Цвета окружают нас с самого начала существования человека, но как они на самом деле были созданы? Истоки цвета восходят к миллиардам лет эволюции света и зрения. Хотя цвет может показаться простым на первый взгляд, наука, лежащая в основе того, как мы воспринимаем и воспроизводим цвета, сложна и вытекает из физики, химии, биологии и психологии. Изучая ключевые события в истории цвета, мы можем лучше понять, откуда взялась яркая радуга, которую мы видим.
С точки зрения физики, цвет вытекает из свойств света. Видимый спектр света, который могут видеть люди, состоит из длин волн в диапазоне примерно от 380 до 700 нанометров. Самые длинные длины волн кажутся красными, переходя через оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый по мере того, как длины волн становятся короче. Белый свет содержит все длины волн, смешанные вместе. Объекты и материалы вокруг нас поглощают и отражают волны разной длины, что позволяет нам различать цвета.
Например, лист кажется зеленым, потому что он поглощает красный и синий свет, отражая в основном зеленые длины волн. Если объект поглощает все длины волн, мы видим его черным, а отражая все длины волн, он кажется белым. По сути, цвет зависит от физики того, как свет взаимодействует с материалами. Исаак Ньютон продемонстрировал это в 1600-х годах, используя призмы для разделения белого света на радугу цветовых компонентов. Давайте подробнее рассмотрим видимый спектр:
| Цвет | Длина волны (нм) |
|---|---|
| Красный | 700-635 |
| Оранжевый | 635-590 |
| Жёлтый | 590-560 |
| Зелёный | 560-520 |
| Синий | 520-450 |
| Фиолетовый | 450-380 |
Длина волны света и его энергия определяют, какие цвета мы видим. Эта базовая физика дает основу для того, как цвета были созданы в нашем визуальном мире. Далее мы рассмотрим биологические факторы.
Физика может определять, какие длины волн света существуют, но биология определяет, как организмы, подобные людям, эволюционировали, чтобы воспринимать цвет с помощью зрения. Ученые полагают, что самые ранние организмы могли отличать только свет от тьмы. Сложное цветовое зрение развилось в ходе эволюции.
Человеческий глаз содержит фоторецепторные клетки, называемые палочками и колбочками. Палочки определяют яркость, а колбочки связаны с восприятием цвета. Существует три типа колбочек, активируемых разными длинами волн света: короткие (синий), средние (зеленый) и длинные (красный). Сигналы от колбочек обрабатываются мозгом для создания цветового зрения. Эта биологическая система для видения цвета, вероятно, развилась для ключевых потребностей выживания, таких как поиск пищи и партнеров.
У других животных разные типы цветового зрения в зависимости от их зрительных систем. Например:
| Животные | Возможности цветового зрения |
|---|---|
| Собаки | Видят оттенки синего, желтого и серого (дихроматы) |
| Птицы | Большинство тетрахроматов видят ультрафиолетовые длины волн |
| Пчелы | Видят зеленый, синий и ультрафиолет (трихроматы) |
| Рак-богомол | До 16 цветовых рецепторов (пентахроматы) |
В этой таблице приведено несколько примеров, но многие другие животные также обладают некоторой степенью цветового зрения. Ключевым моментом является то, что биологические факторы определяют, как организмы эволюционировали, чтобы воспринимать цвета в окружающем их мире. Человеческому мозгу и глазу потребовались миллиарды лет, чтобы развить сложную способность видеть миллионы цветов.
На психологическом уровне, как люди на самом деле воспринимают цвет? Видимые длины волн света проникают в наши глаза, но цвет создается в сознании. Наши ментальные восприятия, воспоминания и эмоции относительно цвета формируют то, как мы субъективно видим и чувствуем их.
Несколько психологических факторов формируют цветовые ощущения:
– Ассоциации – Культура и усвоенные ассоциации вносят вклад в значения цветов, например, красный означает опасность.
– Контекст – Окружающие цвета влияют на то, как мы воспринимаем отдельный цвет.
– Воспоминания – Предыдущий цветовой опыт кодируется в наших воспоминаниях.
– Эмоции – Цвета могут вызывать психологические реакции, например, синий успокаивает.
– Контраст – Родственные цвета кажутся более интенсивными в паре.
– Предпочтение – Личный вкус влияет на любимые цвета.
Таким образом, восприятие цвета происходит из сочетания биологической информации и психологической обработки. Два человека могут смотреть на одно и то же красное яблоко, но иметь совершенно разные ментальные интерпретации и реакции на цвет. Большая часть субъективного человеческого восприятия цвета исходит из разума, а не только из глаз.
