Технология живописных материалов. Какой цвет поглощает все цвета Как поглощают свет цветные среды
Наука о цвете – цветоведение изучает многие вопросы, которые интересны художникам. Например: правильное смешивание красок, как изменяется цвет при разном освещении, на разных расстояниях, влияния на цвет соседнего цвета и много других подобных вопросов. Вопросы цвета изучаются уже достаточно давно. Еще в 1810-ом году Гёте написал «Учение о цветах». Цветоведение выявляет закономерности цветовых явлений в природе, тем самым помогая художникам живописцам. Эта статья о самых главных аспектах в цветоведении.
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЦВЕТА.
Если положить любых три одинаково белых предмета: один на хорошо освещенном месте, второй в менее освещенном, а третий в плохо освещенном месте – можно увидеть, что чем менее освещенное место – тем серее будет казаться этот предмет. Если же, тоже самое проделать с синим, зеленым или красным предметом – то он по-прежнему будет восприниматься как синий, зеленый или красный. Все дело в том, что все черные, серые и белые цвета только по светлоте отличаются друг от друга. Хотя в окружающем мире не существует чисто белых, серых и черных цветов. Они всегда имеют какой-нибудь оттенок. Белые, серые и черные краски так же бывают с разными оттенками. Даже обычная белая краска, у разных производителей может отличаться, поэтому если нужно подрисовать что-то уже начатое одной белой краской – лучше искать краску того же производителя, краска которого использовалась и вначале. Потому что разница двух белых цветов может быть слишком очевидна и абсолютно неуместна. Так же дело обстоит и с серыми и черными цветами.
Цвета, которые отличаются друг от друга только светлотой – называются ахроматическими (бесцветными). Это чисто черный, чисто белый и чисто серый цвет.
Ахроматические цвета . Положение на шкале от черного до белого цвета называется - светлота .
Эти цвета перестают быть ахроматическими, если присутствует хоть какой ни будь, незначительный цветовой оттенок. Все остальные цвета называются хроматическими (в переводе с греческого – цветными). Они отличаются не только светлотой, но и цветом (красный и синий), а также цветовым тоном (красный, оранжевый, желтый).
Хроматические цвета . Из хроматических цветов состоит цветовой спектр .
При смешивании краски, светлоту и темноту цвета можно регулировать, добавляя в нее черную или белую краску. К примеру, если в красный цвет добавить белый, то получится розовый, а если в тот же красный добавить черный, то получиться коричневый. Для того чтобы сделать цвет менее насыщенным, надо добавить в него серую краску такой же светлоты как и сам цвет, при этом цвет станет менее насыщенным, мутным, но не станет ни светлее, ни темнее чем был изначально. Насыщенность определяется степенью отличия ахроматического и хроматического цветов одинаковой светлоты.
Насыщенность цвета это степень удаленности хроматического цвета от ахроматического цвета той же светлоты.
Хотя очень часто насыщенность и светлоту или темноту регулируют, смешивая краски хроматических цветов. При этом, когда смешиваются более двух разных цветов – цвет становиться более ахроматическим и для того чтобы сделать его менее насыщенным, добавлять серую краску не обязательно.
Хроматические цвета бывают различными по насыщенности, светлоте, и цветовому тону, эти критерии и называют основными свойствами цветов, потому что они абсолютно точно характеризуют цвет. Даже незначительное изменение любой из этих характеристик приведет к изменению в цвете.
НЕИЗБИРАТЕЛЬНОЕ И ИЗБИРАТЕЛЬНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА.
Когда белый свет проходит через призму, он разделяется на цветные лучи, если перед ними поставить белый экран, то на нем отразится спектр - полоска со всеми цветами радуги. Если поставить перед этими лучами серый или черный экран, то на нем отразится тот же спектр, только все его цвета будут темнее, и чем темнее будет экран – тем темнее будут цвета спектра. А если поставить на пути лучей экран любого другого «цветного» цвета – спектр изменится. В нем может измениться распределение яркости, могут появиться бесцветные зоны или он станет короче, без красно-оранжевых или сине-фиолетовых цветов. Поверхности ахроматических цветов, отражают цветные лучи одинаково, а хроматических – по-разному: какие-то меньше, какие-то больше. Под цветным освещением, черные, белые и серые предметы, как бы слегка окрашиваются в цвет освещения. Поверхности остальных цветов визуально меняются иначе. Например: синий станет насыщеннее, если освещение синеватое, если освещение любого другого цвета, то он потемнеет, может даже до сине-черного и будет казаться менее насыщенным. Также будет с красным и зеленым цветами. Так происходит потому что объекты, которые не светятся, отражают часть света, который их освещает, а часть поглощают. Предметы всех цветов, часть света поглощают, преобразовывая энергию света, в другие энергии, в основном в тепловую. Именно поэтому, белые предметы нагреваются на солнце значительно меньше черных. Причем отражение и поглощение цветного света, одинаково для всех поверхностей ахроматических цветов. Именно такое поглощение света и называется неизбирательным. Предметы хроматической окраски, поглощают лучи одних цветов в большей степени, а других в меньшей. Красные объекты больше поглощают зеленые лучи, чем красные, а зеленые наоборот, больше поглощают красные, чем зеленые. Так и проявляется избирательное поглощение света.
Если взять зеленое стекло и направить на него зеленый свет, то свет пройдет через него, если, к примеру, направить на него синий свет – он частично поглотится стеклом и оно станет казаться темнее и бесцветней. Если сложить вместе красное и зеленое стекла, они будут пропускать мало света и будут казаться очень темными. А желтое и синее стекло, сложенные вместе, будут свободно пропускать зеленый свет. Лучи разного цвета, по-разному пропускаются (поглощаются) стеклами разных цветов.
ЦВЕТОВОЙ КРУГ.
Цветовой спектр начинается с темно- красных цветов, а заканчивается синим и фиолетовым цветами. Если смешать красный и фиолетовый цвета – получим пурпурный цвет. Самое начало спектра немного схоже по цвету с его концом. Если добавить в спектр пурпурный цвет, разместив его между красными и фиолетовыми цветами, можно замкнуть кольцо цветов. Пурпурный станет как бы промежуточным, получится то, что принято называть цветовым кругом. Такие круги бывают разными по количеству цветов, но человеческий глаз может различить не более 150-и из них.
Цветовой круг можно разделить на две части: теплые цвета, такие как красный, оранжевый, желтый и желто-зеленый; и холодные цвета: зелено-голубой, голубой, синий и фиолетовый. Их разделяют так потому, что теплые цвета схожи по цвету с огнем и солнцем, а холодные с водой и льдом. Хотя, это все относительно. В цветовом круге, противоположные по тону цвета, находятся друг напротив друга: красный противоположен зеленому, оранжевый – голубому, желтый – синему, зеленый – фиолетовому.
ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТОВ ОТ ОСВЕЩЕНИЯ.
Искусственный свет (от лампы или свечки) кажется желтоватым, по сравнению с дневным. Все предметы при таком освещении приобретают желтоватый или даже немного оранжевый оттенок. Если неопытный, начинающий художник напишет пейзаж под таким освещением, то при дневном свете, он будет казаться желтоватым, потому что вечером желтизна не замечается. Если человек будет смотреть на определенную поверхность, он будет улавливать особенности освещения и восстанавливать характерный для этой поверхности цвет, отбрасывая оттенок навязанный освещением. Находясь в фотолаборатории, очень сложно будет найти бумажку красного цвета, при включенной красной фотографической лампе. Все бумажки в этой лаборатории будут казаться белыми.
Изменение цветов в зависимости от освещения . При дневном свете (сверху) и искусственном (внизу).
Одинаковые предметы, если их положить на свету или в тени, визуально будут немного менять цвет. На закате листья деревьев кажутся красноватыми, потому что хлорофилл отражает часть красных или красноватых солнечных лучей. При ярком освещении цвета будут, как бы выбеливаться. Когда начинает темнеть, тона перестают различаться. Первыми становятся плохо видны красные, потом оранжевые, дальше желтые и дальше все остальные по порядку расположения в спектре. Дольше всех остаются видимыми синие цвета. Утром все цвета становятся видимыми в противоположном порядке: первыми мы начинаем различать синие и голубые. Желтые цвета днем кажутся светлее всех остальных, а вечером голубые кажутся самыми светлыми. Все эти изменения цвета при разном освещении, нужно учитывать, рисуя живопись.
СВЕТОТЕНЬ.
Светотень это основное средство передачи объемности формы в изобразительном искусстве. Посредством светотени можно передать и освещение. При средней степени освещения, на средне-светлых предметах, можно увидеть наиболее богатые переходы от света к тени. В тенях иногда видны рефлексы (оттенки которые придает свет, отражающийся от разных объектов, находящихся рядом).
Рефлексы еще наблюдаются в бликах. Блики на неметаллических поверхностях всегда имеют цветность освещения, а на металлических – цветные блики. У серебристых или серебряных предметов – они голубоватые, а у медных и золотистых они оранжевые и желтые. Еще для передачи объемности, можно применять эффект отступающих и выступающих цветов. Теплые цвета являются выступающими, потому что большинству людей предметы таких цветов кажутся расположенными ближе, чем на самом деле. А предметы холодных цветов, отступающих, наоборот кажутся более далекими чем есть. Чем более светлый и насыщенный цвет, тем он, кажется, более выступает и наоборот – чем менее насыщенный и более темный, тем более отступает.
ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТОВ НА РАССТОЯНИИ.
Атмосфера земли содержит мельчайшие частицы, такие как влага, молекулы воздуха, пыль. Создавая мутную среду, они препятствуют прохождению света. Красные, оранжевые и желтые лучи проходят сквозь атмосферу лучше, чем голубые, синие и фиолетовые, которые рассеиваясь в разные стороны, придают небу его голубой цвет. Чем больше пыли и влаги в воздухе, тем больше цвет света, рассеиваемого в воздухе, близится к белому, как при тумане.
Свет, который отражается от светлого, хорошо освещенного объекта, расположенного далеко, проходя через атмосферу, приобретает теплый оттенок и темнеет, теряет часть синих и голубых лучей. Свет, отраженный от темного, мало-освещенного объекта, который находится далеко, проходя через атмосферу, подбирает рассеянные в ней синие и голубые лучи, становясь при этом более светлым и приобретая голубоватый оттенок.
Цвет, на больших расстояниях, меняется не только под воздействием дымки. Оранжевый цвет на расстоянии 500 метров становится красноватым, а на расстоянии до 800 метров – почти красным. Желтые предметы, издалека тоже кажутся красноватыми, при условии, что они хорошо освещены. Зеленые – становятся больше похожи на голубые, а голубые наоборот зеленеют. На расстоянии почти все цвета светлеют, за исключением синего, фиолетового и пурпурного, которые темнеют при удалении.
СМЕШИВАНИЕ КРАСОК.
Для того чтобы легко смешивать краски – пригодится знание теории смешения красок.
Красная, желтая и синяя краски называются основными красками, потому что из них можно получить больше всего разнообразных цветов. Этих трех цветов, при рисовании, часто бывает не достаточно, нужны еще черный и белый.
Образование красочной смеси определенного цвета, во многом связано с особенностями поглощения частицами красок, при прохождении сквозь их смесь, разных спектральных лучей. Каждая частица поглощает, как бы вычитает, некоторую часть световой энергии, которая в нее проникает. Такой процесс называется вычитательным, вычитанием цвета. К примеру: когда свет падает на смесь желтой и синей красок, он частично отражается, но его большая часть проникает внутрь и проходит через частицы то одной, то другой краски. Через желтые частицы пройдут все лучи желтой и зеленой части спектра, а через синие – его синей и зеленой части. При этом синие частицы, в некоторой степени, поглотят: красные, оранжевые и желтые лучи, а желтые частицы поглотят голубые, синие и фиолетовые. Получается, что зеленые лучи остались не поглощенными, что и определило то, что из смеси желтой и синей красок, мы получили зеленую краску.
Механическое смешение цветов.
Если наносить полупрозрачные слои красок разных цветов друг на друга, то цвет, который нанесен самым последним, будет преобладать в цвете полученной смеси.
При высыхании, все краски на водной основе, светлеют и в разной степени теряют насыщенность. Если нарисованную такими красками картину поместить под стекло или вскрыть лаком – цвета на ней будут выглядеть более насыщенными и темными. Это объясняется тем, что поверхность картины без какого либо покрытия, отражает рассеянный белый свет.
ОПТИЧЕСКОЕ СМЕШЕНИЕ ЦВЕТОВ.
Для написания живописи, кроме механического смешивания цветом, можно еще использовать оптическое смешение.
Если к любому хроматическому цвету, подобрать и добавить, в определенном количестве, еще один хроматический – получим новый ахроматический цвет. Эти два хроматических цвета, которые были подобраны, будут называться взаимно-дополнительные цвета. Такие цвета четко определены: для малиново-красного дополнительным есть зелено-голубой для огненно-красного – зелено-голубой оранжевого – голубой желто-зеленому – пурпурно-фиолетовый лимонно-желтому – синий ультрамарин. Пары таких цветов найти не сложно, потому что в цветовом круге они лежат друг напротив друга.
При оптическом смешении не дополнительных цветов – мы получаем цвета промежуточных тонов (синий + красный = фиолетовый).
Если смешать оранжевый и голубой, мы получим такой же ахроматический цвет, как если бы сначала смешали красный с желтым, чтобы получить оранжевый, который потом в последствии смешали бы с голубым. Результат не будет зависеть от того, из каких лучей спектра составляются цвета, которые мы смешиваем. Этим и отличается оптическое смешение цветов (слагательное) от механического (основанного на вычитании световых лучей).
Если зарисовать лист разными по цвету, маленькими пятнышками или мелкими штрихами и мазками – то по законам оптического смешения, на расстоянии они сольются в один общий, однотонный цвет. Так выглядит оптическое смешение, которое называют пространственным. Его используют в живописи, когда нужно придать определенному участку прозрачность и легкость, по сравнению с другими участками.
КОНТРАСТНОСТЬ ЦВЕТОВ.
Не смотря на то, что краски сейчас в продаже представлены в широчайшем ассортименте, для рисования светящихся предметов и самых темных горных расщелин, идеально подходящих по яркости красок – нет. Художники справляются с передачей данных предметов и природных явлений, с помощью правильного использования взаимодействия цветов.
Один и тот же цвет, на фоне различных цветов, выглядит по-разному. Любой объект, на фоне более темного цвета, чем он сам, будет казаться более светлым и, наоборот, на фоне светлее – будет выглядеть более темным, чем является на самом деле. И чем больше разница между светлотой или темнотой фона и предмета, расположенного на нем – тем более темным или светлым он будет видеться, не зависимо от того хроматического или ахроматического он цвета. Изменение цвета в окружении других цветов, или при со-прикасании с другим цветом, называют одновременным контрастом цвета.
Контраст, при котором меняется светлота цвета, из-за воздействия соседних цветов или цветов которые его окружают, называется светлотным контрастом.
Ахроматические цвета на разных хроматических фонах приобретают окрашенность. Например: если серый предмет разместить на красном фоне, то он станет зеленоватым, на зеленом фоне – розоватым, на желтом – синеватым. Контраст, при котором меняется не светлота, а насыщенность или цветовой тон – называется хроматическим. А цвета, которые возникают на предмете, называются цветами одновременного контраста. Чтобы свести на нет действие хроматического контраста (чтобы не исказить серый цвет предмета на красном фоне), нужно предмету придать оттенок фона. Если придать серому предмету розоватый оттенок, то на красном фоне его цвет больше не исказится и он будет смотреться чисто серым.
Если нарисовать серый объект на красном фоне, и обвести его по контуру, то этот контур снизит влияние контраста или совсем сведет его на нет. Если разделить линиями несколько соседствующих цветов – тоже можно снизить их влияние друг на друга, частично или полностью убрать действие хроматического контраста.
Наиболее четко выраженный контраст, можно увидеть на границах, где соприкасаются цветовые пятна, на краях этих цветовых пятен. Если посмотреть на белый куб, у которого одна сторона затемненная, а вторая более освещена можно увидеть, что затемненная сторона, возле грани с освещенной, смотрится более темной, а освещенная, у грани с затемненной, выглядит более светлой. Такой контраст, который мы видим именно по краям цветовых пятен, называется краевым контрастом.
Все эти особенности контраста, нужно учитывать, так как, если не уделить им должного внимания при рисовании, не получится передать рельефность поверхностей на изображении, или предметы на нем будут выглядеть искаженными, не будет видно, что какие-то их части выступают, а какие-то уходят вглубь.
ЦВЕТ ГРУНТА И ЕГО РОЛЬ В ПРОЦЕССЕ РИСОВАНИЯ.
Если на грунт наносить краски полупрозрачными слоями (лессировочное письмо), то влияние цвета грунта, на цвета всех нанесенных красок и на общий вид картины, будет очевидным. Но и при корпусном письме (когда краски наносятся плотным, не полупрозрачным слоем) цвет грунта будет иметь значение, так как какое-то количество света, будет проникать через верхний, цветной слой красок и доходить до грунта, а потом, отражаясь от него, менять общий тон картины, но это будет практически не заметно.
Самое большое значение цвет грунта приобретает тогда, когда грунт не закрашивается полностью, когда его цвет участвует в композиции картины, с целью, например, повысить яркость остальных цветов на картине. Основываясь на законах контраста, выбирая темный грунт, к таким методам, не редко прибегали старые художники-мастера, итальянцы и испанцы.
Одинаковый этюд, написанный на грунте двух разных цветов – будет выглядеть по-разному. На фоне белого грунта, все цвета будут казаться более темными, поэтому нужно будет использовать более светлые цвета, чем те, которые были бы нужны, для написания на фоне серого грунта. Так как на сером грунте, наоборот, все цвета будут казаться более светлыми и нужно будет использовать более темные цвета.
Белый грунт является универсальным и начинающим художникам не рекомендуется использовать для работы грунт других цветов, пока они не изучат все влияния цветов друг на друга и не научатся в совершенстве применять их на практике.
ОЦЕНКА ЦВЕТА НА КАРТИНЕ.
Все цвета, которые мы видим на картине и в природе, мы видим уже измененными их действием друг на друга и действием на них освещения. Увидеть каждый цвет в отдельности, без каких либо изменений, мы не можем. Если на картине выбрать какой ни будь один элемент, а все остальные прикрыть чем то – его цвет будет отличаться, от того цвета который он приобретает, если смотреть на всю картину, но все равно он будет претерпевать изменения из-за особенностей освещения. Для того чтобы правильно подобрать цвета для картины, нужно учесть, как, в результате чего, изменяются эти цвета на выбранном вами мотиве, а также правильно и равномерно распределить интенсивность цветов. Наиболее интенсивные цвета стоит использовать на переднем плане, а цвета с наименьшей интенсивностью - на заднем.
