АДДИТИВНОЕ СМЕШЕНИЕ ЦВЕТОВ

Аддитивное смешение цветов (английское — additive color mixing, от латинского additio — прибавление) — эффект субъективного слияния в однородное цветовое качество нескольких световых излучений, имеющих различный спектральный состав, при их попадании на один и тот же участок сетчатки глаза.

ад6366Первым, опираясь на опыты с разложением и сложением световых лучей призмами и линзами, описал  феномен аддитивного смешения цветов И. Ньютон. Он же сформулировал ряд правил получения определенных цветов за счет их смешивания (законы аддитивного смешения цветов):

«1. Для всех цветов данного цветового тона всегда существует цвет другого, причем единственного тона, такой, что при смешении этих двух цветов получается ахроматический белый цвет. Цвета, связанные таким образом, называются дополнительными по цветовому тону.

2. Два субъективно одинаковых цвета при смешении дают тот же самый цвет, независимо от спектрального состава исходных цветов.

3. При смешении двух разных цветов — промежуточный между исходными, так что при новом смешении полученного цвета с одним из исходных невозможно получить второй исходный цвет. При смешении двух разных цветов результирующий цвет всегда имеет меньшую насыщенность, чем хотя бы один из исходных».

ад6365Формальное представление законов смешения цветов в алгебраической форме ввел в 1856 году немецкий физик и математик Герман Гюнтер Грассман. На его основании была создана Международная система спецификации цвета в терминах Стандартного наблюдателя (MKO-31).

Развивая работы Ньютона, английский физик Томас Юнг разработал теорию цветного зрения, основанную на предположении о существовании в сетчатой оболочке глаза трёх родов чувствительных волокон, реагирующих на три основных цвета. А немецкий физик, врач, физиолог и психолог Герман Людвиг Фердинанд фон опираясь на изыскания Юнга, создал «Теорию цветоощущения» («теория цветоощущения Юнга-Гельмгольца», «трёхкомпонентная теория цветоощущения»), предполагающую существование в глазу особых элементов для восприятия красного, зелёного и синего цветов. Согласно этой теории восприятие других цветов обусловлено взаимодействием этих элементов. В 1959 году «Теория цветоощущения» была экспериментально подтверждена Джорджом Уолдом и Полом Брауном из Гарвардского университета и Эдвардом Мак-Николом и Уильямом Марксом из Университета Джонса Гопкинса, которые обнаружили, что в сетчатке существует лишь три типа колбочек, чувствительных к свету с длиной волны 430, 530 и 560 нм, (то есть к фиолетовому, зелёному и жёлто-зелёному цвету).

Джеймс Клерк Максвелл, опираясь на идеи Исаака Ньютона, также выступил как продолжатель теории Томаса Юнга. В своих экспериментах по смешиванию цветов, во многом независимо повторявших опыты Германа Гельмгольца, Максвелл применил «цветовой волчок», диск которого был разделён на окрашенные в разные цвета секторы, а также «цветовой ящик», разработанную им самим оптическую систему, позволявшую смешивать эталонные цвета.

Джеймс Клерк Максвелл с «цветовым волчком» в руках.

Джеймс Клерк Максвелл с «цветовым волчком» в руках.

Подобные устройства использовались и раньше, однако лишь Максвелл начал получать с их помощью количественные результаты и довольно точно предсказывать возникающие в результате смешения цвета. Так, например он продемонстрировал, что смешение синего и жёлтого цветов даёт не как полагали зелёный, а розоватый оттенок, а белый цвет не может быть получен смешением синего, красного и жёлтого, и наконец, что  основными цветами являются красный, зелёный и синий.

Впоследствии был разработан ряд методов получения цветных изображений – аддитивный синтез, последовательное смешение или образование различных цветов при быстрой смене излучений вне глаза, пространственное смешение цветов

В аддитивном синтезе цвет воспроизводится в результате оптического смешения излучений базовых цветов (красного, зелёного и синего). Используется в мониторах издательских систем при создании цветных изображений на экране, а также на экране телевизора.

При последовательном смешении или образовании различных цветов при быстрой смене излучений вне глаза цвета суммируются вследствие явлений инерционности зрения.

Пространственное смешение цветов основано на том, что глаз не различает очень близко расположенные друг к другу мелкие цветные участки, воспринимая их слитно как аддитивную смесь цветов. Это объясняется тем, что при взгляде на какой- либо предмет его изображение непрерывно перемещается по сетчатке глаза. Если отдельные цветные элементы малы в сравнении с непрерывными колебаниями глаза, то на одни и те же рецепторы попадают последовательные излучения от рядом расположенных разноцветных элементов. Пространственное смешение разноцветных мелких окрашенных участков используется при синтезе цвета на оттисках высокой и офсетной (плоской) печати, в произведениях живописи.

