Искусство цвета. Цветоведение: теория цветового пространства

Оствальд Вильгельм

Теория цветового зрения Юнга и Гельмгольца господствовала в науке в течение двух поколений. Гораздо больше труда было истрачено на то, чтобы сделать приемлемой, оправдать или отвергнуть эту теорию, чем на непосредственное расширение наших знаний по цветоведению. В конечном итоге следует сказать, что найти полное согласие между теорией и опытными данными не удалось, хотя многие явления и хорошо объясняются данной теорией. Чтобы как-нибудь согласовать теорию со всеми фактами, приходилось ее все более усложнять. Не часто приводила она и к новым открытиям. В учении о цветах, принадлежащих предметам внешнего мира, т. е. о цветах тел, она не способствовала

прогрессу и – что особенно важно – не указала путей для измерения и установления числовых определений в области цветов. Зато она привела к хорошим результатам в учении о ненормальностях цветового зрения – так называемой, цветовой слепоте.

Грассманн

В одном из первых своих печатных трудов Гельмгольц ошибочно указал на то, что из всех спектральных пар дополнительных цветов только синий и желтый в смеси дают белый цвет. Это побудило выдающегося математика Грассманна, вообще не занимавшегося наукой о цветах, заняться пересмотром ее основных положений и, исходя из них, доказать необходимость вывода, что и другие дополнительные цвета при смешении дают белый. Вскоре Гельмгольц подтвердил правильность этого вывода.

Относящиеся сюда основные положения Грассманна гласят следующее:

1. Существуют только три момента (элемента), определяющих впечатление цвета.

2. Если у двух смешиваемых цветов один непрерывно меняется, другой же остается постоянным, то и впечатление от этой смеси непрерывно меняется.

3. Два цвета, имеющие определенный, постоянный цветовой тон, определенную, постоянную интенсивность цвета, и определенную постоянную интенсивность примешанного белого цвета, дают при смешении определенный смешанный цвет, независимо от того, из каких однородных цветов они сами состоят.

Эти три правила фактически исчерпывают учение об аддитивных (слагательных) смесях. Для субтрактивных же (вычитательных) первые два оказываются приемлемыми, а третье неприемлемо. В то время как одинаково выглядящие цвета аддитивно всегда дают одинаково же выглядящие смеси, субтрактивные смеси одинаково выглядящих цветов могут выглядеть очень различно.

Максвэлл

Так же как и Грассманн, Максвэлл создал себе научное имя в совсем другой отрасли знания и совершил только случайную экскурсию в область науки о цветах. Вопрос, который был поставлен Максвэллом и на который он дал ответ, был следующий: соответствует ли действительности правило относительно смесей, данное Ньютоном. По этому правилу количества составных частей какого-либо смешанного из двух цветов цвета, помещенного в круге на линии их соединяющей, относятся друг другу обратно пропорционально расстояниям между точкой результирующей смеси и конечными точками, соответствующими цветам их составляющим. Максвэлл доказал, что это положение есть лишь частный случай, что все количественные цветовые уравнения линейны или суть уравнения первой степени, – и поставил себе задачей проверить правильность этого вывода.

Для этого ему нужен был какой-нибудь способ измерения цветов. Он воспользовался удачным опытом Плато, с вращающимся диском. Известно, что быстро сменяющиеся цвета, нанесенные на волчок или на вращающийся диск, дают впечатление одноцветной смеси. С полным правом можно принять величину углов цветных секторов за меру количеств соответствующих цветов. Таким путем различные цветовые количества не измеряются, правда, одной общей единицей,

поскольку каждая из этих угловых величин содержит в себе, – в качестве второго неизвестного, но для данной цветной бумаги вполне определенного фактора характер ее цвета. Однако и с этими относительными данными можно проверить указанное выше правило.

Для этого Максвэлл сделал следующее: он поместил на одной и той же оси большие и малые передвижные диски. Большие круги содержали, положим, цвета: киноварь (Z), ультрамарин синий (U), швейнфуртскую зелень (G). Маленькие состояли из белого (W) и черного (S). Можно было составить большие круги так, чтобы смесь их выглядела чисто серой, и из внутренних маленьких составить такой же серый цвет. Такие круги легко сравнивать, так как они тесно примыкают друг к другу.

Выражая величину углов в сотых долях полного круга, мы получаем следующее уравнение:

37 Z+27 U+36 G=28 W+72 S.

Если добавить к данным еще другие цветные диски, то можно получить при их помощи уравнений больше, чем неизвестных (в данном случае цветов), и определить, согласуются ли они друг с другом. Максвэлл нашел, что это вполне соответствует действительности и, таким образом, общее правило можно считать доказанным. Он доказал также, что на этом основании можно найти определенное число для всякого цвета, если за единицу принять произвольно выбранные три цвета. Это есть практическое применение тех рассуждений, которые мы изложили выше, говоря о получении всех цветовых тонов из смешения трех цветов.

Был поставлен вопрос и о том, нельзя ли развить эти относительные способы измерения цветов в абсолютные. Ответ на этот вопрос тогда еще не был найден. Метод абсолютного измерения цветов открыт только в наше время.

Вторая работа Максвэлла распространяет найденные при опытах с цветной бумагой общие соотношения также и на однородные источники света. При этом Максвэлл нашел, что индивидуальные различия в восприятии цветов различной цветной бумаги бывают гораздо меньше, чем при восприятии однородных световых волн. Это весьма плодотворное наблюдение он глубже, однако, не развил.

Эвальд Геринг

Работа Гельмгольца послужила толчком к дальнейшим исследованиям в области изучения цветов. Это относится, главным образом, к вопросу о правильности и применимости трехцветной теории зрения. Исследования основывались на том предположении, что однородные лучи света суть не только физические, но и психофизические элементы цветов. Но уже тот основной факт, что можно получить одинаково выглядящие цвета из различных световых лучей (как, например, из каждой пары дополнительных цветов можно получить один и тот же белый цвет) доказывает, что те и другие элементы не одинаковы, ибо иначе не могло бы быть равенства с одной стороны при различии с другой. Этот факт лучше всего показывает, что разнообразие цветовых ощущений гораздо более ограничено, чем разнообразие световых лучей, и поэтому для цветовых ощущений нужно было бы искать совсем другие элементы, которые и при различном составе в отношении длины волн могли бы быть равными.

Тут необходимо, в первую очередь, возвратиться от физического анализа к психофизическому. Этим важным шагом мы и обязаны физиологу Эвальду Герингу. Его задачей было изучение цветов не спектра, а тех цветов, которые глаз воспринимает в ежедневном обиходе. Он расположил их не по длине волн, а только по непосредственным ощущениям сходства и противоположности. Таким образом, он пришел к заключению, что существуют четыре первичных цвета, а именно: желтый, красный, синий и зеленый. Эти цвета попарно являются противоположными, и поэтому он располагает их крестообразно: