преимущественно волны определенной длины, а остальные поглощает, то предмет будет окрашен в определенный хроматический цвет.
Ахроматические цвета отличаются друг от друга только светлотой. Светлота зависит от коэффициента отражения предмета, т. е. от того, какую часть падающего света он отражает. Чем больше коэффициент отражения, тем светлее цвет. Так, например, белая писчая бумага, в зависимости от ее сорта, отражает от 65 до 85 % падающего на нее света. Черная бумага, в которую заворачивают фотобумагу, имеет коэффициент отражения 0,04, т. е. отражает всего лишь 4 % падающего света, а хороший черный бархат отражает всего 0,3 % падающего на него света — его коэффициент отражения составляет 0,003.
Хроматические цвета характеризуются тремя свойствами: светлотой, цветовым тоном и насыщенностью. Цветовой тон зависит от того, какие именно длины волн преобладают в световом потоке, отражаемом данным предметом. Насыщенностью называется степень выраженности данного цветового тона, т. е. степень отличия цвета от серого, одинакового с ним по светлоте. Насыщенность цвета зависит от того, насколько преобладают в световом потоке те длины волн, которые определяют его цветовой тон.
Следует отметить, что наш глаз обладает неодинаковой чувствительностью к световым волнам различной длины. В результате цвета спектра при объективном равенстве интенсивности кажутся нами неодинаковыми по светлоте. Самым светлым нам кажется желтый цвет, а наиболее темным — синий, потому что чувствительность глаза к волнам этой длины в 40 раз ниже, чем чувствительность глаза к желтому цвету. Следует отметить, что чувствительность человеческого глаза очень велика. Например, между черным и белым цветом человек может различить около 200 переходных цветов. Однако необходимо разделять понятия «чувствительность глаза» и «острота зрения».
Остротой зрения принято называть способность различать мелкие и удаленные предметы. Чем мельче объекты, которые глаз в состоянии видеть в конкретных условиях, тем выше его острота зрения. Острота зрения характеризуется минимальным промежутком между двумя точками, которые с данного расстояния воспринимаются отдельно друг от друга, а не сливаются в одну. Эту величину можно назвать пространственным порогом зрения.
На практике все воспринимаемые нами цвета, даже те, которые кажутся однотонными, являются результатом сложного взаимодействия световых волн различной длины. В наш глаз одновременно попадают волны различной длины, при этом происходит смешивание волн, в результате чего мы видим один определенный цвет. Работами Ньютона и Гельмгольца были установлены законы смешивания цветов. Из этих законов два представляют для нас наибольший интерес. Во-первых, для каждого хроматического цвета можно подобрать другой хроматический цвет, который при смешении с первым дает ахроматический цвет, т. с. белый или серый. Такие два цвета принято называть дополнительными. И во-вторых, смешением двух не дополнительных цветов получается третий — промежуточный между двумя первыми цвет. Из приведенных выше законов вытекает одно очень важное положение: все цветовые тона можно получить путем смешения трех соответственно выбранных хроматических цветов. Это положение чрезвычайно важно для понимания природы цветного зрения.
Для того чтобы осмыслить природу цветного зрения, познакомимся поближе с теорией трехцветного зрения, идея которой в 1756 г. была выдвинута Ломоносовым, через 50 лет высказана Т. Юнгом, а еще через 50 лет более подробно разработана Гельмгольцем. Согласно теории Гельмгольца, предполагается наличие у глаза трех следующих физиологических аппаратов: красноощущающего, зеленоощущающего и фиолетовоощущающего. Изолированное возбуждение первого дает ощущение красного цвета. Изолированное ощущение второго аппарата дает ощущение зеленого цвета, а возбуждение третьего — фиолетовый цвет. Однако, как правило, свет одновременно действует на все три аппарата или по крайней мере на два из них. При этом возбуждение этих физиологических аппаратов с различной интенсивностью и в различных пропорциях по отношению друг к другу дает все известные хроматические цвета. Ощущение белого цвета возникает при равномерном возбуждение всех трех аппаратов.
Эта теория хорошо объясняет многие явления, в том числе болезнь частичной цветовой слепоты, при которой человек не различает отдельные цвета или цветовые оттенки. Чаще всего отмечается невозможность различить оттенки красного или зеленого цвета. Эта болезнь была названа именем английского химика Дальтона, страдавшего ею.
