Kolor - Color

Efekt kolorystyczny – światło słoneczne wpadające przez witraż na dywan ( Meczet Nasir-ol-Molk w Shiraz , Iran )
Kolory mogą się różnić w zależności od otaczających ich kolorów i kształtów. W tej iluzji optycznej dwa małe kwadraty mają dokładnie ten sam kolor, ale prawy wygląda na nieco ciemniejszy.

Kolor ( amerykański angielski ) lub kolor ( Commonwealth English ) to wizualna właściwość percepcyjna odpowiadająca u ludzi kategoriom zwanym czerwonym , niebieskim , żółtym itp. Kolor wywodzi się z widma światła (rozkład mocy światła w zależności od długości fali ) oddziałującego w oku z czułością spektralną receptorów światła . Kategorie kolorów i fizyczne specyfikacje kolorów są również powiązane z przedmiotami lub materiałami na podstawie ich właściwości fizycznych, takich jak widma pochłaniania światła, odbicia lub emisji. Poprzez zdefiniowanie przestrzeni kolorów kolory mogą być identyfikowane numerycznie poprzez ich współrzędne.

Ze względu na percepcję kolorów wynika z różnej czułości widmowej różnych typów komórek stożka w siatkówce do różnych części widma, kolory mogą być definiowane i ilościowo od stopnia, do którego stymulacji tych komórek. Te fizyczne lub fizjologiczne oznaczenia ilościowe koloru nie wyjaśniają jednak w pełni psychofizycznego postrzegania wyglądu koloru.

Nauka o kolorze jest czasami nazywana chromatyką , kolorymetrią lub po prostu nauką o kolorze . Obejmuje on wrażenie koloru przez ludzkiego oka i mózgu, pochodzenie koloru materiałami, teorii koloru w dziedzinie , i fizyka z promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widzialnym (to jest, co jest często określana po prostu jako lekki ).

Fizyka koloru

Ciągłe widmo optyczne renderowane do przestrzeni kolorów sRGB .
Kolory widma światła widzialnego
Kolor
Interwał długości fali

Przedział częstotliwości
czerwony ~ 700-635 nm ~ 430–480 THz
Pomarańczowy ~ 635-590 nm ~480–510 THz
Żółty ~ 590-560 nm ~ 510–540 THz
Zielony ~560-520 nm ~540-580 THz
Cyjan ~ 520–490 nm ~ 580–610 THz
Niebieski ~ 490-450 nm ~ 610–670 THz
Fioletowy ~ 450–400 nm ~ 670–750 THz
Kolor, długość fali, częstotliwość i energia światła
Kolor
(nm)

(THZ)

(μm -1 )

(eV)

(kJ mol- 1 )
Podczerwień > 1000 <300 < 1,00 < 1,24 < 120
czerwony 700 428 1,43 1,77 171
Pomarańczowy 620 484 1,61 2.00 193
Żółty 580 517 1,72 2.14 206
Zielony 530 566 1,89 2,34 226
Cyjan 500 600
Niebieski 470 638 2.13 2,64 254
Fioletowy (widoczny) 420 714 2,38 2,95 285
W pobliżu ultrafioletu 300 1000 3,33 4.15 400
Daleko ultrafioletowe <200 > 1500 > 5,00 > 6,20 > 598

Promieniowanie elektromagnetyczne charakteryzuje się długością fali (lub częstotliwością ) oraz intensywnością . Gdy długość fali mieści się w zakresie widzialnym (zakres długości fal, które ludzie mogą dostrzec, w przybliżeniu od 390  nm do 700 nm), jest to znane jako „ światło widzialne ”.

Większość źródeł światła emituje światło o wielu różnych długościach fal; widmo źródła jest rozkładem podającym jego intensywność przy każdej długości fali. Chociaż widmo światła docierającego do oka z danego kierunku determinuje odczucie koloru w tym kierunku, istnieje znacznie więcej możliwych kombinacji widmowych niż odczuć koloru. W rzeczywistości, można formalnie zdefiniować kolor jako klasę widm, które dają początek tym samym odczuciom koloru, chociaż takie klasy będą się znacznie różnić między różnymi gatunkami iw mniejszym stopniu między osobnikami tego samego gatunku. W każdej takiej klasie członkowie nazywani są metamerami danego koloru. Efekt ten można zwizualizować, porównując rozkłady mocy widmowej źródeł światła i uzyskane kolory.

