44
ЛАБОРАТОРИЯ КВАНТА
Г. И. Косоуров
ОРАНЖЕВОЕ НЕБО
В этой статье мы представляем несколько опытов по цветовому зрению. Все они связаны с различными цветовыми иллюзиями, вызванными необычными условиями работы глаза или его цветовым утомленем.
Механизм восприятия цветов глазом очень сложен и до конца еще не изучен. Известно, что сетчатка глаза содержит два рода светочувствительных клеток, которые носят название палочки и колбочек. В палочках содержится фототимпески цветительный pigment — зрительный пурпур, или родописин. Под действием света родописин обеспечивает и действует на нервные волокна, передающие возбужждение в мозг. При ярком свете он обеспечивает полность и палочки слепнуть. В темноте идет
45
обратный процесс — восстановление зрительного pupура. Палочкиое, сумеречное зрение обладает очень большой чувствительностью, но оно ахроматично. Палочки не чувствуют цвета. При достаточно большой яркости вступает в силу колбочковый механизм зрения. Колбочковое зрение цветочувствительно. Есть много убедительных опытов, приводящих к выводу, что колбочки содержат фотохимические чувствительные pigmentы трех сортов с максимумом чувствительности в красной, зеленной и синей области спектра. Различная степень вы惑ания всех трех pigmentов дает в нашем сознании ощущее цвета и позволяет видеть мир во всем разнообразии красок, оттенков, полутонов и переходов.
46
На трехцветной природа цветового зрения основано воспроизведение цветов в кино, в телевидении, в цветной фотографии и в полиграфини. Методы количественного измерения цветов также основаны на трехцветном прициппе.
Однако ошибение цвета можно вызвать не только красками, но и, например, перевыстым освещением. Перечертите тушью на чертежную бумагу черно-белые диски, показанные на рисунках 1 (a, 6, в, г). Достаточно, чтобы диски имели диаметр 8—12 см. Вырежьте диски и приведите их в не очень быстрое вращение, примерно 1—3 оборота в секунду. Для этого можно надеть их на ось наматываателя кинопроектора, проигрывателя, магнитофона или просто сделать из дисков волчки. Вместо черных дуг вы увидите цветные окружности. Окраска зависит от скорости вращения, освещности и характера рисунка. Например, у диска на рисунке 1,a дуги, следующее за черным сектором (по направлению вращения), при слабом освещении кажутся красными, а при ярком — желтыми. При некоторых скорости вращения и ярком освещении черные секторы кажутся синими. Полного объяснения этому явлению пока еще нет.
Краски различаются не только цветом, но и насыщенность. Если постепенно добавлять к красной краске белила, цвет будет становиться все более розовым. На картинах и тем более на типографских копиях с картин трудно получить насыщенные тона и больше градиции яркости. Отношение ярости самой белой краски к ярости самой черной едва достигаетста, а в природа мы имеем дело с различием в ярости во много тысяч раз. Поэтому копии с картин кажутся слишком бледными либо, наоборот, слишком темными. Это нарушает один из элементов воспроизведения освещности — воздействную перепектуру. Изображение пейзажа или жанровой сцены выглядит плоским. Значитello шире диапазон передаваемых яростей при проекции на экран диапазитов. Именно поэтому так выразительные и объемные фотографии на цветной обратимой пленке — слайды.
Воспрятие картины можно значительно улучшить, освещая ее специальным образом. Возьмите цветную включку из «Огонька», сформируйте ее и отпечатайте контактным способом с плenkи на плenkу контрастий черно-белый диапазитов. Вставьте диапазитов в проектор с большим световым потоком (подойдет проектор типа «Свет») иsproектурите диапазитов на оригинал так, чтобы контуры проекции и оригинала точно совпадали. Результат не заставит вас пожалеть о затраченном труде. Картина окивет, прибретет объемность и особую выразительность. Выключите проектор, и вы убедитесь, насолько тускла и неввыразительна картина при равномерном освещении.
Следующие опыты относятся к так называемым последовательным цветовым образом. Это явление связано с тем, что полное восстанавливающее цветочувствительное pigmenta — процесс сравнительно медленный. Если продолжительное время смотреть на одноцветный рисунок, а потом перевести взгляд на белую бумагу, стену или потолок, то белый цвет будет восприннимать так, как будто в нем недостает цвета, утомившего глаз. На белой поверхности будет виден тот же рисунок, но оказываемый в цвет, который называют дополнительным. Вырежьте из цветной бумаги красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый квадратки размером 2×2 см. Положите один из цветных квадратков перед собой на лист белой бумаги и смотрите на него, не напрягая глаз, секунд тридцать. Смотреть надо, как говорят, в одну точку, чтобы изображение квадрата не перемещалось по сетчатке. Переведите взгляд на белое поле, и через секунд-две вы видите на бумаге четкое изображение квадрата в дополнительном цвете. Так вы
47
Рис. 2. Цвета квадратков одного ряда является дополнительным к красному цвету является зеленьй, к синеему — оранжевый, а к желтому — фиолетовый (рис. 2). Каждая пара дополнительных цветов в смеси должна давать белый или серый ахроматический цвет.
Для смешения дополнительных цветов положите рядом два дополнительных квадратка и поставьте между ними стеклянную пластинку (рис. 3). Расположите глаз так, чтобы один квадратик видеть сквозь стекло, а другой — отраженным в стекле. Меняя наклон стекла и тем самым соответствие между световыми потоками, идущими от квадратков, можно добиться того, что окраска в месте перекрытия изображения почти исчезнет. Для полной ахроматизации изображения нужно точный подбор цветов. Чаще всего получается бурая окраска. Но если взять два явно не дополнительных цвета, например зеленьй и желтый или красный и фиолетовый, яркая окраска получится при любой их смеси. Еще более яркие цветовые образы возникают, если квадратки класс не на белую бумагу, а на дополнительный фон.
После того, как вы прибрежили наблюдания на простых фигурах, попробуйте сделать из цветной бумаги аппликацию, подобную приведенной на рисунке перед статыей, то есть заменив в нейажке цвета на дополнительные.
Рис. 3.
тельные. Расматривая картику так же, как рассматривалы квадратки, вы очень скоро научитесь видеть на белом фоне пейзажи в натуральных цветах. Для успешного только достагоно яркое освещение.
Самую порозительную и самую непонятную цветовуюю илиозию дает наш последний опыт. Мы уже говорили, что в основе воспроизведения цветов лежит трехцветная система. Если при раза фотографировать одну и ту же сцены через три светфильтра: красный, зеленьый и синий — и, отпечатав позитивные копии, проектировать их tremя проекторами на одно и то же место экрана через же светфильтуры, то на экране появится цветное изображение с правильной передачей цветов. При этом светфильтуры должны быть подобраны так, чтобы в сумме они давали белый цвет. Можно ограничиться двумя фотографиями через два дополнительных светфильтра, например, красный и зеленьый. При этом тоже получается хорошая цветопередача, хотя и не столь совершенная, как в трехцветном способе. Но, оказывается, при проекции можно ограничиться и одним цветным светфильтом.
Снимите одну и ту же цветную сцены, не перемещая аппарат, два раза на панхроматическую пленку через красный и зеленьй светфильтуры.