Светотень и перспектива

Леонардо да Винчи говорил о наличии «трех перспектив, т.е. уменьшении тел, уменьшении их величин и уменьшении их цвета. Первое уменьшение происходит от глаз, а два другие произведены воздухом, находящимся между глазом и предметом, видимым этим глазом». Это линейная, воздушная и цветная перспектива. По мере удаления от предмета он теряет резкость очертаний и изменяет свою светлоту. При этом тёмные предметы по мере удаления становятся светлее, а светлые, наоборот, темнеют.

ЦВЕТ

Когда свет попадает на некоторый объект, может происходить одно из трёх событий: свет может поглощаться, а энергия его превращается в тепло, как это бывает, когда кто-то или что-то нагревается на солнце; он может проходить сквозь объект, если, например, на пути солнечных лучей окажется вода или стекло; либо он может отражаться, как в случае зеркала или любого светлого предмета, например белой стены. Часто происходят два или все три события; например, часть света может поглотиться, а часть – отразиться. Тогда появляется то, что мы называем цветом. Для многих объектов относительное количество поглощённого и отражённого света зависит от длины волны. Зелёный лист растения поглощает длинно- и коротковолновый свет и отражает свет промежуточной области спектра, так что при освещении листа солнечными лучами отражённый свет будет иметь выраженный широкий максимум на средних длинах волн (в области зелёного).

Вещество, которое поглощает часть падающего на него света и отражает остальную часть, называется пигментом. Сразу же добавим: какой именно цвет мы увидим, зависит не только от длины волн, но также от распределения энергии между различными участками спектра и от свойств нашей зрительной системы. Здесь присутствует как физика, так и биология.

Леонардо да Винчи предвосхитил последующие открытия, когда заявил: «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.

Увлечённый поисками аналогий между цветом и звуком, Ньютон разделил полученный им спектр – последовательный ряд ярких цветов – на семь частей соответственно семи тонам музыкальной диатонической гаммы и обозначил их словами: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый.

Одновременно он обнаружил, что белый свет состоит из световых лучей, которые неодинаково преломляются, проходя через одну и ту же среду, и что этой неоднородности лучей и соответствует разница в ощущении цвета, которые они вызывают, попадая в глаза человека. Он также обратил внимание, что каждый из этих цветов занимает в спектре различный по ширине участок.

Опыты Ньютона имели большое значение для развития научных взглядов на природу цвета.

Согласно современным воззрениям, спектр образуется потоком лучей с разной длиной световой волны. Если поток состоит из лучей, имеющих одну длину, то он – монохроматический. 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 незначительное изменение в волновом составе излучения, и практически считается монохромным потоком, который содержит различные лучи в пределах ±10 нм. Но с таким спектральным цветом в действительности мы дела не имеем. Обычно глаз получает смешанные потоки, состоящие из волн различной длины. Ощущение красного или синего цвета определяется лишь преобладанием в потоке того или иного пучка лучей с соответствующей длиной волны. И чем больше лучей одной длины волны, тем чище цвет. Чем больше примесей, тем грязнее и тусклее цвет. При определённой смеси лучей всего спектра, т.е. всех длин волн, мы получим серый цвет.