Свет и цвет

Что такое "цифровой цвет"?

Две стороны одной медали

Для того, чтобы "увидеть" цвет нужны две вещи: освещенный светом объект (физический компонент процесса) и человеческий глаз (физиологическая составляющая).

С физической точки зрения, то, что мы воспринимаем, как цвет является набором электромагнитных волн определенного диапазона частот, различаемого человеческим глазом.

С точки зрения биологии и физиологии человека, за цветовое восприятие человеческого глаза отвечают два различных типа нервных клеток (рецепторов), называемых соответственно колбочками и палочками, поглощающими световые волны и вырабатывающими нервный импульс в мозг.

Относительно человеческого глаза следует заметить, что все цвета воспринимаются различными людьми по-разному - не существует двух людей одинаково воспринимающих один и тот же цвет. Вы можете убедиться в этом, проведя эксперимент, в котором сравните свое восприятие цветов с восприятием другого человека.

Спектральный состав света

Наукой доказано, что свет представляет собой электромагнитный спектр - последовательность монохроматических излучений, каждому из которых соответствует определенная длина волны электромагнитного колебания. Оптическая область спектра электромагнитных излучений состоит из трех участков: невидимых ультрафиолетовых излучений (длина волн 10-400 нм), видимых световых излучений (длина волн 400-750 нм), воспринимаемых глазом как свет и невидимых инфракрасных излучений (длина волн 740 нм - 1-2 мм). Световые излучения, воздействуют на глаз и вызывают ощущение цвета, при этом электромагнитные волны (нм) излучения имеют следующие цвета:

• 390-440 фиолетовый
• 440-480 синий
• 480-510 голубой
• 510-550 зеленый
• 575-585 желтый
• 585-620 оранжевый
• 630-770 красный

Дневной солнечный свет воспринимается человеком как наиболее естественный. А вот свет, ламп накаливания, более "теплый", то есть содержит больше красных тонов. В то же время освещение лампами дневного света отличается избытком синих тонов и поэтому кажется "холодным".

Количественные характеристики света

Введем понятия об основных световых величинах и единицах.

• Световой поток - мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, которое она производит на глаз. Измеряется в люменах (лм).
• Сила света - световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Измеряется в канделах (кд).
• Освещенность - величина светового потока, падающего на единицу поверхности. Измеряется в люксах (лк).
• Количество освещения (экспозиция) - это произведение освещенности светочувствительного элемента на время освещения (выдержку). Единицей измерения является люкс-секунда (лк-с).

Источники света

Существует несколько стандартных источников света.

Электрические лампы накаливания

Свет источника цветовой температуры 2854 К считается стандартным излучением для электрических ламп накаливания.

В фотографии лампы накаливания могут использоваться как осветители общего (рассеянного) и направленного света. Важной характеристикой осветителей является угол рассеяния - угол, в пределах которого сила света осветительного прибора снижается не более чем на 10 % от силы света в направлении оси.

Осветители общего света должны быть с большим углом рассеяния (60-80 градусов), а у осветителей направленного света (прожектора) угол рассеяния должен колебаться от узкого (несколько градусов) до довольно широкого (60 градусов).

Как осветители на практике применяют устройства с галогенными лампами, например "Свет-500" или "Луч-300". Такой осветитель представляет собой отражатель, источник света в котором размещен горизонтально, по оси отражателя. Прибор рассчитан на установку ламп накаливания мощностью 275 или 500 Вт. Выдвижной патрон позволяет регулировать светораспределение. Прибор годится как для создания общего, так и направленного освещения. Угол может быть ограничен с помощью имеющихся на приборе двух створок. Крепится прибор на штативе.

Солнце

По международному соглашению за стандарт прямого солнечного света принимается излучение с цветовой температурой 5400 К.

Солнечный свет бывает направленным (прямым) и рассеянным атмосферой. Он непостоянен по интенсивности и по спектральному распределению энергии излучения. Спектр солнечного излучения изменяется, например, от того, как расположен объект - на солнце или в тени.

В ранние утренние и предвечерние часы в солнечном свете содержится значительно больше оранжевых и красных лучей, чем в середине дня.

С восхождением солнца постепенно увеличивается не только интенсивность света, но и его цветовая температура.

На характер солнечной освещенности постоянное влияние оказывает атмосфера. При наличии кучевых облаков контрастность света снижается приблизительно в 2 раза по сравнению с освещением в ясную, безоблачную погоду.

Фотовспышки

Лампы дневного света и фотовспышки обладают равноэнергетическим спектром, в котором энергии всех монохроматических излучений равны между собой. Иначе говоря, электронные импульсные фотовспышки имеют спектр излучения близкий к дневному освещению.

Одна из главных характеристик вспышки - ведущее число - произведение расстояния от фотовспышки до объекта съемки на число диафрагмы объектива. Ведущее число зависит от энергии вспышки, угла рассеяния светового пучка и конструкции отражателя. Обычно ведущее число указывается для пленки чувствительностью 100 ISO (65 ед. ГОСТ).

Понятие цветовой модели

Для математического описания цвета в компьютерных устройствах (цифровых фотоаппаратах, сканерах, принтерах, мониторах) существуют различные цветовые модели (или цветовые пространства), такие как: CMYK, RGB, HSB, L*A*B* и другие. В таких моделях каждому основному цвету присваивается определенное значение цифрового кода. Поясним сказанное на примере.

Для знакомства с цветовыми моделями стандартного для операционной системы Windows XP графического редактора MS Paint XP выполните команду: Пуск Все программы Стандартные Paint, а затем команду: Палитра Изменить палитру Определить цвет (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Цветовая палитра редактора MS Paint XP

На этом рисунке мы видим, что выбранный нами в спектре в соответствии с положением указателя цвет будет представлен в любом цифровом устройстве в цветовой модели HSB числами 84,200,120 или в цветовой модели RGB числами 21,234,43.

Цветовой круг

Чтобы лучше понимать взаимодействие различных электромагнитных волн (цветов) следует знать такие соотношения:

• Зеленый + Синий = Голубой.
• Зеленый + Красный = Желтый.
• Красный + Синий = Пурпурный.
• Зеленый + Синий + Красный = Белый.
• Голубой + Желтый + Пурпурный = Черный.

Запомнить эти формулы несложно, если воспользоваться цветовым кругом (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Расположение цветов на цветовом круге.

Цветовой круг в фотографии имеет большое практическое значение. Из рис. 1.2 видно: для того, чтобы усилить в изображении какой-либо цвет, нужно ослабить дополняющий его комплементарный цвет (расположенный напротив его на цветовом круге). Например, чтобы изменить общее цветовое содержание изображения в сторону увеличения зеленого цвета, следует снизить в нем содержание пурпурного цвета, а если вы хотите увеличить на фотографии количество желтых тонов, то вам следует уменьшить интенсивность синего. Именно на этом принципе основана цветовая коррекция изображения в графических редакторах (например, в Adobe Photoshop).

На цветовом круге правый верхний сектор круга считается "теплым", а нижний левый - "холодным". Такая характеристика цвета как теплота во многом определяет воздействия цвета на человека. К теплым цветам можно отнести оранжевые, красные и желтые цвета. Здесь возможны ассоциации с огнем. К холодным - оттенки синего и голубого. У кого-то при этом могут возникнуть ассоциации со льдом. Теплые цвета кажутся близкими, добрыми, в то время как холодные - как бы далеки и независимы. Продуманное использование холодных и теплых оттенков позволит вам усилить свои фотоработы.