Как описывается цвет?

Цвет — это сложное явление, включающее физику, физиологию и психологию. Люди воспринимают цвет с помощью специализированных клеток в глазу, называемых колбочками. Существует три типа колбочек, которые чувствительны к разным длинам волн света. Мозг обрабатывает сигналы от колбочек, чтобы произвести восприятие цвета. Однако цвет не является объективным свойством объектов, он зависит от наблюдателя. Один и тот же объект может выглядеть по-разному для людей с нормальным цветовым зрением и для людей с дальтонизмом или другими нарушениями зрения. В этой статье будут рассмотрены физика света и зрения, нейробиология восприятия цвета, дальтонизм, культурные ассоциации и языковые описания, которые позволяют нам общаться об этом субъективном опыте.

Физика цвета

В физике цвет возникает из света. Видимый свет является частью электромагнитного спектра, который включает радиоволны, микроволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. Видимый спектр простирается от фиолетового с короткими длинами волн 380-450 нм до красного с более длинными длинами волн 620-750 нм. Другие цвета попадают в промежуточные длины волн.

Когда белый свет падает на объект, некоторые длины волн поглощаются, а другие отражаются. Отраженные длины волн определяют цвет, который мы видим. Например, банан кажется желтым, потому что он поглощает синий и красный свет, отражая желтый. Человеческое зрение может различать тысячи различных оттенков и полутонов на основе точных отраженных длин волн.

Внешний вид цвета также зависит от условий освещения. Один и тот же объект может выглядеть по-разному при свете ламп накаливания, флуоресцентных ламп или естественного света, которые имеют различный спектральный состав. Это явление называется метамерией. Даже если два объекта отражают свет с одинаковым распределением спектральной мощности при одном источнике света, они могут выглядеть заметно по-разному при другом.

Физиология цветового зрения

Восприятие цвета начинается, когда свет попадает в глаз и проходит через роговицу и хрусталик, которые фокусируют его на сетчатке. Сетчатка содержит светочувствительные фоторецепторные клетки, включая палочки для ночного зрения и колбочки для цветового зрения. Существует три типа колбочек, которые реагируют преимущественно на короткий (S), средний (M) и длинный (L) видимый свет.

Из-за перекрытия кривых реагирования колбочки не передают напрямую сигнал об определенном цвете. Вместо этого цвет определяется путем сравнения относительной активности трех типов колбочек. Эта трихроматическая теория является основой цветового зрения человека. Сигналы колбочек проходят через зрительный нерв к областям обработки зрительной информации в мозге.

Восприятие цвета задействует сеть областей мозга, простирающихся далеко за пределы зрительной коры. Интеграция информации о цвете и форме объекта происходит в вентральном зрительном потоке. Эмоциональные реакции на цвет включают связи между зрительными областями и лимбической системой. Языковые области связывают цвета со словами, позволяя нам называть их. Нисходящие когнитивные влияния, такие как внимание, контекст и память, также формируют цветовой опыт. В целом, цветовое зрение возникает из распределенной нейронной обработки.

Цветовая слепота

Когда нарушаются колбочковые фоторецепторы или нисходящие нейронные цепи, это может привести к дефициту цветового зрения. Наиболее распространенной формой является красно-зеленая цветовая слепота, которая поражает 6% мужчин и 0,5% женщин. Это возникает из-за генетических мутаций, которые изменяют функцию колбочек M и L. В зависимости от того, какие колбочки затронуты, снижается чувствительность к красному или зеленому свету. Это затрудняет различение определенных оттенков в этом диапазоне спектра.

Полное отсутствие функции колбочек встречается крайне редко. Палочковая монохроматия обеспечивает только черное, белое и оттенки серого зрение. Чаще всего синяя монохроматия колбочек оставляет M и L колбочки нетронутыми, но устраняет S колбочки. Без восприятия синего цвета мир представляется в оттенках оранжевого, желтого и зеленого. Может быть нарушено распознавание спелых фруктов или отслеживание цветных проводов.

