Въведение в науката за цветовете

Цветът е не само оптическо и физично явление, но също и енергия. Цветовите и светлинните дразнения влияят на поведението ни много повече, отколкото предполагаме. Чрез светлината и сянката се определят формата и движението на всички предмети. Ние вярваме, че възприемаме света посредством очите, те обаче са само средство, а всъщност душата ни е средството, чрез което “разпознаваме цветния блясък на света“, и “окото се нуждае от цвета, тъй както от светлината” (Гьоте). Без цветовете бихме възприемали света само в сиви тонове, тъй както са го възприемали най-вероятно примитивните същества. Дори и най-финните стойности на светлината не биха могли по-добре да ни предадат заобикалящата ни средата, тъй както почти седемте милиона възможно различими от нас цветни тонове. Науката за цветовете не е дело на мнение или вяра както религията. Тя е естествена наука и трябва да бъде обяснена както другите физични и физиологични процеси. Както и при редица други природонаучни дисциплини, така и тук логиката в теорията на цветовото учение  предоставя невероятни възможности за оптимиране на начините и техниките на нейното приложение.

Около 80% от всичката информация, която обикновено човек получава и приема, е от оптичен вид. Тя дава познания от една страна за формите и от друга – за цветовете. И тъй като визуалната информация представлява съвкупност основно от информация за форми и от такава за цветове (ахроматичните цветове на една черно-бяла снимка също са цветове), може съвсем грубо да се допусне, че информацията за цвят представлява 40% от нея. Тези цифри показват ясно, какво значение имат цветовете в живота на хората.
Принципно, цветът е нищо друго освен едно усещане от сетивния орган на наблюдателя. Поради невъзможността тези усещания да бъдат по някакъв начин измерени, научно е прието да се отнасяме към това явление с понятието “цветово дразнение”. Под това се разбират падащите в окото светлинни лъчи, които имат за задача да предават данни.
За да стане по-ясно, се изхожда от позицията на човешкото око.

Възприемане на цветовете от човешкото око

Устройството на работа на окото може да се сравни с това на  компютъра.
Енергийните лъчи на цветовото дразнение не представляват цветове, а само носители на информация. Те могат да се сравнят с функцията на флопито или на стриймера при компютъра. Цветовото дразнение, само по себе си пък, не представлява информация, а само приносител на данни, от които в случая се изгражда тя, а именно - за цвят. Едва след като въвеждащата единица "човешкото око" си е осигурило и предпрограмирало видоизменението (промяната), може да се говори за наличието на информация, което на практика е цветоусещането, като по този начин корекционните процеси се настройват от една страна по интензитета на така сформиралото се светлинно лъчение, а от друга страна по индивидуалния начин на възприемането.

Човешкото око е настроено към възприемането на цветове. Всичко, което ние виждаме, е цветно. Визуалната информация, която човек приема, е винаги също и информация за цвят. Цветовете всъщност имат далеч по-голямо значение в нашия живот, отколкото ние смятаме. Когато в ежедневието говорим за черно-бяло и цветно, забравяме че черното, бялото и всички сиви тонове, лежащи помежду им, са също цветове. На специализиран език те са отбелязани като ахроматични и са противопоставени на хроматичните цветове. Установяването на разлика между отделните цветови възприятия зависи винаги от светлината. Дори една стара поговорка казва: „Вечер всички котки са сиви“.

Здравото човешко око възприема различната дължина на вълните на светлината, т. н. спектрални цветове, в диапазона от 770 nm (прехода от инфрачервено до червено) до 385 nm (прехода от виолетово до ултравиолетово). Граничните стойности играят незначителна роля за осъществяване на цветовото възприемане, затова вземаме под внимание дължини на вълната в областта от 400 до 730 nm. Но светлината е само малък участък (около една октава) от спектъра на електромагнитните вълни.
В ретината на човешкото око има два типа клетки, наречени колбички и пръчици. Докато пръчиците служат за яркоусещането, колбички отговарят за цветоусещането. Има 3 различни типа колбички, които са различно чувствителни за различни области от дължината на вълната на светлината, а именно за къси, средни и дълги вълни. Цветоусещането е силно опростено на следната схема (на Харалд Кюпърс):

Светлина и цветоусещане

Източник на светлина излъчва енергийни лъчи (1), които попадат върху материя и от части се поглъщат (2). Отразените лъчи попадат както цветови дразнители (3) в окото и се проектират върху ретината (4). Собствените енергийни импулси достигат до мозъка (6) по нервните пътища (5). Там се осъществява цветоусещането.
Късовълновата светлина виждаме като синя, средновълновата - като зелена и дълговълновата - като червена (фиг. 1.2).

При събирането на две вълни с различна дължина, виждаме че, при комбинация от лъчи с къси и средни дължини на вълните се получава синьо-зелен (циан) цвят, от средни и дълги - жълт, а при смесването на дълги и къси цветни лъчи – пурпурен. Светлина с максимален интензитет и с равно участие на различните дължини на вълните възприемаме като бяло. А когато окото ни не среща никакви електромагнитни вълни от цветния спектър, тогава възниква цветоусещане за черно.

Има 8 различни крайни цветоусещания, за които нашият човешки орган на зрението е чувствителен. Те са в основата на цветоусещането и точно затова са наречени основни цветове

Закони за смесване на цветовете

Смесването на цветовете подлежи на различни закони, в зависимост от това дали се занимаваме със цветни потоци светлина или цветно вещество. Двата съществени закона за цветосмесването са този на адитивните цветове и този на субтрактивните цветове.
Адитивно цветосмесване
Адитивното цветосмесване се среща при работата с цветни потоци светлина.
В съответствие на трите типа клетки за цветоусещане на човешкото око, адитивните цветове се основават на трите основни цвята червен (Rot), зелен (Grun) и син (Blau). При смесването им се получават светли цветови тонове, т. е. при една смесица от червено и зелено се получава жълто, от зелено и синьо - циан (синьо-зелено), а от синьо и червено - пурпурно (фиг. 1.4). При нулев интензитет на трите цвята се получава черен цвят, а при максимален - бял цвят. Комбинациите от различен интензитет на трите лъча могат да породят почти цялото цветно пространство на видимия от човека светлинен спектър. Адитивното смесване се използва в кинескопите на телевизорите и мониторите и частично във фотографията. От графичния софтуер го знаем като RGB- модел (RGB= Rot, Grün, Blau), а понякога е наричан също и физичен цветови модел.

Адитивни цветове

Субтрактивно цветосмесване
При работа с цветни вещества (при печата например) използваме закона за субтрактивното смесване на цветовете. Тези вещества поглъщат определени дължини на вълните от бялата светлина и едновременно отразяват други дължини на вълните. Така например цветно вещество, което поглъща късовълновата светлина (синьо), отразява дълго- и средновълнова и затова ние го виждаме като жълто. Друго вещество, поглъщащо светлина със средна дължина на вълната (зелено), отразяващо такава с къса и дълга вълна, виждаме като пурпурно. А циан наблюдаваме при вещество, поглъщащо дългите вълни на светлината (червено) и отразяващо къси и средни вълни.

Субтрактивни цветове

Подобно на адитивното цветосмесване, и при субтрактивното от 3 основни цвята в различна концентрация - синьо-зелено (Cyan), пурпурно (Magenta) и жълто (Yellow) - теоретически може да се получи много широк спектър от производни цветове, които са по-тъмни от тях. Интензивността на светене на цветовете отслабва при смесването им, затова и този вид цветосмесване се нарича субтрактивен . При смесица на циан и пурпур се получава синьо, на пурпурен и жълт цвят - червено, а от жълт и циан - зелено. Нулевата концентрация на трите основни цвята дава бял цвят, а максималната им концентрация - черен цвят. На практика обаче, поради примеси и невъзможност за постигане на идеално максимална концентрация, полученият по този начин черен цвят е “мръсно черен”. Затова за нуждите на полиграфията е добавен и четвърти основен цвят - черен (blacK). Така възниква CMYK цветният модел, който се използва най-често в днешно време при пълноцветния печат. CMYK-моделът, макар и с 4 цвята, далеч не покрива така добре спектъра на видимата от човека светлина, както RGB-модела.