Впервые теория аддитивного смешения цветов нашла практическое применение около 1885 года во Франции в творчестве художника Жоржа Сёра. Увлекшись теорией цвета, он создал особое направление в живописи неоимпрессионизма получившее название «пуантилизм» в основе которого лежит манера письма раздельными (неизолированными) мазками правильной, точечной или прямоугольной формы.

Жорж Сёра. «Парад» (Деталь) , 1888 г.

Жорж Сёра. «Парад» (Деталь) , 1888 г.

Пуантилизм характеризуется отказом от физического смешения красок ради оптического эффекта «смешения» на сетчатке глаза зрителя. Первой картиной такого рода стала работа Жоржа Сёра «Воскресный день на острове Гранд-Жатт», экспонировавшейся на выставке импрессионистов в 1886 году. В этом направлении работали Поль Синьяк, Анри Кросс, Люсьен Писсарро и с 1885 до 1890 год один из основателей импрессионизма Камиль Писсарро. Впоследствии к этой технике обращались многие художники разных направлений (Дж. Балла и Рой Лихтенштейн).

Поль Синьяк. «Женщины у колодца», 1892 г.

Поль Синьяк. «Женщины у колодца», 1892 г.

В фотографии практическое применение аддитивного смешения цветов было осуществлено в 1861 году фотографом Томасом Саттоном под непосредственным руководством Джеймса Кларка Максвелла. Саттон три раза сфотографировал клетчатую ленту, каждый раз с различным цветом фильтра на объективе. Затем, три полученных изображения были спроецированы на экран с трех различных проекторов, каждый из которых был оборудован цветовым фильтром (красным, синим или зеленым). В результате совмещения трех проекций в одно изображение было  сформировано полноцветное изображение. Ленту Саттона иногда называют первой цветной фотографией. Эти три фотографических пластины, с помощью которых было получено первое цветное изображение, в настоящее время находятся в небольшом музее в Эдинбурге, на India Street 14, в доме, где родился Джеймс Максвелл.

Лента Саттона.

Лента Саттона.

Сорок лет спустя, в 1902 году один из пионеров цветной фотографии немецкий учёный Адольф Мите сконструировал фотокамеру для «трехцветной естественной фотографии» («Dreifarbenfotografie nach der Natur») и проектор для демонстрации цветных снимков на экране, которые были представлены широкой публике в 1903 году.

13 декабря 1902 года русский фотограф Сергей Прокудин-Горский впервые объявил о создании цветных диапозитивов по методу трёхцветной фотографии А. Мите.

В 1903 году братья Люмьер запатентовали аддитивный метод цветной фотографии «Автохром». При этом методе носитель содержит перекрывающиеся, случайно разбросанные, микроскопические гранулы картофельного крахмала, пространство между которыми заполнялось чёрной сажей, поверх чёрно-белого основного фотоматериала. Гранулы были окрашены оранжевой, зелёной и синей краской, и работали как светофильтры.

Автохром братьев Люмьер.

Автохром братьев Люмьер.

В кинематографе первым успешным применением аддитивного метода стал «Кинемаколор». Метод использовался киностудиями с 1908 по 1914 год. Технология была изобретена Джорджем Альбертом Смитом и Чарльзом Урбаном в 1906 году. Она была основана на цветоделении при помощи обтюратора со встроенными цветными светофильтрами. Первый восьмиминутный фильм, снятый по этой технологии и показанный в 1908 году, назывался «Визит к морю». В 1910 году создан первый игровой фильм «Шахматист». Первым полнометражным фильмом, снятым по этой системе, был «Торжественный приём в Дели» (1911 г.). Фильм рассказывал о коронационных торжествах в Индии. Его премьера состоялась 2 февраля 1912 года в лондонском театре «Скала».

Изображение, снятое по процессу «Кинемаколор» в 1911 году.

Изображение, снятое по процессу «Кинемаколор» в 1911 году.

Сегодня аддитивное смешение цветов широко применяется в цветных дисплеях различных устройств.

 

При перепечатке данной статьи или ее цитировании ссылка на первоисточник обязательна: Копирайт © 2014 Вячеслав Карп — Зеркало сцены.

Print Friendly

Коментарии (0)

› Комментов пока нет.

Добавить комментарий

Pingbacks (0)

› No pingbacks yet.