о о о о о о о о А о о о о о Л о о о о о г> 263 231 226 226 213 209 221 252 249 246 217 206 205 216 232 264 253 250 247 227 227 222 214 210 227 244 240 248 251 254 226 228 228 223 218 245 2М 258 255 215 211 207 > ч А V ' v Г } V * 159
VЖ}‘ ГШ,4и<.(оМТ& йж. д Светлотя ж^тя “WJ Мясытет/ость fe Пррдулжещ1е табл. 8.4 Цветовой том м О О О 1 1 1 г 2 з 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 4 939391 ’ Л, 05702505 013450 »ppht 2.5-3-5 ..... 0 0 0 0 ............. 0 0 0 0 0 0 229 2.5-3.5 ........ О О О О ...... '. . .00... 224 2.5-3.5 .......... 0 0 0 0 ............ 0 0 .. 242 2.5-3-5...........О О О О О О..............ООО 259 2.0-5.5 ..................... 0 0 0 0 ... О О О 254 2.O-3.5............ . 0 00 00 0 ... .00... 219 г.0-3.5..................оооооо...........оо.. гзв 2.0-3-5 ...................0000............ООО 256 2.0-2.5 .000000.........................ОООООО 229 2.0-2.9 ....... ОООООО ................. 00... 224 2.0-2.5........ОООООО.....................00.. 242 2.0-2.5 .......00000000....................ООО 259' 0.0-5.5 ..................... 0 0 0 0 ..00.. 236 0.0-2.5........ОООООО........ 00.... 212 D.O-2.5....................ОООООО... 00.... 208 0.0-2.5 00..............................ОООООО 267 0.0-2.0 .ООО............................ОООООО 235 0.0-2.0 ...0000.........................ОООООО 2J0 0.0-2.0........ОООООО................00... 225 0.0-2.0....................ОООООО... .00... 220 0.0-2.0........ОООООО................. ..00.. 245 1 0.0-2.0................ОООООО.............00.. 239 о.о-г:о........................ооооо ...ооо 254 0.0-2.0 ......ОООООО..................... ООО 260 0.0-2.0 ..............00000»..............ООО 257
1 . ПРИЛОЖЕНИЕ НЕКОТОРЫЕ уравнения лгл» 1 ) . ' Для тех, кто хочет провестй некоторые дополнительные расчеты, приводятся следующие уравнения: 1. Расчет координат цветности х, у МКО по заданным значениям координат цвета X, Y, Z: x = X/(X+K+Z) y=Y/(X+Y+Z). 2. Расчет коордцуут цвета МКО по заданным значениям х, у и У: X . (х/у) У, Z = [(I - X у)/у] К 3. Расчет цветового различия по формуле LAB МКО по заданным значениям X, Y н Z для обоих цветов [7.15, с. 106; 7.19, 21] ДЕ*Ь = |/(ДЬ*)2 + (Да*)2 + (Ah*)2, где Д1?, Да* и ДЬ* представляют соответственно различия в L*. а* Их Ь* двух цветов. Величины L*, а* и Ь* рассчитыва- ются по следующим формулам: JL* = 116(У/УО)1/3 16, а* = - 500 [(Х/Хо)*'3 - (У/Уо)1'3], Ь* - 2ОО[(У/Уо)1/3 - (Z/Z,)1'3]. Величины Хо, Уо, Zo представляют собой координаты цвета соверщенно белого цветового стимула предмета (из- лучение). Уо принимается равным 100, а Хо и 7( рассчиты- ваются по величинам х и у для излучения (табл. 7.6). Формула справедлива только при значениях Х/Хо, У/Ур и Z/Zo более 0,01. ЁЖ- ’ Hi .
I. Цветовой круг Гёте. Образцы были вырезаны из образцов цвета «Торгового каталога пигментов» [5.14] и сфо- тографированы, в связи с чем их воспроизведение необходимо рассматривать здесь как при- близительное (см. разд. 5.10). 162
0,9 х II. Цветности цвета образцов по сравнению с пределами цветности (границами Мак-Ада- ма). [Коэффициент яркости У = 0,30, табл. 7.3.] Образцы были вырезаны из стандартных образ- цов цвета Манселла и из «Торгового каталога пигментов» [5.14] и сфотографированы, в связи с чем их воспроизведение необходимо рассматривать здесь как приблизительное (см. разд. 7.5). 163
III. Семь пигментов и их смеси с титановыми белилами в пленке краски. Кривые (линии смешения) показывают изменение цветности с добавлением белого пигмента (табл. 7.4). Образцы были вырезаны из образцов цвета «Торгового каталога пигментов» [5.14] и сфотографированы, в связи с чем их воспроизведение необходимо рассматривать здесь как приблизительное (см. разд. 7.7). 164
0,9 IV. Смеси пар пигментов в пленках краски. Линии смешения показаны для: /милори синий и хром желтый (К) (табл. 7.5) [5.14]; //-цинк желтый (J) и глубокий кадмий красный (Я) (перепечатано из [2.2. рис. 18.7]); ///-прусский синий (Р) и хром желтый (К) в масле (перепечатано из [7.12, рис. 12]); /И-прусский синий (Р) и свинцовые белила (С) в масле (перепечатано из [7.12, рис. 7]). Образцы были вырезаны из образцов цвета «Торгового каталога пигментов» [5.14] и сфо- тографированы, в связи с чем их воспроизведение необходимо рассматривать здесь как при- близительное (см. разд. 7.7). 165
V. Образцы цвета и линия, включающая охват возможных стан- дартных образцов цвета Манселла при светлоте по Манселлу 6 (коэффициент яркости Y = 0,30). Представленные образцы цвела те же, что и на цветном рис. II; они описаны в табл. 7.3. Образцы были сфотографированы, в связи с чем их воспроизведение необходимо рассмат- ривать здесь как приблизительное (см. разд. 8.4). 166
VI. Цветовой круг Геринга. (Получен на основе [8.15, рис. 8], см. разд. 8.6). 167
Farbenlehre (Color Theory), 1810, C.- ation (1940), Introduction by D.B. Judd, Goethe J. W. 1.1. ЛИТЕРАТУРА 1.2. 1.3, 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1Л von L. Eastlake’s Translation (1940), Introduction by D.B. Judd, MIT Press, Cambridge, Mass., 1970. Matthaei R. (ed.) Goethe’s Color Theory. Translated by H. Aach, Van Nostrand Reinhold, New York, 1970. Birren F. A sense of illumination, Color Res. Appl., 2, 69-74 (1977). Carrett A., Report on Color 77, Third Congress of the International Color Association, Leonardo, 11, 41-42 (1978). Birren F. Color perception in art: Beyond the eye mto die brain, Leonardo, 9, 105-110 (1976). ’ * J Chevreul M. E. Tire Principles of Harmony and Contrast of Colors and Their Applications in the Arts (1839). Reprinted. Introduction and Notes by F. Birren, Van Nostrand Reinhold, New York, 1967. Rood O.N. Modem Chromatics: Students' Text-Book of Color with Applications to Art and Industry (1879). Reprinted. Introduction and Notes by F. Birren, Van Nostrand Reinhold, New York, 1973. Albers J. Interaction of Color, Yale University Press New Haven, Conn., 1971. Holloway J. H., Weil J. A A conversation with Josef Albers, Leonardo, 3, 459-464 (1970). Nickerson D. History of the Munsell color system and its 7 1.10. Nickerson D. History of the Munsell color system and its scientific application, J. Opt. Soc. Am., 30, 575-586 (1940). 1.11. Nickerson D. History of the Munsell color system, Color-Eng., 1.12. 1.13. Carpenter J.M., Color in Art: A Tribute to Arthur Pope, Fogg Art Museum, Harvard University, Cambridge, Mass., 1974. 1.14. Pope.A. The Language of Drawing and Painting, Harward 7 (5), 42-51 (1969). Faulkner W. Architecture and Color, Wiley, New York, 1972. ------- - -............‘ “ _j Art Museum, Harvard University, Cambridge, Mass., 1974. Pope,A. The Language of Drawing and Painting, Harward University Press, Cambridge, Mass., 1949; Russell and Russel, New York, 1967. 1.15. Farnum R.B. Results of a questionaire on color in art education, J. Opt. Soc. Am., 32, 720-726 (1942). 1.16. Luke J. T., Toward a new viewpoint foj- the artist, Colpr Res. 1.17. 1.19. Appl., 1, 23-36 (1976). Marcus G. A color system for artists, Leonardo, 9, 48-51 (1976). Meixner M.L. Instruction on light and color in art at the Iowa State University,' Leonardo, 9, 52-55 (1976). SwirnoffL. Experiments on the interaction of colof and form; Leonardo, 9, 191-195 (1976). 168