ОТНОШЕНИЯ ЦВЕТОВ.
Задача художника - передать каждый цвет таким образом, чтобы он правильно воспринимался в условиях освещения, которое запечатлено на картине, верно соотносился с нарисованным объектом, а его интенсивность соответствовала, тому на каком пространственном плане находится объект. Для этого нужно уметь правильно подбирать соотношения между цветами.
Кроме насыщенности, светлоты и цветового тона, у цветов еще есть фактурные свойства. Цвета, передающие цвет поверхности, которая имеет четкое расположение в пространстве, отличаются от таких же цветов, которые, к примеру, служат просто для придания цвета фону. Они называются цветами поверхностей. Благодаря таким отличиям, мы всегда можем приблизительно определить, на каком расстоянии находится какая-нибудь цветная поверхность. Цвета, не служащие для отображения рельефа, которые используются для рисования, чего ни будь не имеющего четкого местоположения (например: радуга или небо, мы не можем определить расстояние до них на глаз), называются бесфактурными цветами. Цвета, которыми рисуют прозрачные среды, которые воспринимаются не в плоскости, а объемно (воздух, вода), называются объемными цветами.
Существует также понятие плотности цвета, которая определяется плотностью нанесения слоя краски. Краска, нанесенная на поверхность слоем разной плотности, в разных местах, делает картину более живой.
Отношения цветов определяются по фактурным характеристикам, по плотности и по основным свойствам. Чтобы не сбиться с верных цветовых отношений, во время рисования, нужно периодически давать отдых глазам (закрывать глаза хотя бы ненадолго), так как они утомляются от цвета. Например: если долго смотреть на зеленое пятно, а потом быстро перевести взгляд на лист белой бумаги – Вы увидите на этом листе такое же пятно, только сиренево-розового цвета. Появление таких, не настоящих, эффектов происходит от усталости глаз от цвета. Они называются – отрицательные последовательные образы. Еще, утомление зрения проявляется, в случае если наблюдаемые цвета начинают рябить. Если долго смотреть на лист цветной бумаги – его цвет будет становиться менее насыщенным. Это тоже признак усталости глаз. Если происходит, что-то из перечисленного выше – нужно на время прервать написание картины.
ЦВЕТ В КОМПОЗИЦИИ КАРТИНЫ.
С помощью цвета, можно уравновесить композицию живописной картины. Цвета, которые напоминают цвет земли или камней, кажутся тяжелыми, в то время как цвета, напоминающие цвет воздуха или неба, воспринимаются более легкими. Но, нужно учитывать, что даже если нарисовать одним из «легких» цветов, предмет, который на самом деле тяжелый (например: горы) - цвет, все равно, будет казаться тяжелым. Чтобы уравновесить композицию, нужно обращать внимание не только на весомость цветных объектов, но и на их заметность. Меньше всего бросается в глаза синий цвет, а красный и оранжевый – привлекают внимание больше всего.
С помощью светлотного контраста, а также яркости и броскости цвета, можно выделить на картине объекты, к которым нужно привлечь больше внимания.
Если проверить на практике, все сказанное в этой статье, поупражняться в живописи, внимательно понаблюдать за натурой, подробней ознакомиться с цве товедением – Вам будет проще стать настоящим художником-пейзажистом.
Глава 3. Оптические свойства красок
Светотени в живописи
Солнечный свет состоит из семи основных лучей, отличающихся между собой определенной длиной волны и местом в спектре.
Лучи длиной волны от 700 до 400 mµ, действуя на наш глаз, вызывают ощущения одного из цветов, который мы видим в спектре.
Инфракрасные лучи с длиной волны выше 700 mµ. не действуют на наш глаз, и мы их не видим.
Ультрафиолетовые лучи, находящиеся ниже 400 mµ., также невидимы нашим глазом.
Если на пути солнечного луча поставить стеклянную призму, то на белом экране мы видим спектр, состоящий из простых цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового.
Кроме указанных семи цветов спектр состоит из множества различных оттенков, находящихся между полосами этих цветов и образующих постепенный переход от одного цвета к другому (красно-оранжевого, желто-оранжевого, желто-зеленого, зелено-голубого, сине-голубого и др.).
Спектральные цвета являются самыми насыщенными цветами и самыми чистыми. Из художественных красок по чистоте тона ультрамарин, киноварь и желтый хром сравнительно выше остальных и в некоторой степени приближаются к спектральным цветам, большинство же красок кажется бледными, белесоватыми, мутными и слабыми.
Преломление и отражение света в красочном слое
При падении света на поверхность картин часть его отражается от поверхности и называется отраженным светом, часть поглощается либо преломляется, т. е. отклоняется от первоначального направления на известный угол, и называется преломленным светом. Свет, падая на ровную и гладкую поверхность красочного слоя, создает ощущение блеска, когда глаз расположен на пути отраженного света.
При изменении положения картины, т. е. изменении угла падения света, блеск исчезает, и мы хорошо вддим картину. Картины с матовой поверхностью отражают свет рассеянно, равномерно и на них мы не видим бликов.
Шероховатая поверхность своими впадинами и выступами отражает лучи во всевозможных направлениях и под разными углами от каждой части поверхности, в виде мельчайших блесков, из которых только небольшая часть попадает в глаз, создавая ощущение матовости и некоторой белесоватости. Лакомасляные краски и густо положенный покровный лак придают поверхности картины блеск; избыток воска и скипидара - матовость.
Как известно, цветовые лучи при переходе из одной среды в другую, в зависимости от их оптической плотности, не остаются прямолинейными, а на границе, разделяющей среды, отклоняются от своего первоначального направления и преломляются.
Лучи света, переходя, например, из воздуха в воду, преломляются по-разному: меньше преломляются красные лучи, больше - фиолетовые.
Показатель преломления какой-либо среды равен отношению скоростей света в воздухе и скорости в данной среде. Так, скорость света в воздухе равна 300000 км/сек., в воде около 230 000 км/сек., следовательно, численно показатель, преломления воды будет равен 300000/230000 =1,3, воздуха - 1, масла -1,5.
Ложка в стакане воды кажется ломаной; стекло на воздухе блестит сильнее, чем под водой, так как показа гель преломления стекла больше показателя воздуха. Стеклянная палочка, помещенная в сосуд с кедровым маслом, становится незаметной, вследствие почти одинакового показателя преломления стекла и масла.
Количество отраженного и преломленного света зависит от показателей преломления двух сред, разделяющихся поверхностью. Цвет красок объясняется способностью их в зависимости от химического состава и физической структуры поглощать или отражать определенные лучи света. Если показатели преломления двух веществ одинаковы, то отражения не бывает, при разных показателях часть света отразится, а часть преломится.
Художественные краски состоят из связующего вещества (масла, смолы и воска) и частиц пигмента. И те и другие имеют различные показатели преломления, поэтому отражение внутри красочного слоя и цвет краски будет зависеть от состава и свойств этих двух веществ.
Грунт картин бывает нейтральный, белый или тонированный. Нам уже известно, что свет, падая на поверхность красочного слоя, частично отразится, частично преломится и пройдет внутрь красочного слоя.
Пройдя через частицы пигмента, показатели преломления которых отличаются от показателей преломления связующего вещества, свет разделится на отраженный и преломленный. Отраженный свет при этом окрасится и выйдет на поверхность, а преломленный пройдет внутрь красочного слоя, где встретит частицы пигмента и также отразится и преломится. Таким образом, свет отразится от поверхности картины окрашенным в цвет дополнительный тому, который поглощается пигментом.
Разнообразие цветов и оттенков в природе мы видим благодаря тому, что предметы обладают способностью избирательно поглощать различные количества падающего на них света или избирательно отражать свет.
Всякий свет краски имеет определенные основные свойства: светлоту, цветовой тон и насыщенность.
Краски, которые отражают, все лучи, падающие на них в пропорции, в которой они составляют свет, кажутся белыми. Если часть света поглощается, а часть отражается, краски кажутся серыми. Минимальное количество света отражают черные краски.
Предметы, от которых больше отражается света, кажутся нам светлее, меньше света отражается от темных предметов. Белые пигменты отличаются между собой количеством отраженного света.
Самый белый цвет имеют баритовые белила.
Баритовые белила отражают 99% света, цинковые белила - 94%; свинцовые белила - 93%; гипс - 90%;мел-84%.
Белые, серые и черные цвета отличаются между собой по светлоте, т. е. количеством отраженного света.
Цвета делятся на две группы: ахроматические и хроматические.
Ахроматические не имеют цветового тона, например, белые, серые и темные; хроматические имеют цветовой тон.
Цвета (красные, оранжевые, желтые, зеленые, голубые, и т. д.), кроме белых, серых и темных, отражают определенную часть лучей спектра, преимущественно одинаковую с его цветом, поэтому они и различаются по цветовому тону. Если к красному или зеленому добавить белого или черного, то они будут светло-красными и темно-красными или светло-зелеными и темно-зелеными.
Цвета, слабо окрашенные почти не отличаются от серого цвета, наоборот, цвета сильно окрашенные (к которым мало или совсем не примешано ахроматического) значительно отличаются от серого по цвету.
Степень различия хроматического цвета от равного с ним по светлоте ахроматического называется насыщенностью.
Цвета спектра не содержат белого, поэтому они наиболее насыщенные.
Краски с наполнителями (бланфиксом, каолином и др.) и природные пигменты (охры, сиены и др.), отражающие большое количество лучей, близких по составу к белому, имеют неяркий и белесоватый, т. е. слабо насыщенный, тон.
Чем краска полнее отражает определенные лучи, тем цвет ее будет ярче. Любая краска, смешанная с белой, становится бледнее.
Нет таких красок, которые бы отражали только луч одного цвета, а все остальные поглощали. Краски отражают составной свет с преобладанием луча, определяющего его цвет, так, например, в ультрамарине таким светом будет синий, в окиси хрома - зеленый.
Дополнительные цвета
При освещении красочного слоя часть лучей поглощается, некоторые лучи больше, другие меньше. Поэтому отраженный свет окрасится в цвет дополнительный тому, который поглотился краской.
Если краска из падающих на нее лучей поглощает оранжевые, а отражает остальные, то она будет окрашена в голубой цвет, при поглощении красного - в зеленый, при поглощении желтого - в синий.
На простом опыте мы убеждаемся в этом: если на пути разложения лучей стеклянной призмой поставить еще призму н перемещать ее последовательно вдоль всего спектра, отклоняя в сторону отдельные лучи спектра, сначала красный, оранжевый, желтый, желто-зеленый, зеленый и голубовато-зеленый, то цвет смеси оставшихся лучей будет окрашен в голубовато-зеленый, голубой, синий, фиолетовый, пурпуро-"ый и красный.
Смешивая эти две составные части (красный и зеленый, оранжевый и голубой и т. д.), мы снова получаем белый цвет.
Белый цвет можно получить также смешивая пару отдельных спектральных лучей, например, желтого и синего, оранжевого и голубого и т. д.
Цвета простые или сложные, дающие при оптическом смешении белый цвет, называются дополнительными цветами.
К любому цвету можно подобрать другой цвет, дающий при оптическом смешении, в определенных количественных соотношениях ахроматический цвет.
Дополнительными основными цветами будут:
Красный - зеленый.
Оранжевый - голубой.
Желтый - синий.
В цветовом круге, состоящем из восьми цветовых групп, дополнительные цвета располагаются друг против друга.
При смешении двух недополнительных цветов в определенных количественных соотношениях получаются цвета промежуточные по тону, например: синий с красным дает фиолетовый, красный с оранжевым - красно-оранжевый, зеленый с голубым - зелено-голубой и т. д.
Промежуточные цвета: фиолетовый, малиновый, красно-оранжевый, желто-оранжевый; желто-зеленый, зелено-голубой, сине-голубой.
Основные и промежуточные цвета спектра, мы можем расположить по порядку в следующий ряд:
№ 1а Малиновый
№ 1 Красный
№ 2а Красно-оранжевый
№ 2 Оранжевый
№ За Желто-оранжевый
№ 3 Желтый
№ 4а Желто-зеленый
№ 4 Зеленый
№ 5а Зелено-голубой
№ 5 Голубой
№ 6а Сине-голубой
№ 6 Синий
№ 7а Фиолетовый
Дополнительные промежуточные цвета:
Фиолетовый и малиновый-желто-зеленый.
Красно-оранжевый - зелено-голубой.
Желто-оранжевый - сине-голубой.
Дополнительные основные и промежуточные цвета находятся друг от друга на три номера.
Прозрачные и кроющие краски.
Краски, которые часть света поглощают, а часть пропускают, называются прозрачными, а те, которые только отражают и поглощают, называются кроющими, или непрозрачными.
К прозрачным, или лессирующим краскам относятся такие краски, связующее вещество и пигмент которых имеют равные или близкие показатели преломления.
Прозрачные художественные масляные краски имеют обыкновенно показатели преломления связующего и пигмента 1,4-1,65.
При разности показателей преломления пигмента и связующего не выше 1 краска мало отражает света на поверхности раздела, большая часть света проходит вглубь красочного слоя.
Вследствие избирательного поглощения частицами пигмента свет интенсивно окрашивается на своем пути и, попадая на грунт, возвращается обратно к поверхности прозрачных веществ.
Грунт в этом случае приготовляется белый и матовый, чтобы он полнее отражал лучи.
Более крупные частицы пигмента в краске дают увеличение прозрачности.
Прозрачные краски представляют для живописи большую ценность по сравнению с кроющими, так как они имеют глубокий тон и являются - наиболее насыщенными.
К прозрачным краскам относятся:
Показатели преломления
Краплак 1,6-1,63
Ультрамарин 1,5-1,54
Синий кобальт 1,62-1,65
Бланфикс 1,61
Глинозем 1,49-1,5
При освещении, например, прозрачной зеленой краски дневным светом часть, главным образом красных, т. е. дополнительных, лучей поглотится, небольшая часть отразится с поверхности, а оставшиеся не поглощенными пройдут сквозь краску и подвергнутся дальнейшему поглощению. Свет, не поглощенный краской, пройдет через нее, а затем отразится, выйдет на поверхность и определит окраску прозрачного предмета, - в данном случае, зеленую.
К кроющим краскам относятся такие, в которых показатели преломления связующего вещества и пигмента имеют большое различие.
Световые лучи сильно отражаются от поверхности укрывистой краски и уже в тонком слое они малопрозрачны.
Кроющие масляные краски при смешении с прозрачными смесями принимают различные оттенки, подкупающие художников своей глубиной и прозрачностью по сравнению с мутными разбелами цинковых или свинцовых белил.
Наиболее укрывистыми являются клеевые краски - гуашь, акварель и темпера, так как после высыхания краски пространство в ней заполняется воздухом с пониженным показателем преломления по сравнению с водой.
К кроющим краскам относятся: свинцовые белила (показатель преломления 2), цинковые белила (показатель преломления 1,88), окись хрома, кадмий красный и др.
Смешение красок.
Смешением красок пользуются для получения различных цветовых оттенков.
Обычно в практике применяют три способа смешений:
1) механическое смешение красок; 2) наложение краски на краску; 3) пространственное смешение;
Оптические изменения при смешении красок можно хорошо разобрать на примере прохождения дневного света последовательно через желтые и синие стекла.
Свет, проходя вначале через желтое стекло, потеряет почти целиком синие и фиолетовые цвета и пройдет сине-зеленый, зеленый, желто-зеленый, желтый, оранжевый и красный, затем синее стекло поглотит красные, оранжевые и желтые и пропустит зеленые, следовательно, при прохождении света через два окрашенных стекла происходит поглощение всех цветов за исключением зеленого.
Как правило, пигменты поглощают цвета, близкие к дополнительному цвету.
Если, приготовив на палитре смесь желтого кадмия с синим кобальтом, мы нанесем их на холст, то убедимся, что свет, падающий на красочный слой этой смеси, проходя через желтый кадмий, потеряет синие и фиолетовые лучи, а проходя через синюю краску потеряет красные, оранжевые и желтые лучи. В результате отраженный свет и цвет красочной смеси будет зеленым.
Смешанная краска темнее любой одной краски, взятой для смешения, так как смешиваемые краски, кроме зеленого,содержат другие цвета. Нельзя поэтому колеровкой получить очень интенсивную светлозеленую - поль-веронез.
Киноварь с берлинской лазурью дают серую краску. Краплак же с берлинской лазурью, кобальтом синим и ультрамарином образуют хорошие фиолетовые оттенки, так как краплак содержит больше фиолетового цвета, чем киноварь и, стало быть, более применим для смешения с синими.
Способ накладывания одного слоя прозрачной краски на другой с целью получения различных оттенков, называется лессировкой.
При лессировках верхние слои красок должны быть прозрачными, чтобы через них просвечивали нижний слой или грунт.
Как и при наличии одного слоя, свет, освещающий картину при многослойном письме, будет иметь те же явления отражения и поглощения, что и в предыдущем примере со смесью желтой и синей красок.
Надо заметить, что в зависимости от кроющих свойств красок, толщины красочного слоя и порядка наложения будет преобладать тот или иной отраженный свет.
Так, если краски желтая и синяя прозрачные, то наибольшая часть света отразится от грунта и отраженный свет будет ближе к зеленому.
Если желтая - кроющая краска положена сверху красочного слоя, то преобладающее количество света отразится от верхнего желтого слоя и цвет смеси будет ближе к желтому.
При увеличении толщины слоя верхней желтой краски свет, пройдя большой путь, станет более интенсивным.
С изменением порядка наложения красок (например, синяя краска будет сверху, а желтая внизу) свет, отраженный от первого слоя, будет синим, в нижнем слое сине-зеленым и от грунта отразится зеленым, в результате цвет всего красочного слоя будет сине-зеленым.
Рассматривая две небольших поверхности разного цвета на большом расстоянии, наш глаз не в состоянии видеть каждый цвет в отдельности, и они сливаются в один общий цвет.
Так, песок на некотором расстоянии мы также видим одноцветным, несмотря на то, что он состоит из бесчисленного количества разноцветных песчинок.
На пространственном смешении основана мозаика, которая составляется из мелких кусочков цветных камней (смальты). В живописи мелкие пятнышки и черточки разных цветов дают при рассмотрении на расстоянии разнообразнейшие оттенки.