Kolory spektralne

Znane kolory tęczy w widmie — nazwane za pomocą łacińskiego słowa oznaczającego pojawienie się lub zjawę przez Izaaka Newtona w 1671 — obejmują wszystkie te kolory, które mogą być wytworzone przez światło widzialne tylko o jednej długości fali, czyste kolory widmowe lub monochromatyczne . Tabela po prawej pokazuje przybliżone częstotliwości (w tera hercach ) i długości fal (w nanometrach ) dla różnych czystych kolorów widmowych. Podane długości fal są mierzone w powietrzu lub próżni (patrz współczynnik załamania światła ).

Tablicy kolorów nie należy interpretować jako ostatecznej listy — czyste kolory widmowe tworzą ciągłe widmo, a sposób, w jaki dzieli się je na różne kolory pod względem językowym, jest kwestią kulturową i historyczną (chociaż wykazano, że ludzie na całym świecie postrzegają kolory w ta sama droga). Wspólna lista identyfikuje sześć głównych pasm: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. Koncepcja Newtona obejmowała siódmy kolor, indygo , pomiędzy niebieskim a fioletowym. Możliwe, że to, co Newton określił jako niebieski, jest bliższe temu, co dzisiaj nazywamy cyjanem , i że indygo było po prostu ciemnoniebieskim barwnikiem indygo, który był wówczas importowany.

Natężenia widmowego koloru w stosunku do związku, w którym jest wyświetlana, może zmieniać się znacznie jego percepcji; na przykład pomarańczowo-żółty o niskiej intensywności jest brązowy , a żółto-zielony o niskiej intensywności jest oliwkowozielony .

Kolor obiektów

Kolor obiektu zależy od fizyki obiektu w jego otoczeniu, fizyki światła w jego otoczeniu oraz właściwości postrzegającego oka i mózgu . Fizycznie można powiedzieć, że obiekty mają kolor światła opuszczającego ich powierzchnie, jeśli podróżuje ono przez próżnię przestrzeni z prędkością c i nie przechodzi przez ośrodek fizyczny, taki jak pryzmat . Postrzegany kolor zwykle zależy od widma padającego oświetlenia, prędkości fali , właściwości odbicia powierzchni i potencjalnie od kątów oświetlenia i patrzenia. Niektóre przedmioty nie tylko odbijają światło, ale również przepuszczają światło lub same emitują światło, co również wpływa na kolor. Percepcja koloru obiektu przez widza zależy nie tylko od widma światła wychodzącego z jego powierzchni, ale także od wielu sygnałów kontekstowych, dzięki czemu różnice kolorystyczne między obiektami można dostrzec w większości niezależnie od widma światła, kąta patrzenia itp. Efekt ten jest znany jako stałość koloru .

Górny dysk i dolny dysk mają dokładnie ten sam kolor obiektywu i są w identycznym szarym otoczeniu; na podstawie różnic kontekstowych ludzie postrzegają kwadraty jako mające różne współczynniki odbicia i mogą interpretować kolory jako różne kategorie kolorów; zobacz iluzję cienia szachownicy .

Można narysować pewne uogólnienia fizyki, pomijając na razie efekty percepcyjne:

  • Światło docierające do nieprzezroczystej powierzchni jest albo odbitezwierciadlanie ” (to znaczy na sposób lustra), rozproszone (to znaczy odbite z rozpraszaniem dyfuzyjnym), albo pochłonięte — lub jako kombinacja tych.
  • Obiekty nieprzezroczyste, które nie odbijają światła (które mają zwykle szorstkie powierzchnie) mają kolor determinowany przez to, które długości fal światła silnie rozpraszają (przy czym światło, które nie jest rozpraszane, jest pochłaniane). Jeśli obiekty rozpraszają fale na wszystkich długościach z mniej więcej równą siłą, wydają się białe. Jeśli pochłaniają wszystkie długości fal, wydają się czarne.
  • Nieprzezroczyste obiekty, które odbijają światło o różnych długościach fal z różną wydajnością, wyglądają jak lustra zabarwione kolorami wynikającymi z tych różnic. Obiekt, który odbija część padającego światła i pochłania resztę, może wyglądać na czarny, ale też może lekko odbijać światło; przykładem są czarne przedmioty pokryte warstwami emalii lub lakieru.
  • Obiekty przepuszczające światło są albo półprzezroczyste (rozpraszają przepuszczane światło) albo przezroczyste (nie rozpraszają przepuszczanego światła). Jeśli również absorbują (lub odbijają) światło o różnych długościach fal w różny sposób, wydają się zabarwione kolorem określonym przez naturę tej absorpcji (lub tego współczynnika odbicia).
  • Obiekty mogą emitować światło, które generują z wzbudzonych elektronów, a nie tylko odbijając lub przepuszczając światło. elektrony mogą być wzbudzane pod wpływem podwyższonej temperatury ( żarzenie ), w wyniku reakcji chemicznych ( chemoluminescencja ), po pochłonięciu światła o innych częstotliwościach (" fluorescencja " lub " fosforescencja ") lub ze styków elektrycznych jak w diodach elektroluminescencyjnych , lub inne źródła światła .

