Теории цветового зрения. Цветоаномалии

Цветовой фон, светлота, насыщенность

Цветовое зрение и его механизмы

Воспринимаемые нами в природе цвета получаются обычно в результате воздействия на наш глаз волн различной, а не одной какой-нибудь длины. Эти различные волны, совместно воздействуя на глаз, и порождают тот или иной видимый нами цвет. Видимые нами в естественных условиях цвета являются, таким образом, результатом смешения цветов.

Существенный интерес представляет и так называемое бинокулярное смешение цветов. Бинокулярным смешением цветов называется получение некоторого третьего цвета в результате раздражения каждого из глаз различными цветами. Если смотреть одним глазом на один цвет, а другим глазом на другой цвет, то мы увидим некоторый третий цвет, получившийся от бинокулярного смешения обоих цветов. Однако если оба цвета весьма несходны друг с другом (в особенности по светлоте), то бинокулярного смешения цветов не возникает, а получается своеобразная игра, в которой оба цвета воспринимаются поочередно. Это последнее явление называется борьбой полей зрения.

Восприятие цвета строится на врожденных механизмах и сводится к оценке светлоты (видимой яркости), цветового тона (собственно цвета) и насыщенности (показатель, пропорциональный степени отличия цвета от серого равной светлоты).

Все воспринимаемые глазом цвета могут быть подразделены на две группы: ахроматические и хроматические. Ахроматическими цветами называется белый, черный и все располагающиеся между ними оттенки серого цвета; они отличаются друг от друга только светлотой. Все остальные цвета – хроматические; они отличаются друг от друга цветовым тоном, светлотой и насыщенностью.

Цветовой тон – это то специфическое качество, которым один цвет, например красный, отличается от любого другого – синего, зеленого и т.д. при равной светлоте и насыщенности. Цветовой тон зависит от длины воздействующей на глаз световой волны.

Светлота – это степень отличия данного цвета от черного. Наименьшей светлотой обладает черный, наибольшей – белый цвет.

Насыщенность – это степень отличия данного цвета от серого цвета, одинакового с ним по светлоте, или, как говорят, степень его выраженности. Насыщенность цвета зависит от отношения, в котором находится количество световых лучей, характеризующих цвет данной поверхности, к общему световому потоку, ею отражаемому. Насыщенность цвета зависит от формы световой волны.

Для объяснения цветового зрения, истинная природа которого экспериментально изучена плохо, имеется несколько теорий. Основными являются теория Юнга-Гельмгольца и теория Э.Геринга.

Согласно теории Юнга-Гельмгольца, зрительное ощущение возникает вследствие некоторого фотохимического процесса, выражающегося в распаде трех гипотетических светочувствительных веществ, каждое из которых обладает своим спектром поглощения. Распад молекул освобождает ионы, которые при известных условиях стимулируют нервное возбуждение.

Гельмгольц допускает существование в зрительном аппарате трех типов нервных волокон. Отдельные возбуждения этих волокон дают ощущения максимально насыщенных красного, зеленого и фиолетового цветов. Обычно свет действует не на одно, а на все три нервных волокна. Различию нервных волокон соответствует различие в мозговых центрах и различие в воспринимающих аппаратах. В случае палочкового зрения возникает фотохимический процесс выцветания зрительного пурпура. В случае колбочкового зрения предполагается, что возникает аналогичный процесс, хотя экспериментально существование трех светочувствительных веществ еще не установлено. Каждый монохроматический цвет возбуждает два или большей частью три цветочувствительных вещества.

Ощущение красного цвета вызывается возбуждением красного и отчасти зеленого вещества и т.д. Чем сильнее возбуждение одного из цветочувствительных веществ по отношению к возбуждению двух других цветочувствительных веществ, тем сильнее насыщенность цвета. Чем слабее различие по интенсивности между всеми тремя возбуждениями, тем менее насыщенным является цвет. При уменьшении интенсивности всех трех возбуждений уменьшается светлота цвета. При каждом изменении в соотношениях интенсивности возбуждения цветочувствительных веществ возникает новое качество ощущения. Благодаря этому при наличии всего трех основных возбуждений человеческий глаз различает несколько сот тысяч цветов, отличающихся по цветному тону, светлоте и насыщенности. Ощущение черного цвета возникает, когда ни одно из цветоощущающих веществ не возбуждается вовсе.

Дополнительными являются цвета, которые при своем смешении вызывают равное возбуждение всех трех веществ, т.е. вызывают ощущение белого цвета.

При утомлении глаза каким-либо цветом изменяются соответствия в силе каждого из трех процессов, вызывающих ощущение цвета. Благодаря этому изменяется чувствительность глаза к световым волнам различной длины. Этим, по теории Юнга-Гельмгольца, объясняется явление адаптации и последовательного контраста.

Э.Геринг предложил другую теорию цветоощущения. Он считает, что в глазу имеются три цветочувствительных вещества – бело-черное, красно-зеленое и желто-синее. Диссоциация веществ вызывает ощущения белого, красного и желтого, а ассимиляция вызывает ощущения черного, зеленого и синего.

Помимо теорий Юнга-Гельмгольца и Геринга существуют еще и другие многоступенные теории зрения, построенные на учете не только периферических, но и центральных процессов. По Г.Э.Мюллеру, существуют первичные процессы Р ₁, Р ₂ и Р ₃. Первичные процессы соответствуют трем основным возбуждениям теории Гельмгольца. Вторичные хроматические процессы имеют промежуточный характер и протекают также в сетчатой оболочке глаза, причем эти вторичные процессы, в соответствии с теорией Геринга, попарно связаны между собой. Центральных возбуждений, по Мюллеру, шесть: красное, желтое, зеленое, синее, белое и черное. Аналогичную схему предлагает также и Т.Шьелдерупп-Эббе.

Согласно теории X.Лэдд-Франклин, на первой стадии филогенетического развития зрение было ахроматическим, затем произошла дифференциация и зрение стало дихроматическим, т.е. наш глаз стал различать синие и желтые цвета. На последней, третьей, стадии развития дихроматическое зрение сделалось трихроматическим, т.е. глаз стал различать вместо желтого два цвета – красный и зеленый. С этой точки зрения, явление цветослепоты есть возврат ко второй стадии развития глаза, когда орган зрения был дихроматическим.

Как показали опыты Л.А.Шварц, предварительное слабое раздражение глаза тем или иным цветом может повлечь за собой повышение чувствительности к другому цвету в 2-3 раза на срок до получаса. Ею было установлено, что подобная сенсибилизация имеет место только для дополнительных цветов: красный – зеленый и желтый – синий, причем красный и желтый цвета оказывают значительно более сильное сенсибилизирующее действие, чем зеленый и синий. Сенсибилизация имеет место и при воздействии красным и желтым цветом на другой глаз и при мысленном воспроизведении этих цветов, в то время как зеленый и синий такого эффекта не дают. Это, по-видимому, связано с различной локализацией цветов и филогенетическим возрастом соответствующих участков мозга.

Дата добавления: 2015-08-31