• ? I i г- I v ' ’’ • ' • . ' 1 . . V 1.20. Jacobson E., Granville W. C., Foss С. E. Color Harmony Manual, 3rd ed., Container Corporation of America, Chicago, 1948. 1.21. Natural Colour System (NCS) Colour Atlas, Svenskt Fargcent- rum, Stockholm. 1 1.22. Munsell Book of Color, Glossy Finish Collection and Matte Finish Collection, Munsell Color, Macbeth Division of Kollmorgen Corp. Baltimore, Md., 1976. 2.1. Bumham R.W., Hanes R. M., Bartleson C.J. Color: A Guide to Basic Facts and Concepts, Wiley, New York, 1963. 2.2. Evans R.M. An Introduction to Color, Wiley, New York, 1948. [Имеется перевод: Ивенс P. Введение в теорию цвета-М.: Мир, 1964.1 2.3. Judd D. В., Wyszecki G. Color in Business, Science and Industry, 3rd ed., Wiley, New York, 1975. [Имеется перевод: Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике-М.: Мир, 1978.1 2.4. Evans R.M'. The Perception of Color, Wiley, New York, 1974. 2.5. Hunt R.W.G. Problems in Color Reproduction, в книге: Colour 73, Second Congress of the International Colour Association, York, England, Adam Hilger, London, 1973, pp. 53-75. 2.6. Jameson D., Hurvich L. M. From contrast to assimilation: In art and m the eye, Leonardo, 8, 125-131 (1975). 2.7. MacNichol E. F., Jr., Feinberg R., Harosi F. I. Colour Discrimination Processes in the Retina, в книге: Colour 73, Second Congress of the International Colour Association, Yprjk, England, Adam Hilger, London, 1973, pp. 191-251. 3.1. CIE (Commission Internationale de I’Eclairage), International Lighting Vocabulary, Publication CIE, No. 17 (E-l.l), CIE, Paris, 1970. 3.2. Barlee A. R. Uniform color spaces and colorimeter performance, J. Oil Colour Chem. Assoc., 49 (4), 275-298 (1966). 3.3. Fish J. O. The Perception of Color by Ralph M. Evans (Book review), Color Res. Appl., 2, 197-199 (1977). 3.4. Evans R. M. Fluorescence and its appearance, J. Color Appearance, 1, (4), 4 (1972). f 3.5. Evans R.|M., The Perception of Color, in Advances in Chemistry Series 107, American Chemical Soc., Washington, D.C., 1971, pp. 43-68. 3.6. Judd D. B. The Language of Drawing and Painting by Arthur Pope (Book Review), J. Opt. Soc.- Am., 40, 122 (1950). 3.7. Wyszecki G., Stiles W.S. Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, Wiley, New York, 1967. 3.8. Osborne H. (ed.) The Oxford Companion to Art, Oxford University Press, Oxford, 1970. 4.1. Ostoja-Kotkowski S., Audio-kinetic art with laser beams and electronic systems, Leonardo, 8, 142-144 (1975). 4.2. Ostoja-Kotkowski S. Audio-kinetic art: The construction and operation of my “laser-chromasonic tower”, Leonardo, 10, 51-53 (1977). 4.3. Strong C. L. How to construct an argon gas laser with outputs at several wavelength, Sci. Am., 220 (2), 118-123 (1969). 4.4. Sorokin P. Organic lasers, Sci. Am., 220 (2), 30-40 (1969). 4.4a , Schafer F. P. (еф), Dye Lasers, 2nd ed., Topics in Applied Physics, Vol. 1, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1977. i \ t f ; ; 12-684 |ft<)
I 4.5. Strome P.C. The dye laser, Eastman Org. Chem. Chem. Bull., 46 (2), 1-4 (1974). 4.6. Strong C. L. A tunable laser using organic dye is made at home for less than $75, Sci. Am., 222 (2), 116-120 (1970). 4.7. Bass M., Deutsch T. F., Weber M.J. Dye Lasers, в книге: Lasers, ed. by A. K. Levine, A. J. De Maria, Vol. Ill, Marcel Dekker, , New York, 1971, p. 270. 4.8. Kallard T. Exploring Laser Light, Optosonic Press, New York, 1977. 1 4.9. Taylor A. H., Kerr G. P. The distribution of energy in the visible spectrum of daylight, J. Opt. Soc. Am., 31, 3-8 (1941). 4.10. OSA (Committee on Colorimetry, Optical Society of America, The Science of Color, T. Y. Crowell, New York, 1953. 4.11. Beresford J. Instrumental measurement of colour, J. Oil Colour Chem. Assoc., 53 (9), 800-820 (1970). 4.12. Wyszecki G. Development of new CIE standard sources for colorimetry, DIE Farbe, 19 (1-6), 43-76 (1970). 5.1. Levison H.W. Artists’ Pigments: Lightfastness Tests and Ratings, Colorlab, Hallandale, Florida, 1976. 5.2. Mayer R. The Artist’s Handbook of Materials and Techniques, 3rd., ed., Thomas Nelson, London, 1975. 5.3. Wehlte K. The Materials and Techniques of Painting (Translated by Ursus Dix), Van Nostrand Reinhold, New York, 1975. 5.4. GettensR.J., Stout G.L. Painting Materials: A Short Encyclopedia, Dover, New York, 1966. 5.5. Colour Index (3rd ed., revised), Research Triangle Park N. C.: American Association of Textile Chemists and Coloristas; and Bradford, Yorkshire: Society of Dyers and Colourists, 1975. 5.6. Wich E. The Colour Index, Color Res. Appl., 2, 77-80 (1977). 5.7. Barnes N. F. A spectrophotometric study of artists’ pigments, Tech. Stud. Field of Fine Arts, 7 (3), 120-138 (1935). 5.8. Barnes N. F. Color Characteristics of artists’ pigments, J. Opt. Soc. Am., 29 (5), 208-214 (1939). *5.9. Bowman R. Paintings with fluorescent of the microcosm and macrocosm, Leonardo, 6, 289-292 (1973). 5.10. Schein A. K., Dana W. R. Fluorescent pigments, Paint Yarn. Prod., 60 (8), 72-76 (1970). 5.11. Voedish R.W., Ellis D.W. Fluorescent Pigments (Daylight), Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd ed., Vol. IX, Wiley, New York, 1966, pp. 483-506. 5.12. Donaldson R. Spectrophotometry of fluorescent pigments, Br. J. Appl. Phys., 5, 210-214 (1954). 5.13. Wyszecki G. Current Developments in Colorimetry, в книге: Colour 73, Second Congress of the International Colour Association, York, England, Adam Hilger, London, 1973, pp. 21-51. 5.14. Du Pont, Pigment Colors for Paint (revised), E.I. du Pont de Nemours and Co., Wilmington, Del., 1957. 5.15. Gerritsen F. Colour Teaching: A New Colour Circle, в книге: Colour 73, Second Congress of the International Colour Association, York, England, Adam Hilger, London, 1973, pp. 494-498. 6Д. Wright W.D. The Measurement of Colour, 2nd ed., Hilger and Watt, London, 1958. 170
6.2. MacAdam D. L. Color measurement and tolerances, Off. Dig., 37 (491), 1488-1531 (1965). 6.3. Saunders S. B., Grum F. Measurement of luminance factor, Color Res. Appl., 2, 121-123 (1977). 6.4. Judd D.B. Basic Correlates of the Visual Stimulus, в книге: Ha- ndbook of Experimental Psychology, ed. by S.S. Stevens, Wiley, New York, 1951, Chap. 22. 7.1. Kelly K.L. Color designations for lights, J. Opt. Soc. Am., 33, 627-632 (1943). 7.2. MacAdam D. L. On the geometry of color space, J. Franklin Inst., 238, 195-210 (1944). 7.3. Kelly K. L., Judd D. B., Color: Universal Language and Dictionary of Names; NBS Special Publication 440, U.- S. Government Printing Office, Washington, D. C., 1976. 7.4. Kelly K. L. Twenty-two colors of maximum contrast, Color Eng., 3 (6), 26-27 (1976). 7.5. MacAdam D. L. Theory of the maximum visual efficiency of colored materials, J. Opt. Soc. Am., 25, 249-252 (1935). 7.6. Nickerson D. Light sources and color rendering, J. Opt. Soc. Am., 50, 57-69 (1960). 7.7. Nickerson D. Terminology on color rendering, J. Opt. Soc. Am., 55, 213-214 (1965). 7.8. MacAdam D. L. Maximum visual efficiency of colored materials, J. Opt. Soc. Am., 25, 361-367 (1935). 7.9. Saltzman M. Colored organic pigments: Why so many? Why so few? Off. Dig., 35 (458), 245-257 (1963). 7.10. Modular Colors (Trade Booklet), Permanent Pigments, Cincinnati, 1975. ' 7.11. Enduring Colors for the Artist, Permanent Pigments, Cincinnati, 1975. ' ' 7.12. Jones S. R. The History of the Artist’s Palette in Terms of Chromaticity, в книге: Application of Science in Examination of Works of Art, Proceedings of Seminar, Museum of Fine Arts, Boston, 1965, pp. 71-77. 7.13. Goldmark P. C., Christensen J. W., Reeves J. J. Color television - USA standard, Proc. IRE, 39, 1288-1313 (1951). 7.14. Hunter R.S. Instrumental methods of color and color difference measurement, Am. Ceram. Soc. Bull., 36 (7), 249-255 (1957). 7.15. Le Sota S. et al. (compilers): Paint/Coatings Dictionary, Federation of Societies for Coatings Technology, Philadelphia, 1978. 7.16, Morley D. I., Munn R., Billmeyer F.W., Jr. Small and moderate colour differences: II The Morley data, J. Soc. Dyers Colourists, 91, 279 (1978). 7.17. McLaren K. The Adams-Nickerson color-difference formula, J. Soc. Dyers Colourists, 86, 354-366, 368 (1970). 7.18. McLaren K., Plant D. A. ANLAB-A Uniform Colour Space for Pigment Evaluation, в книге: Eleventh Congress, FATIPEC, Florence, 1972, pp. 61-66. 7.19. McLaren K. The development of the CIE 1976 (L*a*b*) uniform color space and colour-difference formula, J. Soc. Dyers Colourists, 92, 338-341 (1976). 7.20. McLaren K., Rigg B. The SDC recommended colour-difference о 12* - 171 i
formula: Change to CIELAB, J. Soc. Dyers Colourists, 92, 337-338 ,(1976). 7.21. Robertson A. R. The CIE 1976 color-difference formula, Color. Res. Appl., 2, 7-11 (1977). 7.22. Patrick R.F. Applications of color difference measurements in. porcelain enamels, 4m. Ceram. Soc. Bull., 33 (12), 361-367 (1954). 8.1. A survey df American color specifications-1955, Off. Dig., 28 (381)., 902-921 (1956). 8.2. Nickerson D. Interrelation of color Specifications, Pap. Trade J. (TAPPI Section), 125, 153, 219 (1947). 8.3. Bond M. E., Nickerson D. Color-orden systems, Munsel) and Ostwald, J. Opt. Soc. ‘Am., 32, 709-719 (1942). 8.4. Foss С. E., Nickerson D., Granville W:C. An analysis of the Ostwald color system, J. Opt. Soc. Am., 34, 361-381 (1944). 8.5. Granville W. C., Jacobson E. Colorimetric specification of the Color Harmony Manual from spectrophotometric measurements, J. Opt. Soc. Am., 34, 382-395 (1944). 8.6. Jacobson E. Basic Color : An Interpretation of the Ostwald Color System, Paul Theobald, Chicago, 1948. 8.7. Richter M. The Official German Standard Color Chart (Translated by D. B. Judd, G. Wyszecki), J. Opt. Soc. Am., 45, 223-226 (1955). 8.8. Nickerson D. Hprticultural colour chart names with Munsell key, J. Opt' Soc. Am., 47, 619 (1957). " 8.9. The ICI colour atlas, Paint Manuf., 40 (3), 29-30 (1970). 8.10. McLaren K. Colour specification by visual means., J. Oil. Colour Chem. Assoc., 45, 879-886 (1971). 8.10a . HaupG.W., Schleter J. C., EckerleK.L. The Ideal Lovibond Color System for CIE Standard Illuminants A and C Shown in Three Colorimetric Systems, National Bureau of Standards Note 716, 1972. 8.11. Komerup A. The colour system in the Methuen Handbook of Colour, J. Oil Colour Chem. Assoc., 47, 955-970 (1964). 8.12. Standard method for specifying color by the Munsell system (ASTM Designation D 1535-62), Off. Dig., 36 (471), 373-408 (1964). 8.13. Newhall S. M., Nickerson D., Judd D.B. Final report of the OSA Subcommittee on the spacing of the Munsell colors, J. Opt. Soc. Am., 33, 385-418 (1943). 8.14. Nickerson D. Spacing of the Munsell colors. Ilium. Eng., 40, 373-386 (1945). 8.15. Hard A. Philosophy of the Hering-Johansson Natural Colour System, Proceedings of the International Colour Meeting, Lucerne 1, 357-365 (1965); Die Farbe, 15, 296 (1966). 8.16. Hard A. A New Colour Atlas Based on the natural Colour I System by Hering-Johansson, Proceedings of the International Colour Meeting, Lucerne 1, 367-375 (1965); Die Farbe, 15, 287 (1966). 8.17. Hard A. Quality Attributes of Color Perception, Paper presented at Colour 69, First Congress of the International Colour Association, Stockholm, 1969. 8.18. Hard A. The Natural Colour System and its Universal Application in the Study of Environmental Design Colour for '1 * . ч 4; * , л • i
4 f. Architecture, ed. by T. Porter, B. Mikellides, Studio Vista, London, 1975, pp. 109-119. 8.19. Judd D. B., Nickerson D. Relations between Munsell and Swed- ish Natural Color System Sjcales, J. Opt. Soc. Am., 65, 85-90 (1975). 8.20. MacAdam D. L. Colorimetric data for samples of OSA uniform color scales, J. Opt. Am., 68, 121-130 (1978); addenda, American Institute of Physics (AIP) Document No. PAPS JOSA-68-121-55 (1978); 570 Pages of Spectrophotometric and Colorimetric Data (6 microfiches), Document No. PAPS JOSA-69-206-564 (1979). 8.21. Nickerson D. Munsell renotations for samples of the OSA Un- iform Color Scales, *J. Opt. Am., 68, 1349-1347 (1978). 8.22. Nickerson D. History of the OSA Committee on Uniform Scales, Opt. News, 3 (1), 8-17 (1977). 8.23. Nickerson D. Optical Society of America (OSA) Uniform Color Scale Samples. Leonardo, 12, 206-212 (1979). 8.24. Middleton W,E. K. The Plochere color system: A descriptive analysis, Can. J. Res. (F), 27, 1 (1949). 8.25. Reimann G., Judd D. B., Keegan H. J. Spectrophotometric and colorimetric determination of the TCCA Standard Color Cards, J. Opt. Am., 33, 128-159 (1946). 8.26. Nickerson D., Newhall S.M. A Phychlogical color solid, J. Opt. Soc. Am., 33, 419-423 (1943). 8.27. MacAdam D. L. Uniform color scales, J. Opt. Soc. Am., 64, 1691-1702 (1974). 8.28. MacAdam D. L. System of OSA Committee on Uniform Color Scales, в книге: AIC Color 77, ed. by F.W. Billmeyer, Jr., G. Wyszecki, Third Congress of the International Colour Association, Troy N. Y.. Adam Hilger, Bristol., 1978, pp. 399-400. 8.29. Wyszecki G. A regular rhombohedral lattice sampling of Munsell renotation space, J Opt. Soc. Am., 44, 725-734 (1954). 8.30. Wyszecki G. Uniform color scales: CIE 1964 U*V*W* conversion of OSA Committee selection, J. Opt. Soc. Am., 65, 456-460 (1975). 8.31. ISCC-NBS Centroid Color Charts, Standard Sample No. 2016, . Office of Standard Reference Materials, National, Bureau of Standards, Washington, D. C., 1965. 8.32. Webster’s Third New International Dictionary (Unabridged), G. and C. Merriam Co., Springfield, Mass., 1971. ( , л' J ) z '
предметный указатель Американское оптическое об- щество 65, 136 — ₽ Комитет по цветовому пространству 136 -----равноконтрастные цвето- вые шкалы 119, 136, 139 Ангстрем 30 ANLAB цветовое различие 108 ARNY растворы 118 Белый свет 69, 82, 92 Блестящая поверхность 45 Виллалобоса атлас цветов 119 Воспринимаемая чистота 22, 26, 27, 34, 81, 122, 129 Восприятия аспекты 18, 21 - цвета 17, 21, 132 Вращающийся диск 60, 85 Временнбе смешение 60 аз 18, 77 Глаза чувствительность к кости 42 яр- I- Диск вращающийся 60, 85 Длина волны 30 ---доминирующая 78 т- * дополнительная 80 Дневной свет 38, 40 Зрение 10, 15, 24, 36, 53 Интервалы длин волн 34, 36 Инфракрасное излучение 28 Искусствоведческие термины 27 ICI 40 - атлас цветов 118 ISCC -NBS наименования цве- та 141, 147 Г Качество цвета 66 Когерентный свет 35 Колоранты 44 Колориметр 65 Колориметрия 64 Константность цвета 16 Координаты цвета (МКО) 65, 68, 73 Коэффициент отражения 46 - пропускания 50 - яркости 74, 95, 122 Краска - блестящая 45, 47 - матовая 45, 47 - пленки 46, 47, 59 --прозрачные 51, 53 - смещение 101 Красители 44 Кривая относительного спект- 174 1
рального распределения энергии 38, 51 - спектрального коэффициента пропускания 50 -----отражения 46, 54 - цветовой температуры 114 Кубический октаэдр 137 Лазеры 35 Лампы накаливания свет 36 Линии изовалентные 131 - изооттеночные 130, 132 - изотоновые 130, 132 - изохромные 131, 132 Линия пурпурных цветностей 75 - спектральных цветностей 75 Ловибонда цвета 118 Люминесцентные лампы свет 36 Миллимикрон 30 МКО 40 - излучения 40 - - А 40 - - В 40 - - С 40 - - D65 42 - координаты цвета 65, 73 - стандартный наблюдатель 72 - цветовое пространство 114 MKOLAB цветовое пространст- во 116 - цветовое различие 108, 117 MKOLUV цветовое различие 118 МКО (х, у, У); МКО 1931 (х, у, У) 75, 77 МКО (х10, У10, У1о); МКО 1964 (хю> У1о» По) 77 МКО (Ау, Р„ У) 78 Музыка 12 Мак-Адама границы 95, 115, 127 Максвелла треугольник 66 Манселла атлас цвета 117, 120, 125, 129, 135, 147 Манселла насыщенность 27, 122, 124, 129 - обозначение 127, 129 - ренотация 129 - светлота 120, 122, 128, 139 - цветовая система 119, 120, 142, 147 - цветовое пространство 127, 142 -- тело 127 - цветовой тон 120, 121, 123 Межотраслевой совет по цвету (ISCC) 142 Метамеризм 56 Метамерное освещение 57, 94 Метьюэна справочник цветов 119 - у Нанометр 30 Наименования цвета 83,142, 146 - - блоки ISCC-NBS 142 ---карта 83, 147 Национальное бюро стандартов (НБС) (США) 142 ----- единица 108 Нелюминесцирующие объекты (несамосветящиеся) 17, 21 Непрозрачные материалы 45 Ню-Хью цветовая система 119 Обучение искусству 12, 13, 63 Одновременный цветовой конт- раст 16, 89 Определение цвета 13, 74, 128 - - (МКО) 13, 77, 80, 128 Оптические отбеливатели 54 Оптический нерв 18 175
Оствальда цветовая система 120, 130 - цветовое тело 130 Отражение зеркальное 45 - диффузное 45, 97 - внутреннее 47 Первичные цвета 61 — аддитивные 61, 66 ---нереальные аддитивные (МКО) 73 ---психологические 22, 133 — субстрактгивные 61 Печать - четырехцветная 62 - полутоновая 60 Пигменты 44 - люминесцирующие 44, 54, 100 Плошера цветовая система 119 Психофизика 27, 64 Поглощение света 45, 49, 52, 95 Прозрачные материалы 49 Пропущенный свет 49 Пространственное усреднение 60 Пуантиллизм 60, 105 * • i* Равенство цветовое 56 Равноконтрастные цветовые шкалы OS А 136 Равноэнергетический белый 73 Равноэнергетическое распреде- ление 38 , Радиоволны 28, 29 Рассеяние света 17, 29, 46, 95 Руководство по гармонии цвета 118, 132 4 г '; 1 Садоводческая карта цветов 118 Свет 28, 64 г и© ; - отраженный 45, 49, 52 - пропущенный 49 - психофизический 64 - рассеянный 17, 45, 52 - селективное поглощение 45, 49, 52, 95 - цветной 19, 57, 82, 89 Светлота 23, 122, 129 Светлоты уровень 139 Светящиеся объекты (самосветя- щиеся) 21 Северное небо, свет 38 Серость 25 - отрицательная 25 Серый, нейтральный 22, 85, 95, 122, 130, 139 Сетчатка 18, 77 Системы естественных цветов (NCS) атлас 119, /35, 147 - образцов цвета 117-119 Словарь наименований цвета 142, 147 - цвета Мэрца и Пауля 118, 147 Смешение цветов 57, 66, 71, 85 — аддитивное -- субтрактивное 58 - — усреднением 60, 85 Солнечный свет 28, 36, 92 Спектр 28, 31 - видимый 28, 31, 34 Спектральная световая эффек- тивность относительная 42 Спектральный состав 36 Спектрорадиометр 34, 38 Спектрофотометр 65 У • Стандартная карта цветов Аме- рики 119, 147 Стекло 49 Стимул - изолированный 20 - предмета 19 - цветовой 19, 26, 28, 64 V !, I I'
5 > : A ; ' I < » I ‘ ♦ • I Теневые ряды 132, 1^5 Температура, кельвины и гра- дусы стоградусной шкалы 111 «Теплый» свет 49 Угол зрения 76, 77 Ультрафиолетовое излучение 28, 52 Унитарный цветовой тон (еди- ничный цветовой тон) 22, 133 Условная чистота 78, 80 * Флуоренция 25 Флуоресценция 25, 52 - кажущаяся 25 - под действием дневного све- ту 53 Флуоресцирующие краски и кра- сители 52 Фовеальная (центральная ямка) 76 Фосса цветовая система 118 Фосфбры 89, 105 Функции сложения цветов 73 Харди-Вурцбургр треугольник 91 Хикетхайера атлас цветов 118 Художественные окраски 97, 104 Цвет в телевидении 60, 105 - измерения 114 - свойство 16 - ощущение 19 - характеристики 21 Цвета - ахроматические 22, 82. 92 I > I ь - воспроизведенные монохро- матическим светом 34, 75 - в отверстии 21 - дополнительные 58, 62, 70, 84, 86 - изолированные 20 - неизолированные 130 - нелокализованные 21 - неспектральные 35, 76 - объекта 21 - поверхности 21 - полные 130 - психологические 27, 114 - психофизические 27, 64, 66, 114 - спектральные 35, 76 - хроматические 21, 76 - центроидные 86, 142 i Цветность 66, 69 Цветность (МКО) 75 Цветовая карта ДИН 117, 118, 147 - реакция 19, 26 - температура 109 ---- коррелированная 113 Цветовое пространство (МКО) 114 - равенство 56 - различие 106, 116 - тело 127, 130 Цветовой график 66 - график (МКО) 76, 82 - контраст максимальный 89 - круг Гёте 62, 69, 85, 86 - тон 21, 82 - указатель 44 Цветовые круги 62, 84 - термины 26 - тона неспектральные 31 — спектральные 31 - - унитарные (единичные) 22 - шкалы, равноконтрастные 136 Цветопередачу ^4 Центроидный номер 86, 142 4 * ‘V . ,1 177
Частота 30 «Черный свет» 28, 54 Чувствительность глаза к яркос- ти 42, 43, 72, 74 Электромагнитный спектр 28 Энергия лучистая 28 Яркость 73, 74 - воспринимаемая 23, 58, 61 - цвета 24, 129 Яркости коэффициент 74, 95, 122
ОГЛАВЛЕНИЕ От переводчика....................................... 5 Предисловие ......................................... 7 Предисловие автора .................................. 9 1. Введение.......................................... И 1.1. Наука о цвете и искусство до 1920 г......... И 1.2. Некоторое достижения науки о цвете, имеющие отношение к искусству и дизайну после 1920 г 12 ч 2. Цвет: два понятия................................ 16 2.1. Что такое цвет? Один ответ................. 16 2.2. Что такое цвет? Другой ответ............... 17 3. Воспринимаемые цвета............................. 20 3.1. Изолированные цвета........................ 20 3.2. Цветовой тон..............г................ 21 3.3. Воспринимаемая чистота цвета............... 22 3.4. Воспринимаемая яркость и светлота.......... 23 3.5. «Яркость цвета»............................ 24 3.6. Цветовые термины........................... 26 4. Свет и цвет . ’.................................. 28 4.1. Что такое свет?............................ 28 4.2. Длина волны и свет......................... 30 4.3. Спектральные и неспектральные цветовые тона 30 4.4. Лазерное излучение......................... 35 4.5. Свет от солнца и ламп...................... 36 1 >. ‘ 4 ( 1 \ х 179 , I 1 1
к ? v; » 4.6. 4.7. f / I» I! Л , У* V. ь 5. > Y Стандартны? излучения (МКО) , . Чувствительность глаза к яркости . Цветные материалы................... 5.1. Пигменты и красители . . . 5.2. Непрозрачные материалы . . 5.3. Прозрачные материалы . . . 5.4. Флуоресцирующие материалы 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. 5.9. 5.10. Метамеризм и уравнивание цветов Аддитцвное смешение цветов , . . Субтрактивное смешение цветов . Смешение цветов усреднением . . Первичные цвета................ Цветовые круги ................ 6. Определение цвета (МКО)............................. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. Свет и цвет: другие определения.......... Цветовой график; введение................ Цветовой график МКО...................... Доминирующая длина волны и чистота . . . 7. Разнообразные применения цветового графика МКО . . . Наименования цвета световых потоков . . . . Определение дополнительных цветов............ Цвета, получаемые смешением световых потоков Свет, называемыД «белым светом».............. Границы цвета материалов (красок, красителей и т. п.)..................................... Флуоресцирующие краски и красители........... Смешение красок . ........................... Цветное телевидение и пуантиллистическая жи- вопись ............ 7.9. Цветовые различия . . 7.10. Цветовая температура •! » 1 ч 1 f’ 8. 40 42 44 44 45 49 52 56 57 58 60 61 62 64 64 66 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 7.7. 7.8. Цветовые системы 8.1. 8.2. 8.3. 8.4, 8.5. 8.6. Цветовое пространство МКО, (х, у, У) МКО . . Цветовое пространство LAB МКО............... Системы образцов цвета...................... Цветовая система Манселла................... Цветовая система Оствальда.................. Система естественных цветов (NCS)........... 82 82 84 89 92 94 100 101 105 106 109 114 114 116 117 120 130 132 180 А < I, ‘ ' А
8.7. Равноконтрастные цветовые шкалы Американского оптического общества ........................ 136 8.8. Наименования цвета материалов по методу . ISCC-NBS..............,...................... 141 8.9. Определение цвета: уровни точности........... 146 Приложение............................................ 161 / Литература............................................ 168 И, л Предметный указатель.................................. 174
УВАЖАЕМЫЙ ЧИТАТЕЛЬ! Ваши замечания о содержании книги, ее оформ- лении, качестве перевода и другие просим при- сылать по'адресу: 129820, Москва, И-110, ГСП, 1-й Рижский пер., д. 2, издательство «Мир».
Жорж А. Агостон ТЕОРИЯ ЦВЕТА И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ИСКУССТВЕ И ДИЗАЙНЕ Научный редактор В. С. Соболев Младший научный редактор М. В. Архипова Художник В.Е. Карпов Художественный редактор Л Е. Безрученков Технические редакторы Л. П. Ермакова, Е. В. Ящук Корректор М. А. Смирнов ИБ № 2823 Сдано в набор 8.10.1981. Подписано к печати 15.03.1982. Формат 84 х 108/32. Бумага офсетная № 2. Гарнитура тайме. Печать офсетная. Объем 2,88 бум. л. Усл. печ. л. 9,66. Усл. кр. отт. 11,36. Уч.-изд. л. 8,84. Тираж 15000 экз. Зак. 684. Цена 75 коп. Изд. № 20/1423. Издательство «Мир» Москва, 1-й Рижский лер, 2. • Можайский полиграфкомбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств полиграфии и книжной торговли, г. Можайск, ул. Мира, 93.