Podsumowując, kolor obiektu jest złożonym wynikiem jego właściwości powierzchniowych, jego właściwości transmisyjnych i właściwości emisyjnych, z których wszystkie przyczyniają się do mieszania długości fal światła opuszczającego powierzchnię obiektu. Postrzegany kolor jest następnie dodatkowo uwarunkowany naturą oświetlenia otoczenia oraz właściwościami kolorów innych obiektów znajdujących się w pobliżu, a także innymi cechami postrzegającego oka i mózgu.

Postrzeganie

Podczas oglądania w pełnym rozmiarze obraz ten zawiera około 16 milionów pikseli, z których każdy odpowiada innemu kolorowi w pełnym zestawie kolorów RGB. Ludzkie oko może rozróżnić około 10 milionów różnych kolorów.

Rozwój teorii widzenia barw

Chociaż Arystoteles i inni starożytni naukowcy pisali już o naturze widzenia światła i koloru , dopiero w Newton światło zostało zidentyfikowane jako źródło wrażenia koloru. W 1810 roku Goethe opublikował swoją obszerną teorię kolorów, w której przedstawił racjonalny opis doświadczenia koloru, który „mówi nam, jak się ono powstaje, a nie czym jest”. (Schopenhauer)

W 1801 roku Thomas Young zaproponował swoją teorię trójchromatyczną , opartą na obserwacji, że dowolny kolor można dopasować do kombinacji trzech świateł. Teoria ta została później udoskonalona przez Jamesa Clerka Maxwella i Hermanna von Helmholtza . Jak ujął to Helmholtz, „zasady prawa mieszania Newtona zostały eksperymentalnie potwierdzone przez Maxwella w 1856 roku. Teoria Younga o odczuciach barwnych, podobnie jak wiele innych, które osiągnął ten wspaniały badacz przed swoim czasem, pozostała niezauważona, dopóki Maxwell nie zwrócił na nią uwagi. ”.

W tym samym czasie co Helmholtz, Ewald Hering opracował teorię koloru procesu przeciwnika , zauważając, że ślepota barw i powidoki zwykle występują w parach przeciwników (czerwono-zielona, ​​niebiesko-pomarańczowa, żółto-fioletowa i czarno-biała). Ostatecznie te dwie teorie zostały zsyntetyzowane w 1957 roku przez Hurvicha i Jamesona, którzy wykazali, że przetwarzanie siatkówkowe odpowiada teorii trójchromatycznej, podczas gdy przetwarzanie na poziomie jądra kolankowatego bocznego odpowiada teorii przeciwnej.

W 1931 r. międzynarodowa grupa ekspertów znana jako Commission internationale de l'éclairage ( CIE ) opracowała matematyczny model kolorów, który wyznaczał przestrzeń obserwowalnych kolorów i przypisywał każdemu zestaw trzech liczb.

Kolor w oku

Znormalizowane typowe odpowiedzi ludzkich czopków (typu S, M i L) na monochromatyczne bodźce spektralne

Zdolność ludzkiego oka do rozróżniania kolorów opiera się na różnej wrażliwości różnych komórek siatkówki na światło o różnych długościach fal . Ludzie są trójchromatyczni — siatkówka zawiera trzy rodzaje komórek receptorów barwnych, czyli czopków . Jeden typ, stosunkowo różny od pozostałych dwóch, najlepiej reaguje na światło, które jest postrzegane jako niebieskie lub niebiesko-fioletowe, o długości fali około 450 nm ; Czopki tego typu są czasami nazywane stożkami o krótkiej długości fali lub stożkami S (lub myląco, niebieskimi stożkami ). Dwa pozostałe rodzaje są ściśle związane z genetycznie i chemicznie: stożki średniej długości fali , M stożki lub zielone stożki są najbardziej wrażliwe na światło postrzegane jako zielony, o długości fali około 540 nm, natomiast stożków fal długich , stożków L lub czerwonych stożków , są najbardziej wrażliwe na światło, które jest postrzegane jako zielonkawo-żółte, o długości fali około 570 nm.

Światło, bez względu na to, jak złożony jest jego skład długości fal, jest redukowane przez oko do trzech składowych koloru. Każdy typ czopka jest zgodny z zasadą jednowariantności , co oznacza, że ​​moc wyjściowa każdego czopka jest określona przez ilość światła, które pada na niego we wszystkich długościach fal. Dla każdej lokalizacji w polu widzenia trzy rodzaje czopków dają trzy sygnały w zależności od stopnia stymulacji każdego z nich. Te ilości stymulacji są czasami nazywane wartościami trójbodźcowymi .

Krzywa odpowiedzi w funkcji długości fali zmienia się dla każdego typu czopka. Ponieważ krzywe nakładają się na siebie, niektóre wartości trójbodźca nie występują dla żadnej kombinacji światła padającego. Na przykład nie jest możliwe stymulowanie tylko czopków o średniej długości fali (tzw. „zielonych”); pozostałe czopki będą nieuchronnie stymulowane do pewnego stopnia w tym samym czasie. Zbiór wszystkich możliwych wartości trójbodźcowych określa ludzką przestrzeń barw . Szacuje się, że ludzie potrafią rozróżnić około 10 milionów różnych kolorów.

Inny rodzaj światłoczułej komórki oka, pręcik , ma inną krzywą odpowiedzi. W normalnych sytuacjach, gdy światło jest wystarczająco jasne, aby silnie stymulować czopki, pręciki nie odgrywają praktycznie żadnej roli w widzeniu. Z drugiej strony, w słabym świetle czopki są niedostymulowane, pozostawiając jedynie sygnał z pręcików, co skutkuje bezbarwną odpowiedzią. (Ponadto, pręciki są ledwo wrażliwe na światło w zakresie „czerwonym”.) W pewnych warunkach pośredniego oświetlenia, reakcja pręcika i słaba reakcja czopka mogą łącznie skutkować rozróżnianiem kolorów, które nie są uwzględniane wyłącznie przez reakcje czopków. Efekty te, łącznie, są podsumowane również w krzywej Kruithof , która opisuje zmianę percepcji koloru i przyjemności światła w funkcji temperatury i natężenia.

Kolor w mózgu

Pokazano wzrokowy strumień grzbietowy (zielony) i strumień brzuszny (fioletowy). Strumień brzuszny odpowiada za postrzeganie kolorów.

O ile mechanizmy widzenia barw na poziomie siatkówki są dobrze opisane pod względem wartości trójbodźców, to przetwarzanie barw po tym punkcie jest inaczej zorganizowane. Dominująca teoria widzenia kolorów sugeruje, że informacja o kolorze jest przekazywana z oka przez trzy przeciwstawne procesy lub przeciwne kanały, każdy zbudowany z surowego sygnału wyjściowego czopków: kanał czerwono-zielony, kanał niebiesko-żółty i czarny – biały kanał „luminancji”. Teoria ta została poparta przez neurobiologię i wyjaśnia strukturę naszego subiektywnego doświadczenia koloru. W szczególności wyjaśnia, dlaczego ludzie nie mogą dostrzec „czerwono-zielonego” lub „żółtawego niebieskiego” i przewiduje koło kolorów : jest to zbiór kolorów, dla którego co najmniej jeden z dwóch kanałów kolorów mierzy wartość na jednym z jego ekstremów. .

Dokładna natura percepcji koloru poza opisaną już obróbką, a nawet status koloru jako cechy postrzeganego świata, a raczej jako cechy naszego postrzegania świata – rodzaj qualia – jest kwestią złożonej i ciągłej filozofii. Spierać się.

Niestandardowa percepcja kolorów

Niedobór koloru

Jeśli brakuje jednego lub więcej typów czopków wykrywających kolory lub są one mniej czułe niż normalnie na wpadające światło, osoba ta może rozróżnić mniej kolorów i mówi się, że ma niedobór kolorów lub daltonizm (chociaż ten ostatni termin może być mylący; prawie wszystkie osoby z niedoborem koloru potrafią odróżnić przynajmniej niektóre kolory). Niektóre rodzaje niedoboru koloru są spowodowane anomaliami w liczbie lub charakterze czopków w siatkówce. Inne (takie jak achromatopsja centralna lub korowa ) są spowodowane anomaliami nerwowymi w tych częściach mózgu, w których zachodzi przetwarzanie wzrokowe.

