Цвет — это визуально воспринимаемое свойство, соответствующее категориям, называемым красный, синий, желтый и т. д. Цвет происходит от спектра света, взаимодействующего с фоторецепторами человеческого глаза и обработкой этой информации в мозге. Цветовые категории и физические характеристики цвета связаны с объектами или материалами на основе их физических свойств, таких как спектры поглощения, отражения или излучения света. Определяя цветовое пространство, цвета можно численно идентифицировать по их координатам.
Видимый спектр — это часть электромагнитного спектра, которая видна человеческому глазу. Электромагнитное излучение в этом диапазоне длин волн называется видимым светом или просто светом. Типичный человеческий глаз реагирует на длины волн от примерно 380 до 750 нм. С точки зрения частоты это соответствует полосе в районе 400–790 ТГц. Спектр не содержит всех цветов, которые могут различать человеческие глаза и мозг. Ненасыщенные цвета, такие как розовый, или фиолетовые вариации, такие как пурпурный, отсутствуют, например, потому что они могут быть получены только путем смешивания нескольких длин волн. Цвета, содержащие только одну длину волны, также называются чистыми цветами или спектральными цветами.
Видимые длины волн проходят в основном без ослабления через атмосферу Земли через область «оптического окна» электромагнитного спектра. Примером этого явления является то, что чистый воздух рассеивает синий свет больше, чем длины волн в сторону красного, придавая полуденному небу голубой оттенок. Это оптическое окно также называют «видимым окном», потому что оно перекрывает спектр видимой реакции человека. Окно ближнего инфракрасного диапазона (NIR) находится за пределами человеческого зрения, как и окно средневолнового ИК-диапазона (MWIR) и окно длинноволнового или дальнего инфракрасного диапазона (LWIR или FIR), хотя другие животные могут их видеть.
| Цвет | Длина волны (нм) | Частота (ТГц) |
|---|---|---|
| Красный | ~700 | ~430 |
| Оранжевый | ~620 | ~480 |
| Желтый | ~580 | ~520 |
| Зеленый | ~550 | ~540 |
| Синий | ~475 | ~630 |
| Фиолетовый | ~425 | ~710 |
Существует несколько различных способов думать о цвете и определять его:
Как упоминалось выше, цвет определяется длиной волны видимого света. Каждому цвету соответствует определенный диапазон длин волн. Красный свет имеет длину волны около 700 нм, оранжевый - около 600 нм, желтый - около 580 нм, зеленый - 500-550 нм, синий - 475 нм, а фиолетовый свет имеет длину волны около 400-450 нм.
Цвет также можно определить по частоте световой волны. Частота света измеряется в терагерцах (ТГц). Красный свет имеет частоту около 430 ТГц, оранжевый - 480 ТГц, желтый - 520 ТГц, зеленый - 540 ТГц, синий - 620 ТГц, а фиолетовый свет имеет частоту около 700 ТГц.
Оттенок относится к доминирующей длине волны или цвету (красный, оранжевый и т. д.). Это то, что мы обычно думаем как «цвет». Оттенок определяется положением в видимом спектре.
Насыщенность (также известная как интенсивность или цветность) относится к тому, насколько чистым или ярким является цвет. Высоконасыщенные цвета очень интенсивны, в то время как менее насыщенные цвета более приглушенные или сероватые.
Яркость (или светлота/значение) указывает, насколько светлым или темным является цвет. Она варьируется от черного (минимальная яркость) до самого яркого цвета (максимальная яркость).
RGB (красный, зеленый, синий) — это цветовая модель, которая представляет цвета с точки зрения их красного, зеленого и синего компонентов. Значения RGB указываются с помощью числа от 0 до 255 для каждого компонента. Например, красный — это (255, 0, 0), зеленый — это (0, 255, 0), синий — это (0, 0, 255).
Шестнадцатеричный код представляет цвет с использованием шестнадцатеричных цифр (основание 16). Красный — это #FF0000, зеленый — это #00FF00, а синий — это #0000FF. Шестнадцатеричные коды — это компактный способ указания значений RGB.
Некоторые ключевые свойства цвета включают в себя:
Оттенок относится к доминирующему цвету/длине волны (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый). Это то, что мы обычно думаем как «цвет».
Насыщенность (также называемая интенсивностью или цветностью) относится к чистоте или яркости цвета. Высокая насыщенность означает очень интенсивный, яркий цвет. Низкая насыщенность — более серый, приглушенный цвет.