Хотя дальтонизм часто является генетическим, приобретенные состояния, такие как диабет, глаукома, инсульт или дефицит витаминов, также могут вызывать проблемы с цветовым зрением в более позднем возрасте. Тестирование цветового зрения и компенсаторных стратегий может помочь людям адаптироваться к этим визуальным изменениям.

Культурные ассоциации

Помимо физики и биологии, человеческая культура и опыт придают цвету дополнительные символические значения. Хотя эти ассоциации не универсальны, некоторые закономерности все же возникают.

Эти ассоциации развиваются через приобретенный опыт и традиции. Красный означает опасность от крови или огня в природе. Зеленый представляет растительную жизнь. Синий и белый — цвета неба, воды и снега. Редкость фиолетового в природе сделала его эксклюзивным для древних правителей. Маркетологи извлекают выгоду из психологии цвета в рекламе, логотипах и дизайне продуктов. Люди формируют личные цветовые предпочтения через аффективный опыт на протяжении всей своей жизни.

Культурные интерпретации также могут различаться между группами. Белый означает чистоту в западных культурах, но траур в некоторых азиатских культурах. Желтый благоприятен в буддизме, но зловещ в Латинской Америке. Чувствительность к культурным контекстам помогает строить общее понимание.

Описание цвета

Несмотря на его субъективность, люди эффективно общаются о цвете, используя три основных параметра: оттенок, насыщенность и яркость.

Оттенок относится к доминирующей длине волны или воспринимаемой цветовой категории, такой как красный, оранжевый или зеленый. Насыщенность (хрома) описывает чистоту или интенсивность оттенка. Пастельные оттенки, такие как розовый, имеют более низкую насыщенность, чем яркие оттенки, такие как пурпурный. Яркость (значение) обозначает, насколько светлым или темным кажется цвет.

Слова для основных оттенков, вероятно, появились рано в языках. Более абстрактные цветовые словари расширились в последнее время. Количество основных цветовых терминов варьируется в зависимости от культуры, варьируясь от 2 до 12 категорий. Индустриализация и глобализация имеют циркулирующие общие цветовые лексиконы по всему миру.

В дополнение к основным цветовым словам люди используют аналогии, описания еды, объектов, животных и прилагательные, чтобы передать точные оттенки и эстетические качества:

Метафоры связывают цвета с памятными объектами. Такие прилагательные, как яркий, тусклый, бледный или неоновый, уточняют нюансы. Свободное владение цветовой лексикой обогащает общение, искусство, дизайн и эстетику.

Количественная оценка цвета

В то время как человеческие дескрипторы обеспечивают интуитивное понимание цвета, научные приложения требуют точной числовой спецификации. Были разработаны различные системы порядка цветов для систематической организации и количественной оценки цветов.

Система Манселла отображает цвета по трем измерениям, соответствующим оттенку, цветности (насыщенности) и значению (яркости). Каждое измерение делится на равные интервалы для создания перцептивно однородного цветового пространства. Любой цвет можно определить по его координатам в системе Манселла.

Система естественных цветов (NCS) моделирует внешний вид цвета в человеческое зрение использует полярные координаты оттенка, черноты и хроматичности. CIE Lab представляет цвет как координаты в эталонном пространстве, масштабированном для однородного восприятия. Эти и другие системы порядка цветов позволяют точно определять, измерять и воспроизводить цвет для науки и промышленности.

Заключение

От физики света до нейробиологии, культуры и языка цвет является богатым перцептивным явлением. Различные области освещают взаимодополняющие аспекты того, как цвета генерируются, воспринимаются, интерпретируются, классифицируются и артикулируются. Цвет глубоко формирует человеческий опыт, понимание и выражение. Продолжение междисциплинарных перспектив еще больше раскрывает его сложности, одновременно продвигая практические приложения. Как сказал Цицерон, «Цвета — это страдания и радость света». И наука, и искусство играют важнейшую роль в развитии отношений человечества с цветом.