Tetrachromacja

Podczas gdy większość ludzi jest trójchromatyczna (ma trzy typy receptorów kolorów), wiele zwierząt, znanych jako tetrachromaty , ma cztery typy. Należą do nich niektóre gatunki pająków , większość torbaczy , ptaki , gady i wiele gatunków ryb . Inne gatunki są wrażliwe tylko na dwie osie koloru lub w ogóle nie postrzegają koloru; są one nazywane odpowiednio dichromatami i monochromatami . Rozróżnia się tetrachromatyczność siatkówkową (posiadającą cztery pigmenty w komórkach czopków siatkówki, w porównaniu do trzech w trichromatycznych) i tetrachromatyczną funkcjonalną (posiadającą zdolność do lepszego rozróżniania kolorów w oparciu o tę różnicę siatkówkową). Aż połowa wszystkich kobiet to tetrachromatycy siatkówki. Zjawisko pojawia się, gdy jednostka otrzymuje dwie nieco różne kopie genu zarówno dla średnich i dużych długościach fali stożki, które są prowadzone na chromosomie X . Aby mieć dwa różne geny, osoba musi mieć dwa chromosomy X, dlatego zjawisko to występuje tylko u kobiet. Istnieje jeden raport naukowy, który potwierdza istnienie funkcjonalnego tetrachromatu.

Synestezja

W niektórych formach synestezji / ideitezji postrzeganie liter i cyfr ( synestezja grafen -kolor ) lub słyszenie dźwięków muzycznych (synestezja muzyka-kolor) prowadzi do niezwykłych dodatkowych doznań widzenia kolorów. Eksperymenty z neuroobrazowaniem behawioralnym i funkcjonalnym wykazały, że te doświadczenia kolorów prowadzą do zmian w zadaniach behawioralnych i prowadzą do zwiększonej aktywacji obszarów mózgu zaangażowanych w postrzeganie kolorów, pokazując w ten sposób ich realność i podobieństwo do postrzegania rzeczywistych kolorów, aczkolwiek wywołanych niestandardową drogą .

Powidoki

Po ekspozycji na silne światło w swoim zakresie czułości fotoreceptory danego typu ulegają odczuleniu. Przez kilka sekund po zgaśnięciu światła będą nadal sygnalizować słabiej niż w innym przypadku. Kolory obserwowane w tym okresie będą wydawać się pozbawione składnika koloru wykrywanego przez odczulone fotoreceptory. Efekt ten odpowiada za zjawisko powidoków , w których oko może nadal widzieć jasną postać po odwróceniu od niej wzroku, ale w kolorze dopełniającym .

Efekty powidoku wykorzystywali także artyści, m.in. Vincent van Gogh .

Stałość koloru

Kiedy artysta używa ograniczonej palety kolorów , ludzkie oko ma tendencję do kompensowania tego, widząc dowolny szary lub neutralny kolor jako kolor, którego brakuje w kole kolorów. Na przykład, w ograniczonej palecie składającej się z czerwonego, żółtego, czarnego i białego, mieszanka żółtego i czarnego pojawi się jako odmiana zieleni, mieszanka czerwieni i czerni pojawi się jako odmiana fioletu, a czysta szarość wydają się niebieskawe.

Teoria trójchromatyczna jest ściśle prawdziwa, gdy układ wzrokowy jest w stałym stanie adaptacji. W rzeczywistości system wizualny stale dostosowuje się do zmian w otoczeniu i porównuje różne kolory w scenie, aby zredukować efekty oświetlenia. Jeśli scena jest oświetlona jednym światłem, a potem innym, o ile różnica między źródłami światła pozostaje w rozsądnym zakresie, kolory w scenie wydają się nam względnie stałe. Zostało to zbadane przez Edwina H. Landa w latach 70. i doprowadziło do jego teorii stałości koloru retinex .

Oba zjawiska są łatwo wyjaśniane i modelowane matematycznie przy pomocy nowoczesnych teorii adaptacji chromatycznej i wyglądu koloru (np. CIECAM02 , iCAM). Nie ma potrzeby odrzucania trójchromatycznej teorii widzenia, ale raczej można ją poszerzyć o zrozumienie, w jaki sposób układ wzrokowy dostosowuje się do zmian w środowisku oglądania.

Nazewnictwo kolorów

To zdjęcie zawiera milion pikseli, każdy w innym kolorze

Kolory różnią się na kilka sposobów, w tym odcień (odcienie czerwieni , pomarańczy , żółci , zieleni , błękitu i fioletu ), nasycenie , jasność i połysk . Niektóre słowa związane z kolorami pochodzą od nazwy obiektu w tym kolorze, np. „ pomarańczowy ” lub „ łososiowy ”, podczas gdy inne są abstrakcyjne, np. „czerwony”.

W 1969 badania kolor podstawowy Warunki : ich uniwersalność i Evolution , Brent Berlin i Paul Kay opisuje wzór w nazywanie „podstawowe” kolory (jak „czerwony”, ale nie „czerwono-pomarańczowy” lub „ciemny czerwony” czy „Blood Red” które są „odcieniami” czerwieni). Wszystkie języki, które mają dwie „podstawowe” nazwy kolorów, odróżniają kolory ciemne/chłodne od kolorów jasnych/ciepłych. Kolejne kolory, które należy wyróżnić, to najczęściej czerwony, a następnie żółty lub zielony. Wszystkie języki z sześcioma „podstawowymi” kolorami to czarny, biały, czerwony, zielony, niebieski i żółty. Wzór może pomieścić do dwunastu: czarnych, szarych, białych, różowych, czerwonych, pomarańczowych, żółtych, zielonych, niebieskich, fioletowych, brązowych i lazurowych (w odróżnieniu od niebieskiego w rosyjskim i włoskim , ale nie w angielskim).

W kulturze

Kolory, ich znaczenia i skojarzenia mogą odgrywać główną rolę w dziełach sztuki, w tym w literaturze.

Wspomnienia

Poszczególne kolory mają różnorodne skojarzenia kulturowe, takie jak kolory narodowe (ogólnie opisane w artykułach dotyczących poszczególnych kolorów i symbolice kolorów ). Dziedzina psychologii koloru stara się zidentyfikować wpływ koloru na emocje i aktywność człowieka. Chromoterapia to forma medycyny alternatywnej przypisywana różnym tradycjom wschodnim. Kolory mają różne skojarzenia w różnych krajach i kulturach.

Wykazano, że różne kolory mają wpływ na funkcje poznawcze. Na przykład naukowcy z Uniwersytetu w Linz w Austrii wykazali, że kolor czerwony znacznie zmniejsza funkcje poznawcze u mężczyzn.

Kolory spektralne i odwzorowanie kolorów

CIE 1931 przestrzeń barw chromatyczności schemat. Zewnętrzna zakrzywiona granica to locus spektralny (lub monochromatyczny), z długościami fal podanymi w nanometrach. Przedstawione kolory zależą od przestrzeni kolorów urządzenia, na którym oglądasz obraz, dlatego mogą nie być ściśle wiernym odwzorowaniem koloru w określonym położeniu, a zwłaszcza nie w przypadku kolorów monochromatycznych.

Większość źródeł światła to mieszaniny różnych długości fal światła. Wiele takich źródeł nadal może skutecznie wytwarzać barwę widmową, ponieważ oko nie jest w stanie odróżnić ich od źródeł o pojedynczej długości fali. Na przykład większość wyświetlaczy komputerowych odtwarza kolor widmowy pomarańczowy jako kombinację światła czerwonego i zielonego; wydaje się pomarańczowy, ponieważ czerwień i zieleń są zmieszane w odpowiednich proporcjach, aby czopki oka odpowiadały tak, jak reagują na pomarańczowy kolor widmowy.

Przydatną koncepcją w zrozumieniu postrzeganego koloru niemonochromatycznego źródła światła jest dominująca długość fali , która identyfikuje pojedynczą długość fali światła, która daje wrażenie najbardziej podobne do źródła światła. Dominująca długość fali jest z grubsza zbliżona do odcienia .

Istnieje wiele percepcji kolorów, które z definicji nie mogą być czystymi kolorami spektralnymi z powodu desaturacji lub dlatego, że są fioletami (mieszaninami światła czerwonego i fioletowego z przeciwległych krańców widma). Niektóre przykłady kolorów niekoniecznie widmowych to kolory achromatyczne (czarny, szary i biały) oraz kolory takie jak różowy , jasnobrązowy i magenta .

