Тема лекции №2: Психология цвета

Психология изучает одну из основных функций мозга – отражение им окружающей действительности. В круг задач этой науки входит познание закономерностей, связанных с ощущениями, т.е. отражением отдельных свойств предметов и явлений в сознании.

Ощущения являются основой познания, источником сведений о внешнем мире. Среди ощущений важное место занимают зрительное и особенно цветовые, которые дают более подробные представления об окружающей действительности, чем ахроматические.

Психология цвета изучает закономерности образования цветового ощущения. Ощущение зависит от физических свойств излучения – спектрального состава и мощности и, кроме того, от физиологических свойств зрительного аппарата – главным образом распределения чувствительности цветочувствительных рецептов по спектру. Электрические сигналы, направленные в мозг, определенным образом перерабатываются в зрительное ощущение. Известно, например, что происходит их логарифмирование (закон Вебера – Фехнера) и квантование (пороги восприятия).

К закономерностям восприятия цвета относятся пороги восприятия, восприятие яркости и восприятие цветности.

Сложность задачи измерения состоит в том, что органы чувств не в состоянии фиксировать его уровень. Поэтому метода прямого измерения ощущений – сладости, боли, светлоты и т.д. – пока нет. В то же время существует метод относительной оценки каждого из них. В основе лежит понятие о порогах восприятия.

Действие раздражителя (стимула) вызывает ощущение только в том случае, когда его количественная характеристика, например мощность, выше некоторого значения, называемого пороговым. Тот наименьший уровень раздражения, который можно ощутить, называется порогом ощущения. Порог светового ощущения, весьма невелик: для зрительного обнаружения светового излучения достаточно нескольких квантов света. По порогу ощущения определяется световая чувствительность глаза.

Для различия двух излучений требуется заведомо большая разница их энергий, чем та, которая обеспечивает обнаружение излучения. Наименьшее, едва различимое приращение ощущения, возникающее при сравнении двух излучений, носит название порога различения. Он служит мерой приращения зрительного ощущения.

Пороги ощущения и различения имеют общее название порогов восприятия. Теория цвета пользуется понятиями порогов восприятия светлоты, цветового тона, насыщенности.

Порог различения выражают либо через разность световых характеристик сравниваемых излучений, либо через отношение этой разности характеристике, имеющей меньшее численное значение. Порог, выражаемый разностью значений величины, называется разностным. Например:

DВ = В₁ – В, (2.1)

где DВ – наименьшая разность яркостей, обеспечивающая зрительное отличие большей яркости В₁ от меньшей В.

Или Dl = l₁ – l, где Dl – наименьшая разность длин волн, при которой излучение l₁ можно зрительно отличить от излучения l.

Отношение DВ:В, при котором яркости излучений минимально различаются, называется дифференциальным порогом.

Метод определения числа яркостных порогов различения между двумя полями, имеющими разные яркости называется методом пороговых превращений. Метод пороговых превращений имеет две особенности. Во-первых, порог – не световая величина, а психологическая – мера ощущения, в нашем примере – мера светлоты. Во-вторых, его можно отмерить только от некоторого уровня, указав лишь приращение светлоты или другого ощущения.

Пороги связаны со световыми величинами. Эта связь дает возможность выражать психологические характеристики через световые, которые достаточно надежно измеряются обычными фотометрическими методами. Все психологические характеристики имеют световые аналоги. Светлота цвета зависит от его яркости. Подобно этому цветовой тон можно выразить через доминирующую длину волны, а насыщенность – через колориметрическую чистоту.

Восприятие яркости. Найдя связь светлоты с яркостью, можно перейти от психологических величин, измерение которых сложно и результаты плохо воспроизводимы, к световым.

Общее соотношение между световым стимулом – яркостью и уровнем вызываемого им ощущения светлотой, называется законом Вебера–Фехнера:

. (2.2)

В этом уравнении w – светлота, выражаемая числом порогов. Постоянные k и С имеют обычный смысл коэффициентов линейного уравнения.

Восприятие яркостей описывается законом Вебера–Фехнера, по которому уровень зрительного ощущения, выражаемый светлотой, пропорционален логарифму яркости. Критерием соблюдения закона Вебера–Фехнера служит постоянство дифференциального порога.

Лаури изучал постоянство порога на фотометрическом поле, расположенном на фоне постоянной яркости. Такая методика позволила установить закономерности восприятия при адаптации глаза на определенную яркость. Рассматривалась два уровня адаптации – 34,3 и 318 кд×м^-2.

Миз представил данные Лаури в виде функции контрастной чувствительности глаза . В результате интегрирования указанной функции им была построена кривая восприятия, выражающая зависимость числа порогов различения от логарифмов яркости, иначе говоря, ту же зависимость, которую выражает закон Вебера–Фехнера, но полученную на основании экспериментальных данных. Контрастной чувствительности глаза k называется его способность к различению яркостей смежных участков. Она обратна дифференциальному порогу. Чем меньший контраст обнаруживает глаз, тем больше егоконтрастная чувствительность.

Восприятие цветности. К любому световому пучку, кроме пурпурного, можно подобрать тождественный ему по цвету монохроматический. Если насыщенности данного и спектрального цветов одинаковы, то цветовой тон данного можно задать через цветовой тон тождественного ему по цвету спектрального (т.е. монохроматического). Длина волны соответствующего монохроматического излучения называется доминирующей длиной волны данного цвета – l_d. Она – физическая характеристика цветового тона.

Цветности пурпурных цветов, которых нет в спектре, также выражают доминирующей длиной волны. Находят цвет, дополнительный данному пурпурному, и определяют для него l_d. Штрихом указывают, что эта величина относится к пурпурному. Иначе говоря, l₅₀₀ – доминирующая длина волны некоторого голубого, а – дополнительного ему пурпурного.

Физической характеристикой насыщенности служит величина, называемая колориметрической чистотой цвета р:

, (2.3)

где В _l – яркость монохроматического излучения, тождественного по цветовому тону данному; В _б – яркость белого излучения.

С увеличением длины волны цветовые тона участков спектра, а следовательно, и доминирующие длины волн изменяются плавно. При небольшом приращении длины волны глаз не ощущает разницы цветовых тонов. Только тогда, когда приращение возрастает сверх порогового, она становится заметной. Разностный порог Dl = l₁ – l называется порогом цветоразличения по цветовому тону.

При исследовании чувствительности глаза к насыщенности ставят две задачи: определение порога хроматичности и порогов цветоразличения по той же характеристике. В обоих случаях о насыщенности п судят по колориметрической чистоте р _l. Правомерность этого следует из соотношения, полученного Джонсом и Лаури, показавших, что связь между указанными величинами линейна: п = кр_l. Коэффициент к колеблется в пределах 0,1–0,9 в зависимости от l.

Пороги хроматичности спектральных цветов изучалась Мартином. Были определены минимальные количества монохроматического, которые нужно прибавить к белому, чтобы хроматичность ощущалась. Обратные значения этих количеств были приняты за показатель насыщенности.

Наименьший прирост чистоты, который можно наблюдать зрительно, называется порогом цветоразличения по насыщенности.

Восприятие цвета. При очень больших и очень малых яркостях наблюдаются отклонения от нормального восприятия. Изменяются контраст, светлота и цветовой тон цветов.

При падении яркости ниже 1 кд×м^-2 и возрастании ее выше 1000 кд×м^-2 (условно принятые границы приближенного соблюдения закона Вебера – Фехнера) яркостный порог резко возрастает.

При изменении яркости могут изменяться соотношения светлот разных цветов. Это явление получило название эффекта Пуркине (1823 г.). Бецольд (1873 г.) и Брюке (1877 г.) обнаружили, что цветовой тон зависит не только от длины волны излучения, но и от яркости, а следовательно, освещенности сетчатки. Цветовой тон смещается и в результате изменения частоты цвета (т.е. разбавления монохроматического излучения белым). Это – явление Бецольда – Эбнея.

Эффекты зрительного контраста: одновременный и последовательный. Контраст (франц. contraste), резко выраженная противоположность; контраст – отношение разности яркостей объекта и фона к их сумме. Пороговый контраст – минимальный контраст, воспринимаемый глазом. В результате одновременного контраста – цвет поля находится в зависимости от цвета окружающего его фона. Последовательный контраст – проявляется в том, что на восприятие излучения влияют условия предыдущего облучения сетчатки. Оба эффекта могут быть светлотными и цветовыми.

Ощущение, остающееся после непосредственного действия излучения, называется последовательным образом. Если после прекращения действия некоторого излучения подействовать другим, то последовательный образ от первого излучения сложится с ощущением от второго. Это явление и есть последовательный контраст. Различают положительный и отрицательный последовательные контрасты.

Назван цвет, вызвавший последовательный образ, индуцирующим, а цвет образа – индуцируемым.

Цвет фона, оказывающий влияние на цвет поля, называется индуктирующим, а цвет поля, возникающий под его влиянием, – индуктируемым.

Краевой контраст состоит в следующем. Если соединить два поля, имеющих разные яркости, то приграничная часть темного поля станет зрительно темнее, а светлого, наоборот, светлее. Если вновь разделить поля или закрыть одно из них, то впечатление неравномерности яркости исчезает. Этот эффект известен также под названиями зрительного оконтуривания или явления Маха.

Влиянию на цветовосприятие так называемых непрямых раздражений, т.е. раздражений других органов чувств, были посвящены работы С. В. Кравкова с сотрудниками. Изучались слуховые, обонятельные, температурные, вкусовые раздражители.

Общая закономерность состоит в том, что действие непрямых раздражений влияет на восприятие длинноволновой и коротковолновой частей спектра по-разному. Граница различия восприятий находится вблизи 570 нм.

Лица, обладающие трехкомпонентным зрением (нормальным или с отклонением от нормы), называются трихроматами. Около 5% людей, преимущественно мужчины – обладают двухцветным зрением (работают две группы рецепторов). Лица, страдающие таким дефектом зрения, называются дихроматами. Наконец, крайне редко встречаются ахроматы – люди, которые совершенно не различают цветов, их зрительное восприятие ахроматично.

Краснослепые – протанапы – не видят красных цветов, соответствующих концу спектра, не различают оранжевых, желтых и зеленых. Протанопию часто называют дальтонизмом по имени известного ученого Дальтона, впервые описавшего этот дефект зрения, которым страдал он сам. Дейтеранопы не могут отличать темно-красный от светло-зеленого, фиолетовый от голубого; пурпурный отождествляется ими с серым. Тританопы не видят фиолетовых цветов (для них спектр укорочен).

Основная литература: 1[27-46]

Контрольные вопросы:

1 Психология цвета

2 Порог (восприятия, ощущения, различения, дифференциальный)

3 Порог цветоразличения по цветовому тону

4 Порог цветоразличения по насыщенности

5 Метод пороговых превращений

6 Восприятие яркости

7 Восприятие цветности

8 Восприятие цвета

9 Соотношение Джонса и Лаури

10 Эффект Пуркине

11 Явление Бецольда – Эбнея

12 Зрительный контраст (одновременный и последовательный, пороговый, положительный и отрицательный, краевой)

13 Цвет индуцирующий и индуцируемый.

14 Цвет фона индуктирующий и индуктируемый.

15 Явления Маха

16 Трихроматы, дихроматы и ахроматы

17 Протанопы, дейтеронапы, тританапы

Дата добавления: 2014-12-08