Возможность видеть определяется наличием у глаза сетчатки, представляющей собой разветвление зрительного нерва, входящего сзади в глазное яблоко. В сетчатке имеются аппараты двух типов: колбочки и палочки (названные так из-за своей формы). Палочки и колбочки являются концевыми аппаратами нервных волокон зрительного нерва. В сетчатке человеческого глаза насчитывается около 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек, которые неравномерно распределены по сетчатке. Колбочки заполняют центральную ямку сетчатки, т. е. то место, куда падает изображение предмета, на который мы смотрим. К краям сетчатки количество колбочек уменьшается. Палочек же больше на краях сетчатки, в середине они практически отсутствуют (рис 7.8).
Колбочки обладают малой чувствительностью. Чтобы вызвать их реакцию, нужен достаточно сильный свет. Поэтому с помощью колбочек мы видим при ярком свете. Их еще называют аппаратом дневного зрения. Палочки обладают большей чувствительностью, и с их помощью мы видим ночью, поэтому их называют аппаратом ночного зрения. Однако только с помощью колбочек мы различаем цвета, так как именно они определяют способность вызывать хроматические ощущения. Кроме этого, колбочки обеспечивают необходимую остроту зрения.
Бывают люди, у которых не функционирует колбочковый аппарат, и все окружающее они видят только в сером цвете. Такая болезнь называется полной цветовой слепотой. И наоборот, бывают случаи, когда не функционирует палочковый аппарат. Такие люди не видят в темноте. Их болезнь называется гемералопией (или «куриной слепотой»).
Завершая рассмотрение природы зрительных ощущений, нам необходимо остановиться еще на нескольких феноменах зрения. Так, зрительное ощущение не прекращается в то же мгновение, как прекращается действие раздражителя. Оно длится еще некоторое время. Это происходит потому, что зрительное возбуждение обладает определенной инерцией. Такое продолжение ощущения в течение некоторого времени называется положительным последовательным образом.
Рис. 7.8. Рецепторы зрительных ощущений
Чтобы наблюдать это явление на практике, вечером сядьте возле лампы и на две-три минуты закройте глаза. Затем откройте глаза и в течение двух-трех секунд смотрите на лампу, после чего снова закройте глаза и прикройте их рукой (чтобы свет не проникал сквозь веки). Вы увидите на темном фоне светлый образ лампы. Следует отметить, что именно благодаря этому явлению мы смотрим кино, когда мы не замечаем движения пленки из-за положительного последовательного образа, возникающего после засветки кадра.
Другой феномен зрения связан с отрицательным последовательным образом. Суть данного феномена состоит в том, что после воздействия света в течение некоторого времени сохраняется ощущение противоположного по светлоте воздействующего раздражителя. Например, положите перед собой два чистых белых листа бумаги. На середину одного из них положите квадратик красной бумаги. В середине красного квадратика нарисуйте маленький крестик и в течение 20–30 секунд смотрите на него, не отрывая взора. Затем переведите взгляд на чистый белый лист бумаги. Через некоторое время вы увидите на нем образ красного квадратика. Только цвет у него будет другой — голубовато-зеленый. Через несколько секунд он начнет бледнеть и вскоре исчезнет. Образ квадратика и есть отрицательный последовательный образ. Почему образ квадратика зеленовато-голубой? Дело в том, что этот цвет является дополнительным по отношению к красному цвету, т. е. их слияние дает ахроматический цвет.
Может возникнуть вопрос: почему в обычных условиях мы не замечаем возникновения отрицательных последовательных образов? Только потому, что наши глаза постоянно двигаются и отдельные участки сетчатки не успевают утомиться.
Из истории психологии
Теории цветового зрения
Рассматривая проблему цветного зрения, следует отметить, что в мировой науке трехцветная теория зрения не является единственной. Существуют другие точки зрения на природу цветного зрения. Так, в 1878 г. Эвальд Геринг заметил, что все цвета можно описать как состоящие из одного или двух следующих ощущений: красного, зеленого, желтого и синего. Геринг отметил также, что человек никогда не воспринимает что-либо как красновато-зеленое или желтовато-синее; смесь красного и зеленого скорее будет выглядеть желтой, а смесь желтого и синего — скорее белой. Из этих наблюдений следует, что красный и зеленый образуют оппонентную пару — так же как желтый и синий — и что цвета, входящие в оппонентную пару, не могут восприниматься одновременно. Понятие «оппонентные пары» получило дальнейшее развитие в исследованиях, в которых испытуемый сначала смотрел на цветной свет, а затем — на нейтральную поверхность. В результате при рассматривании нейтральной поверхности испытуемый видел на ней цвет, дополнительный первоначальному. Эти феноменологические наблюдения побудили Геринга предложить другую теорию цветового зрения, названную теорией оппонентных цветов.
