Спектральные цвета
Если для художника, как мы уже говорили, белое и черное представляют собой цвета, то с физической точки зрения это не совсем так. Леонардо да Винчи в какой-то степени предвосхитил позднейшее открытие, когда заявлял: «Белое не есть цвет, но оно в состоянии воспринять любой цвет» Великому английскому физику Исааку Ньютону экспериментально удалось доказать, что белый солнечный свет представляет собой смесь разнообразных цветов. И сегодня каждый школьник знает, что если узкий луч солнечного света пропустить через трехгранную призму, то на экране, расположенном позади нее, возникает удивительно красивый световой эффект — последовательный ряд ярких цветов, аналогичный тому, который каждому приходилось наблюдать в природном явлении радуги.
Увлеченный поисками аналогии между цветом и звуком, Ньютон разделил полученный им спектр на семь частей соответственно семи тонам музыкальной диатонической гаммы и обозначил их словами: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Такое разделение спектра было в значительной степени условным и случайным, ибо можно выделить и большее и меньшее число его частей, так как цвета спектра не имеют четких границ, а постепенно переходят один в другой. Так, например, между красным и оранжевым можно выделить красно-оранжевый, между желтым и зеленым — желто-зеленый или салатовый и другие. Более соответствовало бы действительному составу спектра разделение его на 6 частей. В качестве седьмого Ньютон выделил индиго, который правильнее было бы считать лишь разновидностью синего. Ньютон одновременно обнаружил, что белый свет состоит из световых лучей, которые неодинаково преломляются, проходя через одну и ту же среду, и что этой физической неоднородности лучей соответствует и разница ощущений цвета, которые они вызывают, попадая в глаз человека. Он обратил также внимание и на то, что каждый из этих цветов занимает в спектре различный по ширине участок.
Опыты Ньютона имели важное значение для развития научных взглядов на природу вообще и на природу цвета в частности. Они дали объективную основу для решения некоторых проблем теории цвета в живописи — например, теории взаимодополнительных цветов, теории оптического смешивания красок. Таким образом, в области, казавшейся субъективной и не поддающейся никакому упорядочению, открылась дорога для строгого научного анализа.
Согласно современным воззрениям, спектр образуется потоком лучей света с разной длиной световой волны. Если поток состоит из лучей, имеющих одну и ту же длину волны, он называется монохроматическим. Теоретически световой поток, состоящий, допустим, из лучей, имеющих длину волны в 637 нм, вызывает иное ощущение цвета, чем поток из лучей в 638 нм. Однако глаз не реагирует на столь незначительные изменения в волновом составе излучения, и практически монохроматическим потоком можно считать и такой, который содержит различные волны в пределах примерно ±10 нм.
Излучению, состоящему из волн одной лишь длины или из волн, образующих очень узкий участок спектра, соответствует определенный полно-насыщенный спектральный цвет. С таким спектральным цветом в повседневной действительности нам, однако, дела иметь почти не приходится; обычно глаз получает потоки смешанного состава, состоящие из волн различной длины.
Таблица 1. а) Непрерывный спектр; б) Условное разделение спектра на семь цветов (по Ньютону)
Увлеченный поисками аналогии между цветом и звуком, Ньютон разделил полученный им спектр на семь частей соответственно семи тонам музыкальной диатонической гаммы и обозначил их словами: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Такое разделение спектра было в значительной степени условным и случайным, ибо можно выделить и большее и меньшее число его частей.
Каждое цветовое пятно в картине может иметь различную светлоту, окраску, чистоту, определяемые в цветоведенни, как уже отмечалось, терминами «светлота», «цветовой тон», «насыщенность». Для теории цвета, как естественнонаучной, так и художественной, эти понятия имеют исключительно важное значение, так как они являются основой систематизации всего богатства цветовых явлений в природе и в искусстве. Без этих характеристик невозможно обойтись и при уяснении таких фундаментальных понятий теории живописи, как «цветовая гармония», «колорит», «живописность».
Таблица 2. а) Изменения по цветовому тону (и светлоте); б) изменения по светлоте (и насыщенности); в) изменения по насыщенности (и светлоте)
Ощущение «красного» или «синего» цвета в этом случае определяется лишь преобладанием в потоке лучей с соответствующей длиной волны; помимо них световой поток будет содержать и лучи других длин волн, другого «цвета», только в меньшем количестве. Чем более будут преобладать лучи какой-либо одной определенной длины волны, тем чище будет цвет; и наоборот — чем это преобладание будет меньше, тем более он будет грязным и тусклым. При определенной смеси лучей всего спектра, то есть всех длин волн, мы получим белый или серый цвет. Наблюдения показывают, что потоки разного волнового состава могут вызывать ощущения одинакового цвета, и поверхности, кажущиеся одинаковыми по окраске, могут отражать потоки неодинакового волнового состава. Это явление можно объяснить закономерностями оптического смешения цветов, о котором речь пойдет ниже.
Обратим также внимание и на то, что цвета обладают неодинаковой яркостью. Они более ярки в средней, желто-зеленой части спектра и заметно темнее на его концах. Эту спектральную яркость цветов мы в дальнейшем будем называть собственной светлотой цвета.