Dwa różne widma światła, które mają taki sam wpływ na trzy receptory barw w ludzkim oku, będą odbierane jako ten sam kolor. Są metamerami tego koloru. Przykładem jest białe światło emitowane przez lampy fluorescencyjne, które zazwyczaj ma widmo kilku wąskich pasm, podczas gdy światło dzienne ma widmo ciągłe. Ludzkie oko nie jest w stanie odróżnić takich widm światła po prostu patrząc w źródło światła, chociaż kolory odbite od obiektów mogą wyglądać inaczej. (Jest to często wykorzystywane; na przykład, aby owoce lub pomidory wyglądały na intensywniej czerwone.)

Podobnie, w większości ludzkie percepcje kolorów mogą być wytwarzane przez zmieszanie trzech kolorach zwanych pierwotne . Służy do odtwarzania kolorowych scen w fotografii, druku, telewizji i innych mediach. Istnieje wiele metod lub przestrzeni kolorów określania koloru za pomocą trzech określonych kolorów podstawowych . Każda metoda ma swoje zalety i wady w zależności od konkretnego zastosowania.

Żadna mieszanka kolorów nie może jednak dać odpowiedzi naprawdę identycznej jak kolor widmowy, chociaż można się zbliżyć, szczególnie w przypadku dłuższych fal, gdzie wykres chromatyczności przestrzeni kolorów CIE 1931 ma prawie prostą krawędź. Na przykład zmieszanie światła zielonego (530 nm) i światła niebieskiego (460 nm) daje światło cyjanowe, które jest nieco nienasycone, ponieważ reakcja receptora koloru czerwonego byłaby większa na światło zielone i niebieskie w mieszaninie niż na czyste światło cyjan przy 485 nm, które ma taką samą intensywność jak mieszanina niebieskiego i zielonego.

Z tego powodu i dlatego, że prawybory w kolorowy druk systemów generalnie nie są czyste same kolory reprodukowane są nigdy całkowicie nasycone kolory widma, a więc widmowe kolory nie mogą być dokładnie dopasowane. Sceny naturalne rzadko jednak zawierają w pełni nasycone kolory, dlatego takie systemy zazwyczaj mogą być dobrze aproksymowane przez te systemy. Zakres kolorów, które można odtworzyć za pomocą danego systemu reprodukcji kolorów, nazywa się gamą . CIE wykres chromatyczności może być użyty do opisania paletę.

Kolejny problem z systemami reprodukcji kolorów wiąże się z urządzeniami akwizycji, takimi jak kamery czy skanery. Charakterystyki czujników koloru w urządzeniach są często bardzo dalekie od charakterystyk receptorów w ludzkim oku. W efekcie akwizycja kolorów może być stosunkowo słaba, jeśli mają one specjalne, często bardzo „postrzępione”, widma spowodowane np. nietypowym oświetleniem fotografowanej sceny. System reprodukcji kolorów „dostrojony” do człowieka z normalnym widzeniem kolorów może dawać bardzo niedokładne wyniki dla innych obserwatorów.

Różna reakcja kolorów różnych urządzeń może być problematyczna, jeśli nie jest odpowiednio zarządzana. W przypadku informacji o kolorach przechowywanych i przesyłanych w formie cyfrowej techniki zarządzania kolorami , takie jak te oparte na profilach ICC , mogą pomóc w uniknięciu zniekształceń odtwarzanych kolorów. Zarządzanie kolorami nie omija ograniczeń gamy poszczególnych urządzeń wyjściowych, ale może pomóc w znalezieniu dobrego odwzorowania kolorów wejściowych w gamut, który można odtworzyć.

Barwienie addytywne

Addytywne mieszanie kolorów: połączenie czerwonego i zielonego daje żółty; połączenie wszystkich trzech podstawowych kolorów razem daje biel.

Kolor addytywny to światło powstałe przez zmieszanie ze sobą światła o dwóch lub więcej różnych kolorach. Czerwony , zielony i niebieski to addytywne kolory podstawowe zwykle używane w addytywnych systemach kolorów, takich jak projektory i terminale komputerowe.

