Зрительное восприятие

От светлоты предметов следует отличать их яркость, которая зависит от энергии световой волны, или амплитуды ее колебаний. Яркость характеризуется произведением освещенности на коэффициент отражения. Освещенность же предметов характеризуется количеством лучистой энергии, падающей в течение одной секунды на единицу поверхности. Светлота – цветовое свойство поверхности, яркость же характеризуется количеством лучистой энергии, отражаемой от данной поверхности. Это количество лучистой энергии зависит от двух причин: с одной стороны, от коэффициента отражения от данной поверхности, а с другой – от количества лучистой энергии, падающей на данную поверхность. Поэтому яркость сильно освещенного черного бархата может быть больше яркости белой бумаги, находящейся в тени.

Насыщенность – это степень отличия данного цвета от серого цвета, одинакового с ним по светлоте, или, как говорят, степень его выраженности. Насыщенность цвета зависит от отношения, в котором находится количество световых лучей, характеризующих цвет данной поверхности, к общему световому потоку, ею отражаемому. Насыщенность цвета зависит от формы световой волны.

Глаз  чувствителен к ничтожным количествам  лучистой энергии. Так, например, при  достаточной темновой адаптации  глаз видит (аппаратом палочек) на расстоянии 1 км свет, сила которого может быть выражена тысячными долями свечи⁸² при полной прозрачности атмосферы (нижний порог). Чувствительность аппарата колбочек меньше.

Верхним порогом цветоощущения является та яркость света, которая "ослепляет" глаз. Эта величина в значительной мере зависит от степени адаптации глаза, от размера слепящего пятна и т.д. Слепящая яркость при размере слепящего поля в 4° равна 225⁴ кд/м².

Побочные  раздражители в некоторых случаях  изменяют характер зрительной чувствительности. Согласно экспериментальным данным С.В.Кравкова, звук повышает чувствительность глаза к зеленым и синим лучам и понижает чувствительность глаза к оранжевым и красным лучам.

Чувствительность  глаза к световым волнам различной  длины неодинакова. Наиболее яркими кажутся человеческому глазу лучи, длины волн которых соответствуют желто-зеленой части спектра (556 мм). В сумерки наиболее ярким кажется не желто-зеленый цвет, а зеленый цвет, имеющий длину волны 510 нм. С наступлением темноты красно-фиолетовые цвета темнеют, а зелено-голубые цвета светлеют. Это явление носит название явления Пуркинье (смещение спектральной светочувствительности глаза при переходе от зрения дневного, для коего максимум соответствует длине волн желто-зеленых тонов (555 нм), к зрению сумеречному, для коего максимум соответствует голубовато-зеленым тонам (500 нм). Поэтому при сумеречном освещении цвета предметов холодеют: красные и желтые оттенки становятся тусклее, а голубые и зеленые – ярче).

Общее количество различаемых глазом цветных  тонов максимальной насыщенности доходит  до 150.

Смешение  цветов

Воспринимаемые  нами в природе цвета получаются обычно в результате воздействия  на наш глаз волн различной, а не одной какой-нибудь длины. Эти различные  волны, совместно воздействуя на глаз, и порождают тот или иной видимый нами цвет. Видимые нами в естественных условиях цвета являются, таким образом, результатом смешения цветов.

На основе работ И. Ньютона Г.Грассманом были выведены следующие основные законы смешения цветов.

Первый  закон. Для каждого хроматического цвета имеется другой цвет, от смешения с которым получается ахроматический цвет. Такие пары цветов называются дополнительными. Дополнительными цветами являются: красный и голубо-зеленый; оранжевый и голубой; желтый и индиго-синий; желто-зеленый и фиолетовый; зеленый и пурпурный.

Второй  закон. Смешивая два цвета, лежащие ближе друг к другу, чем дополнительные, можно получить любой цвет, находящийся в спектре между данными двумя цветами.

Третий  закон. Две пары одинаково выглядящих цветов дают при смешении одинаково выглядящий цвет независимо от различий в физическом составе смешиваемых цветов. Так, серый цвет, полученный от смешения одной пары дополнительных цветов, ничем не отличается от серого цвета, полученного от любой другой пары.

Говоря  о смешении цветов, разумеют прежде всего оптическое смешение, возникающее в результате того, что различные цветовые раздражители одновременно или в очень быстрой последовательности раздражают один и тот же участок сетчатки.

Помимо  этого смешения цветов надо учесть еще пространственное смешение цветов, которое получается при восприятии различных цветов не во временной, а в пространственной смежности.

Если  посмотреть на определенном расстоянии на небольшие, соприкасающиеся друг с другом цветные пятна, то эти  пятна сольются в одно пятно, которое  будет иметь цвет, получившийся от смешения этих малых цветовых пятен. Причиною слияния цветов является светорассеяние и другие явления, возникающие вследствие несовершенства оптической системы человеческого глаза. Вследствие этого несовершенства границы цветных пятен размываются, и два или более цветных пятна раздражают одно и то же нервное окончание сетчатой оболочки. В силу этого, когда мы смотрим, например, на какую-нибудь ткань в мелких цветных полосках или крапинках, она нам кажется одноцветной, окрашенной в цвет, получающийся в результате смешения различных представленных в ней цветов. На этом пространственном смешении цветов основывается впечатление, которое производят ткани, сплетенные из разноцветных нитей. На этом же пространственном смешении цветов основывается и эффект, которым пользуются художники-пуантилисты (от слова pointe – точка) и импрессионисты, когда они дают цвет поверхностей посредством цветных точек или пятен.

Эксперименты  Б.М.Теплова показали, что законы этого пространственного смешения цветов, имеющего большое применение в живописи и в ткацком деле, те же, что и законы оптического смешения цветов.

Существенный  интерес представляет и так называемое бинокулярное смешение цветов.

Бинокулярным  смешением цветов называется получение  некоторого третьего цвета в результате раздражения каждого из глаз различными цветами. Если смотреть одним глазом на один цвет, а другим глазом на другой цвет, то мы увидим некоторый третий цвет, получившийся от бинокулярного смешения обоих цветов. Однако если оба цвета весьма несходны друг с другом (в особенности по светлоте), то бинокулярного смешения цветов не возникает, а получается своеобразная игра, в которой оба цвета воспринимаются поочередно. Это последнее явление называется борьбой полей зрения.

Если  поверхность не является абсолютно гладкой, то ее микрорельеф можно рассматривать как большое число плоскостей, повернутых к наблюдателю под разными углами. Так как для правого и левого глаза углы различны и так как под разными углами зрения цвет поверхности изменяется, то возникает бинокулярное смешение цветов или же борьба полей зрения, создающая специфическое ощущение мерцания, блеска и колебания цвета в зависимости от микрорельефа поверхности. Восприятие фактуры обусловлено в значительной степени именно описанными явлениями. Фактура тканей – бархата, шелка, полотна, шерсти – воспринимается в специфическом качестве, представляющем комплекс ощущений, возникающих вследствие бинокулярного смешения цветов и борьбы полей зрения в каждой отдельной точке воспринимаемой поверхности. Восприятие природы насыщено этими ощущениями, которые придают особую динамичность, игру и живость нашим зрительным образам.

Психофизиологические  закономерности

В зрительных ощущениях отчетливо проявляются  все основные психофизиологические закономерности рецепторной деятельности – адаптация, контрастность, последействие, так же как и взаимодействие.

Адаптация глаза заключается в приспособлении глаза к воздействию световых раздражителей. Различают темновую адаптацию (адаптацию к темноте), световую (адаптацию к свету) и цветовую (адаптацию к цвету).

Темновая  адаптация возникает вследствие того, что в темноте возрастает концентрация зрительного пурпура. Это влечет за собой повышение  чувствительности глаза к световым раздражениям. Чувствительность глаза может быть увеличена благодаря темновой адаптации более чем в 200 000 раз (после одного часа пребывания в темноте). Увеличение чувствительности глаза продолжается в течение 24 часов пребывания в темноте, однако темновую адаптацию можно считать установившейся уже после 60-80 минут пребывания в ней. После длительного пребывания в темноте при переходе на свет опять-таки яркий свет сначала слепит глаз и мы плохо видим окружающее. Затем, в результате адаптации глаза к свету, мы начинаем видеть нормально. Световая адаптация заключается в понижении чувствительности глаза под влиянием света.

Цветовая  адаптация, или цветовое приспособление, выражается в понижении чувствительности глаза к определенному цветному раздражителю вследствие продолжительности  его действия. Она не бывает столь значительна, как световая, но зато увеличивается скорее. Согласно данным С.В.Кравкова, наиболее адаптирующим глаз является сине-фиолетовый, средним – красный и наименее адаптирующим глаз – зеленый цвет.

Как возникновение  ощущения, так и его исчезновение не происходит внезапно и одновременно с окончанием действия раздражителя. Необходимо некоторое время на соответствующий фотохимический процесс. Поэтому после прекращения действия раздражителя в глазу остается "след", или последействие, раздражения, которое дает "последовательный образ". Когда этот след соответствует по светлоте и цветовому тону первоначальному ощущению, он называется положительным последовательным образом, когда же он изменяется в обратных отношениях, он называется отрицательным последовательным образом.

Вследствие  различного характера адаптации отдельных участков сетчатой оболочки глаза возникает явление последовательного контраста.

Под последовательным контрастом разумеются временные изменения в цветовом ощущении, которые возникают вследствие предварительного действия на определенные участки глаза световых раздражителей. Последовательный контраст представляет собой по существу отрицательный последовательный образ. Последовательный контраст может быть световым.

Контрастные цвета близки к дополнительным цветам, однако от них отличаются.

Весьма  существенное отличие контрастных  цветов от дополнительных проявляется  в том, что дополнительные цвета  взаимны. Это значит, что если цвет "а" есть дополнительный к цвету "б", то и цвет "б" есть дополнительный к цвету "а". Контрастные цвета не взаимны: например, к желтому цвету контрастным цветом является фиолетовый, а к фиолетовому контрастным цветом является не желтый, а зеленовато-желтый цвет. Причины отличия контрастных цветов от дополнительных окончательно не выявлены.

Контрастные цвета возникают не только на белом  фоне, но и на всяком другом. Если контрастные  цвета проецируются на цветную поверхность, то возникает сложение данного контрастного цвета с цветом поверхности, на которую контрастный цвет проецируется. Под одновременным контрастом разумеется изменение в цвете, вызванное его соседством с другим цветом. Этот соседний цвет индуцирует на данном поле контрастный цвет. В условиях одновременного контраста одно из полей является индуцирующим, а другое индуцируемым.

Так как  цвета влияют друг на друга взаимно, то каждое поле одновременно влияет на другое и подвергается само влиянию  этого соседнего поля.

Подобно последовательному контрасту, одновременный контраст может быть световым и цветовым. Серые квадраты на белом фоне кажутся темнее, чем те же серые квадраты на черном фоне. На красном фоне серый квадрат кажется зелено-голубым, тот же серый квадрат на синем фоне кажется оранжевым.

Исследования  показали, что одновременный контраст объясняется явлением автоконтраста  или автоиндукции.⁸³ Это явление заключается в том, что при возбуждении сетчатки глаза светом, одновременно с прямым процессом, стимулирующим ощущение данного цвета, возникает "обратный" процесс, стимулирующий ощущение цвета, контрастного данному: на каждый цвет накладывается контрастный к нему цвет. При этом автоконтраст от цвета освещения значительно сильнее, чем от "собственного цвета" поверхности. Явление одновременного контраста объясняется распространением (иррадиацией) "обратного процесса" на смежные участки сетчатки, не раздраженные данным световым потоком. В том случае, когда одновременный контраст возникает к цвету фона, он объясняется явлением автоконтраста к цвету фона. В том случае, когда цветная поверхность освещена одним и тем же цветным светом, один и тот же контрастный цвет может быть назван каким угодно воспринимаемым цветом поверхности. С другой стороны, одинаково выглядящие цвета при освещении различными источниками света вызывают различные контрастные цвета, обусловленные цветным светом, освещающим экран. Следовательно, одинаково выглядящие цвета могут вызвать контрастный цвет, имеющий любой тон спектра.

Таким образом, одинаково выглядящие цвета, освещенные различными источниками  света, вызывают неодинаково выглядящие контрастные цвета, обусловленные  в основном не воспринимаемым цветом поверхности, а цветным светом, освещающим данную поверхность.

Из этого  положения следует, что глаз является анализатором, дифференцирующим свет, падающий на данную поверхность, и свет, отраженный данной поверхностью. Таким  образом, одновременный контраст возникает  на основе индукции от света.

Аналогичные явления возникают при восприятии природы в естественных условиях. Отражения цветного света от зеленой  листвы, от цветной поверхности и  т.д. вызывают резко выраженные контрастные  цвета, которые несравнимо сильнее, чем контрасты от самих окрашенных поверхностей.