Способ пространственного смешения повышает светлоту красок. Так, если в красной полоске будут проведены одна или две тонкие полоски белилами, то красная полоска получит яркое освещение, чего нельзя достичь смешением с белилами. Этот прием значительно изменяет интенсивность красок (повышает или понижает). Художники практически очень легко получают из смеси красок необходимый тон.
Лучи света, отраженные отдельными окрашенными точками, идут так близко друг к другу, что наш орган зрения воспринимает их одним и тем же нервным светочувствительным окончанием (колбочкой) и мы видим один общий цвет, как если бы краски были на самом деле смешаны.
При смешении красок мы получаем впечатление общего цвета от отражения различных лучей, так как глаз не различает отдельные составные части смеси благодаря их малой величине.
Цветовые контрасты.
Рассматривая рядом лежащие две небольшие окрашенные поверхности, одну оранжевую, а другую серую, последняя будет казаться нам голубоватой.
Общеизвестно, что голубой и оранжевый цвета при сочетании, изменяясь в тоне, взаимно усиливаются в яркости, такими же парами цветов, повышающимися в яркости, будут желтая и синяя, красная и зеленая, фиолетовая и желто-зеленая.
Изменение цвета под влиянием окрашенных поверхностей, лежащих рядом, называется одновременным контрастом и является следствием раздражения светом трех независимых друг от друга нервных центров глаза.
Краски, положенные на полотно, изменяют свой цвет в зависимости от цвета красок, находящихся около них (так, например, серый цвет на фоне желтого синеет, а синий желтеет). Если положить краску на более светлый по цвету фон, то краска покажется нам темнее, а на более темном фоне она, наоборот, покажется светлее. Зеленая краска на красном фоне становится ярче; тогда как эта же краска, положенная на зеленоватый фон, будет казаться грязноватой, вследствие действия дополнительного красочного цвета. Как правило, краски, близкие по цвету, понижают интенсивность тона.
Если после длительного рассматривания одной цветовой поверхности взгляд переносится на другую, то восприятие второй в известной степени будет обусловлено цветом первой поверхности (после темной первой поверхности вторая поверхность будет казаться светлее, после красного белое будет казаться зеленоватым).
В глазу возникает впечатление контрастного цвета, близкого по оттенку к дополнительному цвету.
Дополнительным к синему будет желтый, а контрастным оранжевый, к фиолетовому дополнительный желто-зеленый, а контрастный - желтый.
Изменение восприятия цвета в зависимости от того, какой цвет действовал на глаз до этого, называется последовательным контрастом.
Располагая рядом отдельные пары красок, оттенки их изменяются следующим образом:
1. Желтый и зеленый: желтый приобретает цвет предшествующего ему по спектру,
т. е. оранжевый, а зеленый - цвет последующего, т. е. голубой.
2. Красный и желтый: красный изменяется в пурпурный, а желтый в желто-
3. Красный и зеленый: дополнительные цвета не изменяются, но усиливаются в
яркости и насыщенности тона.
4. Красный и голубой: красный становится оранжевым, а голубой приближается к
зеленому, т. е. два цвета, отстоящие в спектре на два и больше номеров, принимают цвет
дополнительного соседнего.
Зная и используя приемы контраста цветов, можно изменить тон красок и колорит картины в желаемом направлении.
Наряду с контрастами цветов, большое значение в живописи имеет воспроизведение пространства и глубины картины.
Кроме перспективного построения, глубина картины может быть достигнута размещением цветов: темные цвета создают иллюзию глубины; яркие цвета, светлые места выступают на первый план.
Для достижения большой световой и цветовой интенсивности красок и получения разнообразных оттенков художники используют прием взаимного влияния цвета красок (цветовой контраст), располагая их в определенных пространственных отношениях.
Если положить небольшое пятно белой краски на черный фон, то белое пятно будет казаться самым светлым, в то время как такое же белое пятно на сером фоне покажется темноватым. Такой контраст сильнее проявляется, когда фон по светлоте значительно отличается от цвета красок. При отсутствии такого контраста по светлоте рядом расположенные краски, близкие по оттенку, кажутся тусклыми. В картинах великих мастеров блики света, находящиеся в окружении темных тонов, создают впечатление очень ярких и светлых цветов.
Кроме контраста по светлоте, существует цветной контраст. Две краски, положенные рядом, влияют друг на друга, вызывая взаимное изменение их оттенков в сторону дополнительного цвета.
Влияние освещения на цвет красок.
Красочный слой, в зависимости от освещения, в течение дня принимает разнообразные оттенки, так как солнечный свет под влиянием многих причин видоизменяет свой спектральный состав.
В зависимости от характера источника света, цвет красок может изменяться. Синий кобальт при искусственном освещении, благодаря наличию желтых лучей в составе света, кажется зеленоватым; ультрамарин-почти черным.
От оттенка источника света зависит также цвет красок, так, например, при холодном освещении холодные краски становятся ярче. Цвет красок темнеет при действии на них света, противоположного по тону: оранжевый от голубого, фиолетовый от желтого.
Синий кобальт становится серым при искусственном освещении и приобретает яркость и глубину цвета при дневном солнечном освещении, наоборот, - кадмий желтый, краплак красный и киноварь при искусственном освещении кажутся ярче.
На основании ряда опытов установлено, что при освещении керосином желтые, оранжевые, красные и вообще все теплые краски повысились в тоне, а краски холодные (синие и зеленые) понизились, т. е. потемнели.
Окись хрома становится серо-зеленою, кобальт синий принимает фиолетовый оттенок, ультрамарин мутнеет, берлинская лазурь зеленеет и т. д.
Следовательно, при изменении характера источника освещения в картинах появляются настолько сильные оптические изменения, что совершенно нарушаются отношения между тонами и в целом колорит живописи, так как искусственное освещение имеет иной состав лучей (желтые и оранжевые лучи), сильно отличающийся от состава лучей дневного света.Влияние искусственного света на оттенок красок прекрасно доказано опытами, проведенными проф. Петрушевским.(С. Петрудпевскйй. Краски и живопись, СПБ, 1881 г., стр. 25-36.)
Цвета полупрозрачных, мутных сред
Пыльный воздух, дым, туман, мутную воду, молоко, пену и т. п. принято называть мутными средами, в которых мельчайшие частички твердого или газообразного вещества находятся во взвешенном состоянии.
Пыльный воздух и дым представляют собой как бы однородную смесь воздуха и твердых частичек; молоко-воды и мельчайших капель масла; туман-воздуха и капелек воды; пена - воды и воздуха. Характерным свойством таких смесей или мутных сред является способность часть света отражать, а часть пропускать.
Коротковолновые лучи света (синие и фиолетовые), падая на мельчайшие взвешенные частички-твердые (дым), жидкие (туман) или газообразные (пена) - почти такого же размера, как и длина волны, отражаются и рассеиваются во все стороны, и мы видим голубой или синий свет.
Лучи с большей длиной волны (красные, оранжевые и желтые) свободно проходят через мельчайшие взвешенные частицы, окрашивая свет в темные цвета.
В воздухе носится масса мельчайших твердых и жидких частиц, поэтому в вечернее время, по мере приближения солнца к горизонту, его лучи (красные, оранжевые и желтые, т. е. с большей длиной волны), проходя через большой слой загрязненного воздуха, окрашиваются в оранжевый цвет.
Подобное явление мы наблюдаем также в туманные дни:
высокая влажность воздуха усиливает окраску солнца на закате. Смешивая небольшое количество укрывистой краски с связующим веществом (маслом или лаком), получаем полупрозрачные краски. Нанесенные на темную поверхность, они становятся холодными, на светлом - теплее в силу тех же вышеуказанных причин.
Рефлексы .
Рефлексы, или цветные окрашивания света, являются результатом отражения его освещенными предметами, стоящими близко друг от друга.
Окрашенный свет, отраженный от первого предмета, падает на другой предмет, это производит избирательное поглощение и изменение цветового тона.
Если свет падает на складки материи, то выступающие части, освещенные непосредственно источником света, приобретают окраску, отличающуюся от окраски впадин.
Внутрь же складок падает окрашенный свет, отраженный тканью, он будет более темным, часть же света после отражения вновь проникает вглубь складок, и цвет 1 складок в глубине будет насыщеннее и темнее, чем на выступающих частях.
В зависимости от спектрального состава света и избирательного поглощения, цветовой тон изменяется (например, желтая материя в глубине складок имеет иногда зеленоватый оттенок).
Светотени в живописи.
Расположение света на предметах в разной силе называется светотенью. Явление светотени зависит от общей силы освещения и от цвета предметов. Если освещение в тени в десять раз более слабое, то и все краски, независимо от цвета, находясь в тени будут отражать в десять раз меньше света, чем те же краски на свету.
Отражаемый предметами свет в тени понижен равномерно, и соотношение между цветами предметов в тени не изменяется, происходит лишь общее понижение яркости цвета.
При передаче тени иногда пользуются примешиванием к краскам черного тона, но тогда, вместо впечатления тени, создается впечатление грязи, так как в тени понижение яркости происходит при равномерном затемнении всех цветов.
Легкие тени при ярком освещении заметнее на темно окрашенных предметах, на светлых они белесоватые и очень слабые по тону.
Светлые предметы при глубоких тенях кажутся более насыщенными.
В очень густых тенях только самые светлые предметы сохраняют цветовые различия, а самые темные сливаются между собой.
При слабом освещении цвета теряют насыщенность.
Светотень играет большую роль в построении объема формы. Обычно света пишутся корпусно, а тени и полутени прозрачно.
При чрезмерном обилии света или при недостатке его предметы почти не различаются, и объем почти не ощущается. Освещение в картине держат преимущественно в средней силе.
Некоторые старые мастера пользовались приемами двойного освещения: более яркого для главных фигур и более слабого для второстепенных, что позволяло изобразить главные фигуры рельефно и выпукло, в богатой цветовой гамме; задний же план при этом освещен слабо, и цветные оттенки в нем почти отсутствуют.
Прием двойного освещения позволяет сосредоточить внимание зрителей на главных фигурах и создать впечатление глубины.
Умелое использование светотени дает в живописной практике очень эффективный результат.
Цвета предметов . Почему лист бумаги мы видим белым, а листья растений зелеными? Почему предметы имеют различный цвет?
Цвет любого тела определяется его веществом, строением, внешними условиями и процессами, протекающими в нем. Этими разнообразными параметрами задают способность тела поглощать падающие на него лучи одного цвета (цвет определяется частотой или длиной волны света) и отражать лучи другого цвета.
Те лучи, которые отражаются, попадают в глаз человека и определяют цветовое восприятие.
Лист бумаги кажется белым, потому что он отражает белый свет. А так как белый свет состоит из фиолетового, синего, голубого, зеленого, желтого, оранжевого и красного, то белый предмет должен отражать все эти цвета.
Поэтому если на белую бумагу падает только красный свет, то бумага его отражает, и мы видим ее красного цвета.
Точно так же, если на белый предмет падает только зеленый свет, то предмет должен отражать зеленый свет и казаться зеленым.
Если бумагу покасить красной краской, изменится свойство поглощения света бумагой - теперь отражаться будут только красные лучи, в все остальные будут поглощаться краской. Теперь бумага будет казаться красной.
Листья деревьев, трава кажутся нам зелеными, потому что хлорофилл, содержащийся в них, поглощает красные, оранжевые, синие и фиолетовые цвета. В результате отражается от растений середина солнечного спектра - зеленый цвет.
Опыт подтверждает предположение, что цвет предмета есть не что иное, как цвет света, отраженного предметом.
Что будет, если красную книгу осветить зеленым светом?
Сначала предполагали, что зеленый свет книга должна превратить в красный: при освещении красной книги только одним зеленым светом этот зеленый свет должен превратиться в красный и отразиться так, что книга должна казаться красной.
Это противоречит эксперименту: вместо того чтобы казаться красной, в этом случае книга кажется черной.
Поскольку красная книга не превращает зеленый цвет в красный и не отражает зеленого света, красная книга должна поглощать зеленый свет, так что никакой свет не будет отражен.
Очевидно, что предмет, не отражающий никакого света, кажется черным. Далее, когда белый свет освещает красную книгу, книга должна отражать только красный свет и поглощать все другие цвета.
В действительности, красный предмет отражает немного оранжевый и немного фиолетовый цвета, потому что применяемые при производстве красных предметов краски никогда не бывают совершенно чистыми.
Точно так же зеленая книга будет отражать главным образом зеленый свет и поглощать все другие цвета, а голубая книга будет отражать главным образом голубой и поглощать все другие цвета.
Напомним, что красный, зеленый и голубой - первичные цвета . (О первичных и дополнительных цветах). С другой стороны, поскольку желтый свет состоит из смеси красного и зеленого, желтая книга должна отражать как красный, так и зеленый свет.
В заключение повторим, что цвет тела зависит от его способности по-разному поглощать, отражать и пропускать (если тело прозрачное) свет различных цветов.
Некоторые вещества, например прозрачное стекло и лед, не поглощают никакого цвета из состава белого света. Свет проходит сквозь оба эти вещества, и лишь небольшое количество света отражается от их поверхностей. Поэтому, оба эти вещества кажутся почти столь же прозрачными, что и сам воздух.
С другой стороны, снег и мыльная пена кажутся белыми. Далее, пена некоторых напитков, например пива, может казаться белой, несмотря на то, что жидкость, содержащая воздух в пузырьках, может иметь другой цвет.
По-видимому, эта пена бела потому, что пузырьки отражают свет от своих поверхностей так, что свет не проникает достаточно глубоко в каждый из них, чтобы быть поглощенным. Вследствие отражения от поверхностей мыльная пена и снег кажутся белыми, а не бесцветными, как лед и стекло.
Светофильтры
Если пропустить белый свет через обычное бесцветное прозрачное оконное стекло, то белый свет пройдет сквозь него. Если стекло красное, то свет красного конца спектра пройдет насквозь, а другие цвета будут поглощены или отфильтрованы .
Точно так же зеленое стекло или какой-нибудь другой зеленый светофильтр пропускает главным образом зеленую часть спектра, а голубой светофильтр пропускает главным образом голубой свет или голубую часть спектра.
Если приложить друг к другу два светофильтра различных цветов, то пройдут только те цвета, которые пропускаются обоими светофильтрами. Два светофильтра-красный и зеленый-при сложении их практически не пропустят никакого света.
Таким образом, в фотографии и цветной печати, применяя светофильтры, можно создавать желаемые цвета.
Театральные эффекты, создаваемые светом
Многие любопытные эффекты, которые мы наблюдаем на театральной сцене, являются простым применением тех принципов, с которыми мы только что познакомились.
Например, можно заставить почти совершенно исчезнуть фигуру в красном, находящуюся на черном фоне, если переключить свет с белого на соответствующий оттенок зеленого.
Красный цвет поглощает зеленый, так что ничего не отражается, и, следовательно, фигура кажется черной и сливается с фоном.
Лица, раскрашенные красной жирной краской или покрытые красными румянами, кажутся естественными в свете красного прожектора, но кажутся черными при освещении зеленым прожектором. Красный цвет поглотит зеленый, так что ничего не будет отражено.
Точно так же красные губы кажутся черными в зеленом или голубом свете танцевального зала.
Желтый костюм превратится в ярко-красный в малиновом свете. Малиновый костюм покажется голубым в лучах голубовато-зеленого прожектора.
Изучив поглощающие свойства различных красок, можно добиться множества различных других цветовых эффектов.
Возможность разложения света была впервые обнаружена Исааком Ньютоном. Узкий луч света, пропущенный им через стеклянную призму, преломился и образовал на стене разноцветную полоску — спектр.
По цветовым признакам спектр можно разделить на две части. В одну часть входят красные, оранжевые, желтые и желто-зеленые цвета, в другую — зеленые, голубые, синие и фиолетовые.
Длина волн лучей видимого спектра различна — от 380 до 760 ммк . За пределами видимой части спектра располагается невидимая его часть. Участки спектра с длиной волны более 780 ммк называются инфракрасными, или тепловыми. Они легко обнаруживаются термометром, установленным на этом участке спектра. Участки спектра с длиной волны менее 380 ммк называются ультрафиолетовыми (рис. 1—см. приложение). Эти лучи активны и отрицательно влияют на светопрочность некоторых пигментов и устойчивость лакокрасочных пленок.
Рис. 1. Спектральное разложение цветового луча
Световые лучи, исходящие от разных источников света, имеют неодинаковый спектральный состав и поэтому значительно отличаются по цвету. Свет обычной электрической лампочки желтее солнечного света, а свет стеариновой или парафиновой свечи или керосиновой лампы желтее света электрической лампочки. Объясняется это тем, что в спектре луча дневного света преобладают волны, соответствующие синему цвету, а в спектре луча от электрической лампочки с вольфрамовой и особенно с угольной нитью — красные и оранжевые цветовые волны. Поэтому один и тот же предмет может принимать различную окраску в зависимости от того, каким источником света он освещен.
Вследствие этого и окраска комнаты и предметов, находящихся в ней, принимают при естественном и искусственном освещении различные цветовые оттенки. Поэтому, подбирая красочные составы для окраски, необходимо учитывать условия освещения во время эксплуатации.
Цвет каждого предмета зависит от его физических свойств, то есть способности отражать, поглощать или пропускать лучи света. Поэтому лучи света, падающие на поверхность, делятся на отраженные, поглощенные и пропущенные.
Тела, почти полностью отражающие или поглощающие лучи света, воспринимаются как непрозрачные.
Тела, пропускающие значительное количество света, воспринимаются как прозрачные (стекло).
Если поверхность или тело отражают или пропускают в одинаковой степени все лучи видимой части спектра, то такое отражение или проникание светового потока называется неизбирательным.
Так, предмет кажется черным, если он поглощает в равной степени почти все лучи спектра, и белым, если он их полностью отражает.
Если смотреть на предметы через бесцветное стекло, мы увидим их настоящий цвет. Следовательно, бесцветное стекло почти полностью пропускает все цветовые лучи спектра, кроме незначительного количества отраженного и поглощенного света, также состоящего из всех цветовых лучей спектра.
Если же заменить бесцветное стекло синим, то все предметы за стеклом покажутся синими, так как синее стекло пропускает в основном синие лучи спектра, а лучи остальных цветов почти полностью поглощает.
Цвет непрозрачного предмета также зависит от отражения и поглощения им волн различного спектрального состава. Так, предмет кажется синим, если он отражает только синие лучи, а все остальные поглощает. Если предмет отражает красные и поглощает все остальные лучи спектра, он кажется красным.
Такое проникание цветовых лучей и поглощение их предметами называется избирательным.
Ахроматические и хроматические цветовые тона. Существующие в природе цвета по цветовым свойствам можно разделить на две группы: ахроматические, или бесцветные, и хроматические, или цветные.
К ахроматическим цветовым тонам относятся белый, черный и ряд промежуточных серых цветов.
Группа хроматических цветовых тонов состоит из красных, оранжевых, желтых, зеленых, синих, фиолетовых и бесчисленного множества промежуточных цветов.
Луч света от предметов, окрашенных в ахроматические цвета, отражается, не претерпев каких-либо заметных изменений. Поэтому эти цвета воспринимаются нами только как белые или черные с целым рядом промежуточных серых оттенков.
Цвет в этом случае зависит исключительно от способности тела поглощать или отражать все лучи спектра. Чем большее количество света отражает предмет, тем он кажется белее. Чем большее количество света предмет поглощает, тем он кажется чернее.
В природе не существует материала, отражающего или поглощающего 100% падающего на него света, поэтому нет ни идеально белого, ни идеально черного цвета. Самый белый цвет имеет порошок химически чистого сернокислого бария, спрессованный в плитку, который отражает 94% падающего на него света. Цинковые белила несколько темнее сернокислого бария, еще темнее свинцовые белила, гипс, литопонные белила, писчая бумага высшего сорта, мел и т. д. Наиболее темной является поверхность черного бархата, отражающая около 0,2% света. Таким образом, можно сделать вывод, что ахроматические цвета отличаются друг от друга только светлотой.
Человеческий глаз различает около 300 оттенков ахроматических цветов.
Хроматические цвета обладают тремя свойствами: цветовым тоном, светлотой и насыщенностью цвета.
Цветовым тоном называется свойство цвета, которое позволяет глазу человека воспринимать и определять красный, желтый, синий и другие спектральные цвета. Цветовых тонов значительно больше, чем названий для них. Основным, естественным рядом цветовых тонов является солнечный спектр, в котором цветовые тона располагаются так, что постепенно и непрерывно переходят один в другой; красный через оранжевый переходит в желтый, далее через светло-зеленый и темно-зеленый — в голубой, затем в синий и, наконец, в фиолетовый.
Светлота — это способность цветной поверхности отражать большее или меньшее количество падающих лучей света. При большем отражении света цвет поверхности кажется светлее, при меньшем — темнее. Это свойство— общее для всех цветов как хроматических, так и ахроматических, поэтому по светлоте можно сравнивать любые цвета. К хроматическому цвету любой светлоты легко подобрать подобный ему по светлоте ахроматический цвет.
Для практических целей при определении светлоты пользуются так называемой серой шкалой, которая состоит из набора выкрасок 1 ахроматических цветов, постепенно переходящих от наиболее черного, темно-серого, серого и светло-серого к почти белому. Эти выкраски наклеены между отверстиями в картоне, против каждой выкраски обозначен коэффициент отражения данного цвета. Шкалу накладывают на исследуемую поверхность и, сопоставляя ее с выкраской, просматриваемой через отверстия шкалы, определяют светлоту.
Насыщенностью хроматического цвета называют способность его сохранять свой цветовой тон при введении в его состав различных количеств серого ахроматического цвета, равного ему по светлоте.
Насыщенность различных цветовых тонов не одинакова. Если какой-либо спектральный цвет, допустим желтый, смешать со светло-серым, равным ему по светлоте, то насыщенность цветового тона несколько уменьшится, он станет бледнее, или менее насыщенным. Добавляя и дальше к желтому цвету светло-серый, мы будем получать все менее насыщенные тона, причем при большом количестве серого цвета желтый оттенок станет едва заметным.
Если понадобится получить менее насыщенный синий цвет, нужно будет ввести большее количество серого цвета, равного по светлоте синему, чем в опыте с желтым цветом, так как насыщенность спектрального синего цвета больше, чем спектрального желтого.
Чистотой цветового тона называется изменение яркости цвета под влиянием большего или меньшего количества ахроматического света (от черного до белого). Чистота цветового тона имеет большое значение при выборе цвета для окраски поверхностей.
Смешение цветов. Восприятие цветов, которые мы видим вокруг себя, вызывается действием на глаз сложного цветового потока, состоящего из световых волн различной длины. Но мы не получаем впечатления пестроты и многоцветности, так как глаз обладает свойством смешивать разнообразные цвета.
Для изучения законов смешения цветов пользуются приборами, дающими возможность смешивать цвета в различной пропорции.
С помощью трех проекционных фонарей с лампами достаточной мощности и трех светофильтров — синего, зеленого и красного — можно получить различные смешанные цвета. Для этого перед объективом каждого фонаря устанавливают светофильтры и направляют цветовые пучки на белый экран. При попарном наложении цветовых пучков на один и тот же участок получают три разнообразных цвета: сочетание синего и зеленого дает голубое пятно, зеленого и красного — желтое, красного и синего— пурпурное. Если же направить на один участок все три цветовые пучка так, чтобы они взаимно перекрывались, то при соответствующей регулировке интенсивности световых пучков с помощью диафрагм или серых светофильтров можно получить белое пятно.
Простой прибор для смешивания цветов — вертушка-юла. Два бумажных кружка разного цвета, но одинакового диаметра, разрезанные по радиусу, вставляют один в другой. При этом образуется двухцветный диск, в котором, перемещая взаимное положение кружков, можно изменять величину цветных секторов. Собранный диск надевают на ось вертушки и приводят в движение. От быстрого чередования цвет двух секторов сливается в один, создавая впечатление одноцветного кружка. В лабораторных условиях обычно пользуются вертушкой с электродвигателем, имеющим не менее 2000 об/мин .
С помощью вертушки можно получить смешение нескольких цветовых тонов, совмещая при этом одновременно соответствующее количество разноцветных дисков
Широко применяют пространственное смешение цветов. Близко расположенные друг к другу цвета, рассматриваемые с большого расстояния, как бы сливаются и да ют смешанный цветовой тон.
На принципе пространственного смешения цветов основана мозаичная монументальная живопись, в которой рисунок набран из отдельных мелких частиц разноцветных минералов или стекла, дающих на расстоянии смешанные цвета. На этом же принципе построено применение при отделочных работах накатывания разноцветных рисунков по цветному фону и т. д.
Перечисленные способы смешения цветов являются оптическими, так как цвета складываются или сливаются в один суммарный цвет на сетчатке нашего глаза. Этот вид смешения цветов называется слагательным, или аддитивным.
Но не всегда при смешении двух хроматических цветов получается смешанный хроматический цвет. В отдельных случаях, если один из хроматических цветов дополнить специально подобранным к нему другим хроматическим цветом и смешать их в строго определенной пропорции, может получиться ахроматический цвет. При этом если были использованы хроматические цвета, близкие по чистоте цветового тона к спектральным, получится белый или светло-серый цвет. Если пропорциональность при смешении нарушена, цветовой тон окажется того цвета, которого было взято больше, причем насыщенность тона понизится.
Два хроматических цвета, образующие при смешении в определенной пропорции ахроматический цвет, называются взаимнодополнительными. Смешение взаимнодополнительных цветов никогда не может дать нового цветового тона. В природе существует множество пар взаимнодополнительных цветов, но для практических целей из основных пар взаимнодополнительных цветов создают цветовой круг из восьми цветов, в котором взаимнодополнительные цвета размещают на противоположных концах одного диаметра (рис. 2 — см. приложение).
Рис. 2. Цветовой круг взаимнодополнительных цветов: 1 — большой интервал, 2 — средний интервал, 3 — малый интервал
В этом круге взаимнодополнительный цвет к красному— голубовато-зеленый, к оранжевому — голубой, к желтому — синий, к желто-зеленому — фиолетовый. В любой паре взаимнодополнительных цветов один всегда принадлежит к группе теплых, другой — к группе холодных тонов.
Помимо слагательного смешения, существует вычитательное смешение цветов, которое состоит в механическом смешении красок непосредственно на палитре, красочных составов в емкостях или же нанесении двух красочных прозрачных слоев друг на друга (лессировка).
При механическом смешении красок получается не оптическое сложение цветных лучей на сетчатке глаза, а вычитание из белого луча, освещающего нашу цветную смесь, тех лучей, которые поглощаются цветными частицами красок. Так, например, при освещении белым лучом света предмета, окрашенного цветной смесью пигментов синего и желтого цвета (берлинская лазурь и желтый кадмий), синие частицы берлинской лазури поглотят красные, оранжевые и желтые лучи, а желтые частицы кадмия — фиолетовые, синие и голубые лучи. Непоглощенными останутся зеленые и близкие к ним голубовато-зеленые и желто-зеленые лучи, которые, отразившись от предмета, и будут восприняты сетчаткой нашего глаза.
Примером вычитательного смешения цветов может служить луч света, пропущенный через три стекла — желтого, голубого и пурпурного цветов, которые поставлены одно за другим и направлены на белый экран. В местах перекрытия двух стекол — пурпурного и желтого — получится красное пятно, желтого и голубого — зеленое, голубого и пурпурного — синее. В местах одновременного перекрытия трех цветов появится черное пятно.
Количественная оценка цвета. Для цветового тона, чистоты цвета и отражения цветом света установлены количественные оценки.
Цветовой тон, обозначаемый греческой буквой X , определяется длиной его волны и лежит в пределах от 380 до 780 ммк .