Физика света и биология зрения определяют, какие цвета существуют в природе. Но как люди научились искусственно воссоздавать цвета для искусств, красителей и пигментов на протяжении всей истории? Смешивая и манипулируя натуральными материалами, пигменты позволяли создавать желаемые цвета.
Некоторые ключевые пигменты включали:
– Угольно-черные из обожженных костей или дерева
– Красные и желтые охристые глины с оксидом железа
– Измельченные минералы, такие как лазурит для синего
– Молотый мел для белого
– Сок, кровь и вино для красноватых цветов
Многие пигменты поступали из минералов, почвы, золы, растений и животных. Например, распространенный фиолетовый краситель получали из моллюсков. Смешивая доступные пигменты, мастера создавали новые цвета красок и красителей для текстиля, керамики, произведений искусства, косметики и многого другого.
Однако в середине 1800-х годов появились синтетические пигменты из новых химических соединений и цветов. Важные примеры включают:
| Синтетический пигмент | Дата | Цвет(а) |
|---|---|---|
| Кобальтовый синий | 1828 | Темно-синий |
| Изумрудно-зеленый | 1814 | Яркие зеленые |
| Лиловый | 1856 | Фиолетовый |
| Цинковые белила | 1850 | Ярко-белый |
Эти новые пигменты предлагают улучшенная яркость, светостойкость и чистота цвета. Синтетические пигменты позволили значительно расширить цветовую палитру для красок, текстиля и других применений.
Пигменты создавали окраску для физических объектов и произведений искусства. Но как были запечатлены реалистичные цвета на фотографиях? Черно-белая фотография существовала с 1800-х годов, но настоящая цветная фотография появилась в середине 1900-х годов благодаря достижениям в области пленки и обработки.
Ключевые инновации, сделавшие возможным цветную фотографию, включали:
– Чувствительные пленки со слоями, реагирующими на свет RGB (Autochrome в 1907 году)
– Соединители красителей для формирования цвета во время обработки (Kodachrome в 1935 году)
– Негативные пленки, изолирующие цвета (Agfacolor Neu в 1936 году)
– Мгновенные цветные поляроидные процессы (1963 год)
– Датчики цифровой камеры, фильтрующие свет по цвету
– Программное обеспечение для компьютерного редактирования для настройки цвета
Подобно нашим глазам, цветная пленка и датчики используют красные, зеленые и синие фильтры для представления цветового спектра. Разработки в области химической и цифровой фотографии позволили надежно записывать, воспроизводить и улучшать реальные цвета. Это произвело революцию в том, как цвет сохраняется, передается и обрабатывается в фотографии.
Фотография была только началом представления цвета в цифровом виде. Затем появились цветное телевидение, видео, компьютерные дисплеи и, наконец, инструменты для создания цифровой графики и искусства. Эта эволюция позволила создавать и изменять цвет с нуля.
Некоторые ключевые события в цифровом создании цвета включают в себя:
| Год | Событие |
|---|---|
| 1951 | Первое цветное вещательное телевидение |
| 1973 | Стандартизированы видеосигналы RGB |
| 1977 | Персональный компьютер Apple II с цветной графикой |
| 1984 | Первый компьютер Macintosh с графическим интерфейсом и цветом |
| 1990-е | Широкое распространение цветных принтеров, веб-сайтов, программное обеспечение |
| 2000-е | Приложения для цифрового рисования на телефонах и планшетах |
В отличие от статических пигментов, цифровые экраны формируют цвет путем смешивания пропорций красного, зеленого и синего света. Программное обеспечение позволяет точно выбирать любой цифровой цвет. Современное цифровое искусство, анимация, приложения и эффекты могут отображать неограниченное количество цветов, которые динамически изменяют пиксели.
Хотя физические пигменты остаются важными, возможность создавать, просматривать и манипулировать цветом в цифровом виде теперь является основополагающей для того, как люди создают и воспринимают цвет. Эта возможность будет только продолжать расширяться с помощью технологий.
То, что началось миллиарды лет назад, когда длины волн света взаимодействовали с органическими материалами, превратилось в людей с богатым, тонким восприятием цвета. Происхождение и создание цвета далеко не просто. Он возникает из сложного взаимодействия физики, биологии и психологии на протяжении эонов эволюционного времени. Наш нынешний опыт работы с цветом опирается на прошлые открытия и технологии для производства пигментов, захвата цветов с помощью химии и цифровых датчиков и создания цифровых цветов. История создания цвета глубоко объединяет науку, искусство, культуру и технологию. По мере появления новых инноваций наше использование и восприятие цвета будут продолжать развиваться.