Barwienie subtraktywne

Subtraktywne mieszanie kolorów: połączenie żółtego i magenty daje czerwień; połączenie wszystkich trzech podstawowych kolorów razem daje czerń
Dwanaście głównych kolorów pigmentów

Barwienie subtraktywne wykorzystuje barwniki, atramenty, pigmenty lub filtry do pochłaniania niektórych długości fal światła, a nie innych. Kolor wyświetlany na powierzchni pochodzi z części widma widzialnego, które nie są pochłaniane i dlatego pozostają widoczne. Bez pigmentów i barwników włókna tkaniny, baza farby i papier są zwykle wykonane z cząstek, które dobrze rozpraszają białe światło (wszystkie kolory) we wszystkich kierunkach. Kiedy dodaje się pigment lub tusz, długości fal są pochłaniane lub „odejmowane” od światła białego, dzięki czemu do oka dociera światło o innym kolorze.

Jeśli światło nie jest czysto białym źródłem (w przypadku prawie wszystkich form sztucznego oświetlenia), powstałe widmo będzie miało nieco inny kolor. Czerwona farba, oglądana w świetle niebieskim , może wydawać się czarna . Czerwona farba jest czerwona, ponieważ rozprasza tylko czerwone składowe widma. Jeśli czerwona farba zostanie oświetlona niebieskim światłem, zostanie pochłonięta przez czerwoną farbę, tworząc wygląd czarnego obiektu.

Kolor strukturalny

Kolory strukturalne to kolory spowodowane efektami interferencyjnymi, a nie pigmentami. Efekty kolorystyczne powstają, gdy materiał jest nacinany cienkimi równoległymi liniami, utworzony z jednej lub więcej równoległych cienkich warstw lub w inny sposób złożony z mikrostruktur w skali długości fali koloru . Jeśli mikrostruktury są rozmieszczone losowo, światło o krótszych długościach fali będzie rozpraszane preferencyjnie, aby uzyskać kolory efektu Tyndalla : błękit nieba (rozpraszanie Rayleigha, spowodowane przez struktury znacznie mniejsze niż długość fali światła, w tym przypadku cząsteczki powietrza), połysk z opali , a niebieski ludzkich tęczówek. Jeśli mikrostruktury są ułożone w układy, na przykład układ wgłębień na płycie CD, zachowują się one jak siatka dyfrakcyjna : siatka odbija różne długości fal w różnych kierunkach ze względu na zjawiska interferencji , rozdzielając mieszane „białe” światło na światło o różnych długościach fal. Jeśli struktura składa się z jednej lub więcej cienkich warstw, to będzie odbijać niektóre długości fal i przepuszczać inne, w zależności od grubości warstw.

Kolor strukturalny jest badany w dziedzinie optyki cienkowarstwowej . Najbardziej uporządkowane lub najbardziej zmienne kolory strukturalne są opalizujące . Kolor strukturalny odpowiada za błękit i zieleń piór wielu ptaków (na przykład sójki), a także za niektóre skrzydła motyla i muszle chrząszczy. Różnice w odstępach między wzorami często powodują efekt opalizujący, co widać w przypadku pawich piór, baniek mydlanych , warstw oleju i masy perłowej , ponieważ odbity kolor zależy od kąta patrzenia. Wielu naukowców prowadziło badania nad skrzydłami motyli i muszlami chrząszczy, m.in. Isaac Newton i Robert Hooke. Od 1942 r. stosuje się mikrografię elektronową , rozwijając produkty wykorzystujące kolor strukturalny, takie jak kosmetyki „ fotoniczne ”.

Dodatkowe warunki

  • Koło kolorów : ilustracyjna organizacja odcieni kolorów w kole, który pokazuje relacje.
  • Kolorowość , nasycenie, czystość lub nasycenie: jak „intensywny” lub „skoncentrowany” jest kolor. Definicje techniczne rozróżniają barwność, barwę i nasycenie jako odrębne atrybuty percepcyjne i obejmują czystość jako wielkość fizyczną. Te i inne warunki związane ze światłem i kolorem są uzgodnione na szczeblu międzynarodowym i opublikowane w CIE Lighting Vocabulary. Bardziej dostępne teksty dotyczące kolorymetrii również definiują i wyjaśniają te terminy.
  • Dichromatyzm : zjawisko, w którym odcień zależy od stężenia i grubości substancji pochłaniającej.
  • Barwa : kierunek koloru od bieli, na przykład na kole kolorów lub diagramie chromatyczności .
  • Odcień : kolor przyciemniony przez dodanie czerni.
  • Odcień : kolor rozjaśniony przez dodanie bieli.
  • Wartość , jasność, jasność lub jasność: jak jasny lub ciemny jest kolor.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki