Колір і світло
Я розумію, що для більшості творчих людей фізика – це нудно та нецікаво. Але якщо ми не усвідомимо природу кольору, то не доб`ємося майстерності в змішуванні фарб і поєднанні кольорів.
Фізики стверджують, що колір – це світло, а світло – це електромагнітні хвилі, які розповсюджуються в просторі від джерел випромінювання. Частина цих хвиль сприймаються людським оком і називається видимим спектром. Зауважте, ми не можемо побачити випромінювання від мікрохвильової печі, коли підігріваємо їжу або радіохвилі, коли слухаємо радіо. А ось більшість тварин здатні бачити в ультрафіолеті.
Найпотужнішим джерелом випромінювання електромагнітних хвиль є Сонце. Так само як і морські хвилі, хвилі сонячного світла мають різну довжину (відстань між гребенями), від чого залежить їх колір. Різнобарвні хвилі рухаються від Сонця до Землі суцільним потоком і, перемішуючись між собою, утворюють білий колір.
Пам`ятаєте зі шкільної програми з фізики дослід Ісаака Ньютона? Він пропустив через скляну призму промінь сонячного світла, який потрапляв в темну кімнату крізь отвір в віконницях. Світло заломлювалося і розходилося на кольорові смуги, які проявилися на прилеглій стіні. Ньютон зробив висновок, що біле світло складається з 7-ми кольорів: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього та фіолетового (кольори веселки). Насправді він розгледів спочатку 5, потім 6 кольорів, а сьомий приписав до свого відкриття з любові до музики (7 нот = 7 основним кольорам).
Щоб краще розглянути всі кольори, які побачив Ньютон, можна повторити його експеримент щоб отримати таку веселку, для цього досить просто посвітити ліхтариком на CD-диск.
Відкриття Ньютона послужило основою для систематизації кольорів. Він об`єднав їх в коло, додавши між червоним і фіолетовим пурпурний для плавності переходу. При цьому блакитний колір у Ньютона – це не світло-синій, а близький до бірюзового або кольору морської хвилі. Білий колір в центрі кола символізує початковий колір для отримання інших, а чорний – відсутність кольору.
Через 10 років ще один вчений, Томас Юнг, провів зворотний експеримент. Він взяв лампу та пропускав її білі промені світла крізь кольорові фільтри, а отримані кольорові промені проектував в одну точку. Таким чином, він встановив, що біле світло виходить при з`єднанні червоного, зеленого та синього променів. Він назвав ці кольори первинними, тобто такими, які не можна отримати при змішуванні. Решта спектральних кольорів (жовтий, блакитний, фіолетовий) – вторинні – утворюються при змішуванні первинних.
Відкриття Юнга лягло в основу сучасної колірної моделі, яка називається RGB (абревіатура англійських слів Red – червоний, Green – зелений, Blue – синій). Вона використовується для отримання кольорових зображень на екрані. Якщо до чорного кольору додати червоний, то вийде червоний. Якщо до червоного додати зелений, то вийде жовтий. Додавання синього до червоного і зеленого дає білий. Такий принцип змішування кольорів називається адитивним, він англ. addition – поповнення.
Використовуючи всього 3 кольори на чорному екрані, виробники телевізорів, комп`ютерів, планшетів і смартфонів, відтворюють для нас понад 16 млн. різних кольорів і відтінків.
Крім чистого сонячного світла ми користуємося штучним освітленням, як правило, з жовтуватим або блакитним відтінком. Якщо це не спеціальні лампи денного світла, вони спотворюють наше сприйняття кольорів. Так, в жовто-білому (теплому) світлі звичайних ламп розжарювання немає синіх і фіолетових променів, тому блакитний колір здається зеленуватим, синій тьмяніє, темно-синій чорніє, а фіолетовий наближається до червоного. Галогенні лампи випромінюють ближчий до природного світла відтінок, тому кольори в такому освітленні менше спотворюються. У світлі блакитно-білої (холодної) люмінесцентної лампи червоні кольори здаються фіолетовими, помаранчеві – коричневими, а жовті – зеленими.
А знаєте, що станеться, якщо зелене листя рослина підсвітити червоно-синьою фітолампою? Червоний + синій + зелений = білий. Ми дійсно можемо спостерігати майже білий колір, мов у аркуша.
Фізична модель змішування кольорів неодноразово піддавалася критиці з боку «ліриків». Вони безрезультатно намагалися отримати білу фарбу, змішуючи червону, зелену і синю. Однак, при змішуванні фарб, ми маємо справу з фізичним властивістю світла – його здатністю відбиватися і поглинатися при взаємодії з поверхнями на молекулярному рівні. Майже так, як морські хвилі, б`ючись об скелі, утворюють бризки, світлові хвилі, досягаючи якогось предмета і вдаряючись об нього, частково «розбризкуються» або відбиваються. Причому найбільше відбивається світло саме того кольору, в який пофарбована поверхня предмета і зовсім небагато сусідніх спектральних відтінків. Інші кольори поглинаються, що призводить до зміни кольору поверхні з часом.
При потраплянні світла на червоний предмет, відбивається червоний колір і трохи помаранчевого з фіолетовим. А жовтий, зелений і синій проникають всередину предмета. Помаранчевий предмет відбиває помаранчеве світло і трохи червоного з жовтим. І так далі.
Коли ми змішуємо фарби, що складаються з кольорових пігментів, ми забираємо у пігментів можливість відображати їх власний колір. Тому при змішуванні червоної та жовтої фарби від пігментів відбивається помаранчеве світло і трохи фіолетового з зеленим. Суміш жовтої і синьої фарби дає зелений колір і трохи помаранчевого з фіолетовим. При змішуванні червоної та синьої фарб, ми отримуємо фіолетову з невеликим відтінком оранжевого та зеленого. Якщо змішати дві фарби протилежних кольорів – червону із зеленою, жовту з фіолетовою або синю з помаранчевою, отримуємо сірий колір. Платинові блондинки прекрасно знають, як нейтралізувати жовтизну волосся фіолетовим шампунем. Ну і при змішуванні трьох фарб несуміжних відтінків – червона-жовта-синя або помаранчева-зелена-фіолетова, все світло буде поглинатися. Відсутність світла призводить до темряви або чорноти, тобто ми отримуємо чорну фарбу. Науково це називається субтрактивне змішування кольорів від англійського слова subtraction – віднімання.
Як бачимо, фізика потрібна і художнику, і маляру, і дизайнеру. Але варто зауважити, що це всього лиш один із її розділів – оптика.
