Поиск новых цветов — это вечный квест в мире искусства, науки и технологий. Хотя видимый цветовой спектр, по-видимому, ограничен цветами радуги, которые мы можем видеть нашими глазами, остается возможность того, что новые цвета могут быть созданы с помощью гениальных методов. В этой статье мы рассмотрим науку, стоящую за цветом, рассмотрим попытки создания новых цветов и рассмотрим, существуют ли еще неоткрытые цвета, ожидающие своего открытия.
Чтобы понять, возможны ли новые цвета, мы должны сначала понять, как работает цвет. Видимый свет является частью электромагнитного спектра. Он включает в себя длины волн в диапазоне от примерно 400 до 700 нанометров. Длины волн взаимодействуют с колбочками в наших глазах, что позволяет нам видеть разные цвета. Красный свет имеет самые длинные длины волн, а фиолетовый — самые короткие. Когда все видимые длины волн света объединяются, они кажутся нашим глазам белыми.
Диапазон цветов, которые мы можем воспринимать, зависит от количества уникальных колбочек в нашей сетчатке. У большинства людей есть три типа колбочек, которые чувствительны к красным, зеленым и синим длинам волн. Стимуляция этих колбочек в разных комбинациях позволяет нам видеть всю радугу цветов. Поэтому в пределах видимого спектра света маловероятно, что существуют дополнительные цвета за пределами красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового.
Однако это не остановило попытки раздвинуть границы человеческого восприятия цвета.
Можно ли обмануть глаз и мозг, заставив их увидеть цвет, которого нет в радуге? Некоторые ученые и художники пытались создать оптические иллюзии «невозможных цветов», которые не могут существовать в пределах видимого спектра света. Учитывая, что цвет — это конструкция нашей зрительной коры, можем ли мы как-то его взломать?
Один из известных примеров — стигийский синий. В 2018 году офтальмолог Клод Моне разработал оттенок синего, который кажется ярче, чем самая яркая синяя длина волны света. Это физически невозможно в нормальных условиях. Иллюзия стигийского синего работает, утомляя синие рецепторы глаза, а затем представляя желтые точки на синем фоне. Желтый кажется стигийским синим, хотя свет с этой длиной волны не попадает в глаз.
Другие искусственные цвета включают гиперболический оранжевый и зеленовато-фиолетовый. Эти цвета кажутся неестественно насыщенными и металлическими. Они представляют, как мог бы выглядеть цвет, если бы его длина волны могла бы немного выходить за пределы видимого спектра.
Таким образом, в некотором смысле, ученые создали новые цвета, не встречающиеся в природе. Но они работают только как иллюзии, видимые в определенных контролируемых условиях. Эти цвета не представляют собой фактическое расширение видимого цветового спектра.
Другой способ, которым люди искали новые цвета, — это исследование цветовых систем за пределами традиционной цветовой модели RGB (красный, зеленый, синий). RGB работает, создавая различные оттенки посредством комбинаций красного, зеленого и синего света. Это имитирует работу колбочек наших глаз.
Но, возможно, новые цвета могут появиться с принципиально другой цветовой системой. Например, цветовая модель CMYK (голубой, пурпурный, желтый, черный), используемая в печати, объединяет эти четыре чернила для создания диапазона цветов посредством отражения и поглощения. Модифицируя чернила CMYK, некоторые художники создали отдельные цвета, не воспроизводимые с помощью света RGB. Однако они остаются ограниченными существующим цветовосприятием и не являются истинными спектральными цветами.
Существует также HSL (оттенок, насыщенность, светлота), которая отделяет оттенок от яркости. Вращение вокруг цветового круга HSL дает очень яркие оттенки. Программы могут отображать эти гипернасыщенные, неспектральные цвета. Но в конечном итоге они все равно обманывают глаз в пределах наших колбочек. Цветовой круг HSL не показывает ранее невидимые цвета.
Еще одно соображение заключается в том, что не все люди видят цвета одинаково. Восприятие цвета может различаться в зависимости от различий в биологии глаза. Например, у некоторых людей четыре типа колбочек вместо трех. Это дополнительное измерение в цветовом зрении называется тетрахроматией.
Тетрахроматы могут воспринимать на 100 миллионов цветов больше, чем остальные из нас. Сюда входят красновато-зеленые, желтовато-синие и другие оттенки, практически невообразимые для человека с нормальным трихроматическим зрением. По оценкам, тетрахроматы составляют от 1 до 2% женского населения, в то время как настоящие тетрахроматы-мужчины встречаются крайне редко.
Таким образом, в некотором смысле, тетрахромат может ответить «да» на вопрос о том, существуют ли новые цвета — по крайней мере, новые для вас или меня. Но с научной точки зрения тетрахроматическое зрение по-прежнему работает в пределах обычного видимого спектра. Оно просто позволяет более воспринимать комбинации и градиенты в пределах этой гаммы.
Контекст также меняет цветовой вид. Точные длины волн, попадающие в ваш глаз, могут оставаться постоянными, но окружающие цвета влияют на то, как мозг их интерпретирует. Этот эффект, называемый цветовой константностью, объясняет такие различия, как объект, кажущийся белым при синем дневном свете, но желтым при лампах накаливания. Мозг автоматически балансирует цвета на основе сигналов окружающей среды.
Контрастные эффекты также позволяют цветам преобразовывать друг друга. Например, если смотреть на ярко-зеленое изображение в течение 30 секунд, а затем быстро переключиться на серый фон, серый может показаться окрашенным в розовый цвет. Это негативное остаточное изображение возникает из-за того, что глаз чрезмерно компенсирует после адаптации к зеленому цвету. Хотя это интересно, цвета остаточного изображения на самом деле не раскрывают невидимые оттенки.
Учитывая научные данные, лежащие в основе человеческого цветового зрения, возможно ли физически, что мы когда-нибудь сможем увидеть инфракрасные или ультрафиолетовые цвета? Эти длины волн света существуют за пределами видимого спектра. Инфракрасный свет имеет более длинные волны, чем красный свет, в то время как ультрафиолетовый имеет более короткие волны, чем фиолетовый.
Мы знаем, что насекомые, птицы, рептилии и другие виды могут видеть эти скрытые цвета. У креветок есть 12-16 типов колбочек, поэтому их мир невероятно богат цветами, которые мы не можем себе представить. Эволюция наделила эти виды биологической способностью полезно обнаруживать УФ- или инфракрасные волны в их среде.
Гипотетически, если бы ученые могли безопасно добавить новый тип колбочек в сетчатку человека, возможно, мы тоже могли бы видеть более красные инфракрасные или более фиолетовые ультрафиолетовые. Возможно, даже рентгеновское или гамма-видение было бы возможно, с правильными модификациями. Но в настоящее время это остается прочно в области научной фантастики.
Реалистично, единственный способ визуализировать более тонкие спектральные вариации за пределами наших врожденных ограничений может быть с помощью технологий. Датчики могли бы обнаруживать инфракрасный или УФ-свет и преобразовывать эти длины волн в видимые цвета, адаптированные для человеческого глаза. Очки дополненной реальности затем могли бы накладывать новые цвета на мир. Потенциально мы все можем однажды цифровым образом расширить наше цветовое восприятие.
Итак, подведем итог: мы еще не достигли пределов самого цвета. Ученые продолжают использовать технологии для открытия оттенков, неразличимых нашими естественными чувствами. Новые впечатляющие цвета могут поджидать нас где-то в дальних уголках космоса. Но, по сути, человеческое восприятие цвета, по-видимому, ограничено видимым спектром длин волн.
Мы не можем физически воспринимать инфракрасные или ультрафиолетовые оттенки напрямую нашими биологическими глазами. Умные оптические иллюзии и эффекты гипернасыщенности работают только в пределах нашего существующего трихроматического зрения. Даже расширенная перцептивная палитра тетрахроматов все еще работает в пределах этого диапазона от 400 до 700 нанометров.
В конце концов, единственный известный нам способ по-настоящему увидеть новые цвета — это технологическое дополнение. Но пока научная фантастика не станет реальностью, никто еще не изобрел фактически новый цвет, различимый невооруженным человеческим глазом. Радуга, которая у нас есть, кажется, завершена, ожидая полного изучения и оценки ее как чуда.
Хотя поиски продолжаются, люди пока не создали и не открыли никаких проверяемых новых цветов. Наши глаза и мозг эволюционировали, чтобы преобразовывать длины волн видимого света в знакомый спектр радуги. Ученые исследовали оптические трюки, которые, кажется, выявляют невозможные оттенки. Инженеры визуализировали гипернасыщенные цифровые цвета. Но никто не раскрыл скрытые оттенки за пределами физических границ нашей зрительной коры. Дополненная реальность может однажды раскрыть невидимые цвета от инфракрасного до рентгеновского диапазона. На данный момент приблизительно 100 триллионов оттенков, воспринимаемых человеческим глазом, остаются более чем достаточным чудом для художников, дизайнеров и исследователей зрения, чтобы исследовать их.