Яркость указывает, насколько светлым или темным является цвет. Она варьируется от черного (минимальная яркость) до самой яркой, наиболее интенсивной версии цвета (максимальная яркость).
Оттенок относится к цвету, который был смешан с черным, чтобы сделать его темнее. Добавление черного уменьшает яркость.
Оттенок относится к цвету, который был смешан с белым, чтобы сделать его светлее. Добавление белого увеличивает яркость.
Цветовая температура описывает относительную теплоту или холодность белого света. Теплые цвета, такие как красный, оранжевый и желтый, имеют более низкие цветовые температуры (~2500-5000 К). Холодные цвета, такие как синий и фиолетовый, имеют более высокие температуры (5000–10 000 К).
Цветовое зрение человека основано на специализированных фоторецепторных клетках, называемых колбочками, которые расположены в сетчатке в задней части глаза. Существует три типа колбочек, каждый из которых чувствителен к разным длинам волн света:
S-колбочки поглощают коротковолновый синий свет. Они в первую очередь отвечают за нашу способность видеть синие цвета.
M-колбочки поглощают средневолновый зеленый свет. Они распознают зеленые и желто-зеленые цвета.
L-колбочки поглощают более длинный красный и оранжевый свет. Они отвечают за зрение в красном цвете.
Мозг объединяет и обрабатывает сигналы от этих трех типов колбочек, чтобы произвести восприятие полного спектра цветов. Проблемы с любым из типов колбочек могут привести к нарушениям цветового зрения.
Помимо колбочек, клетки палочек в сетчатке обеспечивают зрение в условиях низкой освещенности. Однако палочки не распознают цвет.
Существует два основных набора основных цветов:
Красный, зеленый и синий свет являются аддитивными основными цветами. Сочетание света этих цветов дает другие цвета. Например, красный + синий свет дает пурпурный. Этот принцип лежит в основе экранов телевизоров, компьютерных мониторов и других цветных дисплеев, которые излучают свет.
Голубой, пурпурный, желтый и черный являются субтрактивными основными цветами, используемыми при смешивании пигментов, красителей, чернил и красок. Комбинация этих пигментов поглощает некоторые длины волн света и отражает другие, создавая разные цвета. Например, голубой и желтый дают зеленый.
Дополнительные цвета — это пары цветов, расположенных друг напротив друга на цветовом круге. Обычные дополнительные пары включают:
Когда дополнительные цвета смешиваются, они отменяют друг друга, создавая серый или белый.
Понимание теории цвета помогает художникам, дизайнерам и другим людям создавать более гармоничные и эстетически приятные цветовые сочетания. Важные принципы включают:
Цветовой круг показывает отношения между цветами. Дополнительные цвета расположены друг напротив друга. Аналогичные цвета располагаются рядом. Триадические цвета образуют треугольник.
Гармоничные цветовые сочетания используют цвета, расположенные близко друг к другу на цветовом круге. Аналогичные схемы используют смежные цвета. Дополнительные схемы объединяют противоположности.
Окружающие цвета влияют на то, как воспринимается цвет. Красная фигура на синем фоне будет выделяться, в то время как тот же красный на красном фоне будет сливаться.
Символика и ассоциации цвета различаются в разных культурах. Белый означает чистоту в западных культурах, но траур в некоторых азиатских культурах. Красный означает удачу в Китае, но опасность в западных культурах.
Цвета можно смешивать несколькими способами:
Добавление света вместе дает новые цвета. Красный, зеленый и синий свет объединяются, чтобы получить другие цвета. Компьютерные экраны и телевизоры смешивают цвета таким образом.
Смешивание пигментов/красителей поглощает некоторые длины волн и отражает другие, создавая новый цвет. Голубой, пурпурный и желтый являются распространенными субтрактивными основными цветами.
Смешивание цветных точек краски настолько близко, что глаз не различает их по отдельности. Пуантилизм основан на оптическом смешивании чистых цветов.
Подводя итог, можно сказать, что цвет возникает в результате взаимодействия света с нашими глазами и мозгом. Его можно определить длиной волны, частотой или значениями RGB. К важным свойствам относятся оттенок, насыщенность и яркость. Дополнительные цвета — это пары, расположенные друг напротив друга на цветовом круге. Принципы теории цвета помогают создавать гармоничные цветовые сочетания. Цвета можно смешивать аддитивно со светом или субтрактивно с пигментами.