Восприятие цвета во многом зависит от окружающих цветов. Это оптическая иллюзия, которая может заставить один и тот же цвет выглядеть совершенно по-разному в зависимости от того, какие цвета его окружают. Понимание этого эффекта важно для художников, дизайнеров, фотографов и всех, кто работает с цветом.
Окружающие цвета предоставляют контекст, который зрительная система использует для калибровки внешнего вида фокусного цвета. Эта калибровка подстраивается под различные условия окружающего освещения. Например, белый при красноватом освещении в помещении выглядит белым, хотя сам свет красноватый. Зрительная система автоматически игнорирует красноватый оттенок. Окружающие цвета работают таким же образом. Оранжевый, окруженный синим, выглядит ярче и насыщеннее, чем тот же оранжевый, окруженный красным. Эта иллюзия усиления контраста возникает, потому что глаза адаптируются к контексту.
Иллюзия контраста была впервые систематически изучена Мишелем Эженом Шеврёлем в 1830-х годах. Он назвал это «одновременным контрастом». Это относится к тому факту, что иллюзия зависит от того, чтобы видеть оба цвета одновременно. Посмотрите на пример ниже. Внутренние оранжевые квадраты физически идентичны. Однако тот, что на синем фоне, выглядит заметно иначе, чем тот, что на красном фоне.
| Оранжевый квадрат на синем | Оранжевый квадрат на красном |
|---|---|
| Выглядит более насыщенным и ярким | Выглядит тусклым и ненасыщенным |
Сильный синий делает внутренний оранжевый более ярким. Сильный красный делает внутренний оранжевый скучным и серым. Эта иллюзия возникает, потому что зрительная система автоматически усиливает контрасты.
Сильный контраст тесно связан с явлением, называемым «постоянство цвета». Это относится к тому факту, что воспринимаемый цвет объекта остается относительно постоянным при различных условиях освещения. Например, белый лист бумаги выглядит белым независимо от того, находится ли он внутри под лампами накаливания или снаружи под синим дневным светом. Это отчасти потому, что зрительная система корректирует воспринимаемый цвет в зависимости от окружения.
Постоянство цвета повышает стабильность и точность восприятия цвета. Одновременный контраст возникает из тех же базовых механизмов. Он вызывает систематические смещенные ошибки для поддержания постоянства при различных условиях просмотра.
Окружающие цвета влияют на воспринимаемую светлоту и хроматичность центрального цвета. Вот несколько общих принципов:
Однако эти эффекты сложны и зависят от конкретных задействованных цветов. Эффекты контраста могут влиять на все три измерения внешнего вида цвета: светлоту, цветность и оттенок.
Одновременный контраст важен в различных областях, включая живопись, фотографию, кинематографию, моду и дизайн интерьера. Цвета всегда появляются в контексте. Умное использование контрастных эффектов может усилить или приглушить цвет:
Многие стилистические отличительные черты современного дизайна можно объяснить эффектами контраста. Большие поля смелых насыщенных цветов создают яркость. Черный и белый в сочетании с яркими цветами усиливают их яркость. Дополнительные цвета, окруженные нейтральными, кажутся более интенсивными. Монохромные палитры придают изысканность за счет тонких контрастов оттенков.
Эффекты контраста влияют не только на цвета поверхности, но также на прозрачность и смешивание цветов. В акварельной живописи неокрашенные области выглядят белее или светлее, чем чистая бумага. Прозрачные глазури кажутся более насыщенными рядом с белым пространством. А сочетание красок на палитре приводит к получению других цветов, чем смешивание их непосредственно на бумаге. Те же общие принципы применяются в компьютерной графике и редактировании цифровых изображений.
Современные модели предполагают, что одновременный контраст происходит на нескольких уровнях визуальной обработки. Первоначальные взаимодействия оппонентов в сетчатке и LGN адаптируются к окружающему цвету. Более поздняя обработка в корковой области V1 извлекает границы и пространственные вариации цвета. Высшие экстрастриарные области интегрируют пространственные цветовые паттерны и выполняют статистические вычисления для вывода поверхностных цветов. Нисходящие контуры обратной связи переносят контекстную информацию на более низкие уровни.
Нейронные механизмы постоянства цвета служат для стабилизации внешнего вида цвета в разных сценах и условиях освещения. Эффекты контраста отражают пространственные сравнения, которые зрительная система использует для перекалибровки цветов в контексте. Иллюзорный контраст усиливает различия между соседними областями за счет точности.
Одновременные иллюзии контраста работают для большинства людей. Однако некоторые исследования обнаружили значительные индивидуальные различия в восприимчивости. Люди, по-видимому, различаются по степени влияния окружающих цветов на их восприятие. Менее восприимчивые люди демонстрируют более слабые эффекты контраста. Но механизмы, вызывающие эти различия, остаются неясными.
Считается, что различия зависят от нейронных факторов, таких как латеральное торможение и нейронная адаптация. Краткосрочная сенсорная адаптация к окружению может играть свою роль. Субъекты также, по-видимому, различаются по тому, как быстро они приспосабливаются к изменениям контекстных цветов при чередовании между дисплеями. Это указывает на возможные эффекты более высокого уровня.
Эффекты контраста не ограничиваются только цветом. Аналогичные явления происходят и в других сенсорных каналах. При прослушивании окружающие звуки влияют на воспринимаемую громкость тона на заданной частоте. При дегустации воспринимаемая интенсивность вкусов зависит от того, какие другие вкусы присутствуют. А при соматосенсорике давление кожи ощущается по-разному в зависимости от стимулов, применяемых к окружающим областям.
Во всех случаях контраст возникает из-за латеральных ингибирующих взаимодействий между соседними рецептивными полями в сенсорных путях. Подавление окружения обостряет представления краев и пространственных изменений интенсивности. Перцептивный контраст усиливает обработку локальных различий стимулов.
Черный, белый и серый также вызывают эффекты контраста друг на друге. Один и тот же серый может выглядеть намного темнее или светлее в зависимости от его окружения. Иллюзии светлоты лежат в основе многих популярных оптических иллюзий. Иллюзия полос Маха и многие ее разновидности используют то, как контраст влияет на воспринимаемую яркость.
Эти эффекты контраста яркости, вероятно, возникают из нейронных цепей в сетчатке и LGN. Цветовой одновременный контраст задействует дополнительные корковые механизмы, специализированные для сравнения цветов оппонентов. Однако эти два явления, вероятно, имеют общие вычислительные принципы для калибровки внешнего вида на основе контекста.
Эффекты контраста были впервые отмечены в изобразительном искусстве и физиологии в начале 1800-х годов. Гете, Шопенгауэр, Шеврёль и другие описали, как цвета выглядят по-разному на разном фоне. Эвальд Геринг систематически изучал, как окружающие цвета влияют на оттенок в конце 1800-х годов. Эти наблюдения были ранними прозрениями в отношении механизмов появления цвета.
Джеймс Клерк Максвелл помог объяснить эффекты контраста в 1850-х годах. Он отметил, что они зависят от одновременного сравнения соседних областей посредством латерального торможения между рецепторами сетчатки. Пространственные взаимодействия обеспечивают постоянство цвета, но также создают иллюзии. Теории противоположных процессов дополнительно усовершенствовали нейронные модели контраста в 1950-х–1960-х годах.
Одновременный контраст создает проблемы в реалистичных изобразительных средствах массовой информации, стремящихся к точному воспроизведению внешнего вида. Художники должны компенсировать, чтобы цвета выглядели точными и постоянными. В противном случае иллюзия искажает восприятие поверхностных цветов.
Сложные методы оптического смешения цветов помогают достичь постоянства. Жорж Сёра разработал пуантилизм для управления взаимодействиями через интервалы. Импрессионисты использовали контраст для усиления хроматической вибрации с помощью чистых сопоставлений. Современная живопись цветового поля переворачивает фигуру и фон, чтобы сделать сам цвет предметом.
В абстрактном графическом дизайне одновременный контраст становится выразительным инструментом. Дополнительный контраст создает динамическое напряжение. Ограниченные палитры допускают тонкое взаимодействие между соседними оттенками. Яркие акцентные цвета могут привлекать внимание за счет контраста с нейтральными.
Знание механизмов контраста дает более широкую практику в областях дизайна. Дизайнеры интерьеров подбирают цвета стен, чтобы осветлить пространство. Ландшафтные архитекторы высаживают цветы для сезонных акцентов. Модельеры устанавливают узоры и аксессуары на фоне нейтральных цветов. Во всех случаях контекст меняет внешний вид.
Подводя итог, можно сказать, что одновременный контраст наглядно демонстрирует, как восприятие цвета зависит от контекста. Окружающие цвета оказывают сильное влияние на то, как люди видят основные цвета. Эффекты контраста, вероятно, служат для оптимизации чувствительности к пространственным изменениям в окружающей среде. Но эти адаптивные механизмы также порождают убедительные иллюзии.
Понимание явлений контраста остается важным как для фундаментальных исследований, так и для прикладного дизайна. Зрительная система развилась для извлечения отношений и контрастов, а не только поверхностных цветов. Восприятие — это конструктивный процесс, направленный на осмысленные представления, а не просто на пассивные записи. Контекст определяет цвет, а контраст определяет восприятие.