Степень разбавления спектрального цвета, или чистота цвета, обозначается буквой Р . Чистый спектральный цвет имеет чистоту, равную единице. Чистота разбавленных цветов меньше единицы. Например, светло-оранжевый цвет определяется такими цифровыми характеристиками:
λ=600 ммк; Р = 0,4.
В 1931 году Международная комиссия рассмотрела и утвердила систему графического определения цвета, действующую и в настоящее время. Эта система построена в прямоугольных координатах на основе трех основных цветов — красного, зеленого и синего.
На рис. 3, а представлен Международный цветовой график, на котором нанесена кривая спектральных цветов с длиной волны λ = 400—700 ммк . В середине расположен белый цвет. Помимо основной кривой, на графике нанесены девять дополнительных кривых, определяющих чистоту каждого спектрального цвета, которая устанавливается проведением прямой от чистого спектрального цвета к белому. Дополнительные кривые линии имеютцифровые обозначения, по которым определяется чистота цвета. Первая кривая, расположенная у белого цвета, имеет цифровое обозначение 10. Это значит, что чистота спектрального цвета равна 10%. Последняя дополнительная кривая имеет цифровое обозначение 90, значит, чистота спектральных цветов, расположенных на этой кривой, равна 90%.
На графике размещены и пурпурные цвета, отсутствующие в спектре, которые являются результатом смешения спектральных фиолетового и красного цветов. Они имеют длину волны с цифровыми обозначениями, имеющими штрих.
Для определения цвета, цифровая характеристика которого известна (например, λ = 592 ммк, P = 48%), находим на кривой графика цвет, имеющий длину волны λ = 592 ммк , проводим прямую от найденной точки на кривой к точке Е , и в месте пересечения прямой с дополнительной кривой, имеющей отметку 48, ставим точку, которая и определяет цвет, имеющий данные цифровые обозначения.
Если нам известны значения коэффициентов по осям X и У , например по оси X 0,3 и У 0,4, находим по оси абсцисс значение K = 0,3, а по оси ординат — K = 0,4. Устанавливаем, что указанным значениям коэффициентов соответствует холодный зеленый цвет с длиной волны λ = 520 ммк и чистотой цвета P = 30%.
С помощью графика возможно определение и взаимнодополнительных цветов, которые располагаются на прямой, пересекающей весь график и проходящей через точку Е . Допустим, необходимо определить дополнительный цвет к оранжевому с длиной волны λ=600 ммк . Проводя прямую от данной точки на кривой через точку Е , пересечем кривую с противоположной стороны. Место пересечения окажется на отметке 490, которая обозначает темно-голубой цвет с длиной волны λ = 490 ммк .
На рис. 3, а (см. приложение) представлен тот же график, что и на рис. 3, но выполненный в цвете.
Рис. 3 Международный цветовой график (черно-белый)
Рис. 3. Международный цветовой график (цветной)
Третья количественная оценка цвета — коэффициент отражения цветом света, который условно обозначается греческой буквой ρ. Он всегда меньше единицы Коэффициенты отражения окрашенных или облицованных различными материалами поверхностей оказывают огромное влияние на освещенность помещений и всегда принимаются во внимание при проектировании отделки зданий различного назначения. Следует учитывать, что с увеличением чистоты цвета коэффициент отражения уменьшается и, наоборот, с потерей цветом чистоты и приближением его к белому коэффициент отражения увеличивается. Коэффициент отражения света поверхностями и материалами зависит от их цвета:
Поверхности, окрашенные в цвета (ρ, % ):
белый...... 65—80
кремовый...... 55—70
соломенно-желтый.55—70
желтый...... 45—60
темно-зеленый...... 10—30
светло-голубой...... 20—50
голубой...... 10—25
темно-голубой...... 5—15
черный...... 3—10
Поверхности, облицованные (ρ, % )
мрамором белым...... 80
кирпичом белым...... 62
» желтым...... 45
» красным...... 20
черепицей...... 10—15
асфальтом...... 8—12
Отдельные виды материалов (ρ, % ):
белила цинковые чистые...... 76
литопон чистый...... 75
бумага слегка желтоватая...... 67
известь гашеная...... 66,5
Поверхности, оклеенные обоями (ρ, % ):
светло-серыми, песочными, желтыми, розовыми, бледно-голубыми..... 45—65
темными различных цветов...... 45
При окраске и облицовке поверхностей обычно применяют цвета, отражающие свет в следующих процентах: на потолках — 70—85, на стенах (верхняя часть)—60— 80, на панелях — 50—65; цвет мебели и оборудования — 50—65; полов — 30—50. Матовые окраски облицовки с диффузным (рассеянным) отражением света создают условия наиболее равномерного (без бликов) освещения, что обеспечивает нормальные условия для органов зрения.
1 Выкрасками называют небольшие окрашенные площади, которые служат образцами
Физика цвета
В 1676 году сэр Исаак Ньютон с помощью трехгранной призмы разложил белый солнечный свет на цветовой спектр. Подобный спектр содержал все цвета за исключением пурпурного.
Ньютон ставил свой опыт следующим образом (рис. 1) солнечный свет пропускался через узкую щель и падал на призму. В призме луч белого цвета расслаивался на отдельные спектральные цвета. Разложенный таким образом он направлялся затем на экран, где возникало изображение спектра. Непрерывная цветная лента начиналась с красного цвета и через оранжевый, желтый, зеленый, синий кончалась фиолетовым. Если это изображение затем пропускалось через собирающую линзу, то соединение всех цветов вновь давало белый цвет.
Эти цвета получаются из солнечного луча с помощью преломления. Существуют и другие физические пути образования цвета, например, связанные с процессами интерференции, дифракции, поляризации и флуоресценции.
Если мы разделим спектр на две части, например - на красно-оранжево-желтую и зелено-сине-фиолетовую, и соберем каждую из этих групп специальной линзой, то в результате получим два смешанных цвета, смесь которых в свою очередь также даст нам белый цвет.
Два цвета, объединение которых дает белый цвет, называются дополнительными цветами.
Если мы удалим из спектра один цвет, например, зеленый, и посредством линзы соберем оставшиеся цвета - красный, оранжевый, желтый, синий и фиолетовый, - то полученный нами смешанный цвет окажется красным, то есть цветом дополнительным по отношению к удаленному нами зеленому. Если мы удалим желтый цвет, то оставшиеся цвета - красный, оранжевый, зеленый, синий и фиолетовый - дадут нам фиолетовый цвет, то есть цвет, дополнительный к желтому.
Каждый цвет является дополнительным по отношению к смеси всех остальных цветов спектра.
В смешанном цвете мы не можем увидеть отдельные его составляющие. В этом отношении глаз отличается от музыкального уха, которое может выделить любой из звуков аккорда.
Различные цвета создаются световыми волнами, которые представляют собой определенный род электромагнитной энергии.
Человеческий глаз может воспринимать свет только при длине волн от 400 до 700 миллимикрон:
- 1 микрон или 1μ = 1/1000 мм = 1/1000000 м.
- 1 миллимикрон или 1mμ = 1/1000000 мм.
Длина волн, соответствующая отдельным цветам спектра, и соответствующие частоты (число колебаний в секунду) для каждого спектрального цвета имеют следующие характеристики:
Отношение частот красного и фиолетового цвета приблизительно равно 1:2, то есть такое же как в музыкальной октаве.
Каждый цвет спектра характеризуется своей длиной волны, то есть он может быть совершенно точно задан длиной волны или частотой колебаний. Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает лишь при восприятии этих волн человеческим глазом и мозгом. Каким образом он распознает эти волны до настоящего времени еще полностью неизвестно. Мы только знаем, что различные цвета возникают в результате количественных различий светочувствительности.
Остается исследовать важный вопрос о корпусном цвете предметов. Если мы, например, поставим фильтр, пропускающий красный цвет, и фильтр, пропускающий зеленый, перед дуговой лампой, то оба фильтра вместе дадут черный цвет или темноту. Красный цвет поглощает все лучи спектра, кроме лучей в том интервале, который отвечает красному цвету, а зеленый фильтр задерживает все цвета, кроме зеленого. Таким образом, не пропускается ни один луч, и мы получаем темноту. Поглощаемые в физическом эксперименте цвета называются также вычитаемыми.
Цвет предметов возникает, главным образом, в процессе поглощения волн. Красный сосуд выглядит красным потому, что он поглощает все остальные цвета светового луча и отражает только красный.
Когда мы говорим: «эта чашка красная», то мы на самом деле имеем в виду, что молекулярный состав поверхности чашки таков, что он поглощает все световые лучи, кроме красных. Чашка сама по себе не имеет никакого цвета, цвет создается при ее освещении.
Если красная бумага (поверхность, поглощающая все лучи кроме красного) освещается зеленым светом, то бумага покажется нам черной, потому что зеленый цвет не содержит лучей, отвечающих красному цвету, которые могли быть отражены нашей бумагой.
Все живописные краски являются пигментными или вещественными. Это впитывающие (поглощающие) краски, и при их смешивании следует руководствоваться правилами вычитания. Когда дополнительные краски или комбинации, содержащие три основных цвета - желтый, красный и синий, - смешиваются в определенной пропорции, то результатом будет черный, в то время как аналогичная смесь невещественных цветов, полученных в ньютоновском эксперименте с призмой, дает в результате белый цвет, поскольку здесь объединение цветов базируется на принципе сложения, а не вычитания.
