Vlnová délka. Červená barva - spodní hranice viditelného spektra

Co je barva. Nejprve je nutné určit, jaká je barva. V průběhu let, kdy existuje věda o barvě, byla vydána četná hodnocení fenoménu barvy a barevného vidění, ale všechny je lze zredukovat na jednu jednoduchou definici: barva je souhrn psychofyziologických reakcí člověka na světelné záření vycházející z různých samostatných světelných objektů (světelné zdroje) nebo odražené od povrchu nesvítivých předmětů, jakož i skrz ně (v případě průhledných médií). Člověk má tedy možnost vidět kolem sebe předměty a vnímat je jako barvu kvůli světlu - pojem fyzického světa, ale barva sama o sobě již není konceptem fyziky, protože se jedná o subjektivní pocit, který se v našem vědomí rodí pod vlivem světla.

Judd a Vyshecki uvedli velmi přesnou a komplexní definici barvy: ". . . barva sama o sobě se nevrací do čistě fyzických nebo čistě psychologických jevů. Je to charakteristika světelné energie (fyziky) prostřednictvím vizuálního vnímání (psychologie). “

Z pohledu fyziky je světlo jedním z typů elektromagnetického záření vyzařovaného světelnými tělesy a je výsledkem řady chemických reakcí. Toto elektromagnetické záření má vlnovou povahu, tj. se šíří v prostoru ve formě periodických oscilací (vln), které vytváří s určitou amplitudou a frekvencí. Pokud si představíte takovou vlnu ve formě grafu, dostanete sinusovou vlnu. Vzdálenost mezi dvěma sousedními vrcholy tohoto sinusoidu se nazývá vlnová délka a měří se v nanometrech (nm) a představuje vzdálenost, po které se světlo šíří během periody jedné oscilace.

Lidské oko je schopné vnímat (vidět) elektromagnetické záření pouze v úzkém rozmezí vlnových délek, omezených na část od 380 do 760 nm, což se nazývá část viditelných vlnových délek, které skutečně tvoří světlo. Nevidíme záření do 380 a nad 760 nm, ale můžeme je vnímat jinými dotykovými mechanismy (například infračerveným zářením) nebo zaznamenat speciálními zařízeními (obr. 1.1).

Obr. 1.1. Spektrum elektromagnetického záření a spektrum viditelného světla

V závislosti na vlnové délce je světelné záření vnímáno lidským okem natřeným v jedné nebo druhé barvě (přesněji způsobuje, že osoba cítí určitou barvu) od fialové po červenou (tabulka 1.1). Tato schopnost určuje možnost barevného vidění člověka.

Spektrum jako charakteristika barvy. V přírodě je záření z různých světelných zdrojů nebo objektů zřídka monochromatické, tj. představovaný zářením pouze jedné specifické vlnové délky a má poněkud složité spektrální složení, tj. obsahuje záření různých vlnových délek. Pokud představíme tento obrázek ve formě grafu, kde je vlnová délka vynesena podél osy svislé osy a intenzita je vynesena podél úsečky, dostaneme závislost zvanou barevné spektrum záření nebo jen spektrum barev. U lakovaných povrchů je barevné spektrum definováno jako závislost koeficientu odrazu ρ na vlnové délce λ, pro průhledné materiály, propustnost τ na vlnové délce a pro zdroje světla intenzita záření na vlnové délce. Příklady barevných spekter různých světelných zdrojů a materiálů jsou uvedeny na Obr. 1.2 a obr. 1.3.

Obr. 1.2. Reflexní křivky různých barev: smaragdově zelená, červená cinnabar, ultramarín

Obr. 1.3. Příklady spektrálního rozdělení intenzity záření různých světelných zdrojů: světlo z jasné modré oblohy, průměrné denní sluneční světlo, žhavé světlo

Podle tvaru spektrální křivky je možné posoudit barvu záření odraženého od povrchu objektu nebo vyzařovaného vlastním světelným zdrojem světla. Čím více má tato křivka tendenci k přímce, tím více bude barva záření vypadat šedě. Čím menší nebo větší je amplituda spektra, tím méně bude barva záření z objektu menší nebo živější. Pokud je emisní spektrum v celém rozsahu nulové, s výjimkou jeho určité úzké části, budeme pozorovat tzv čistá spektrální barvaodpovídající monochromatickému záření emitovanému ve velmi úzkém rozmezí vlnových délek.

V důsledku složitých procesů interakce světelného toku s atmosférou, okolními objekty a jinými světelnými toky získává energetické spektrum záření skutečných objektů zpravidla mnohem komplexnější formu. V přírodě je těžké najít čisté květiny. Například, i když bereme záření slunce v poledne jako bílý standard, pak to ve skutečnosti nebude bílá, ale bude mít jednu barvu nebo jinou, která vznikne v důsledku změn spektrálního složení slunečního záření při průchodu zemskou atmosférou: molekuly vzduch, jakož i částice prachu a vody v atmosféře interagují s tokem slunečního záření a tento proces nastává méně nebo intenzivněji v závislosti na vlnové délce. Proto ve večerních a ranních hodinách, kdy je slunce nízko nad horizontem a sluneční paprsky by se měly pohybovat ve větší vzdálenosti v atmosféře než v poledne, se nám sluneční světlo nezdá bílé, ale nažloutlé a objekty, které jsou jím osvětleny, jsou zabarveny v různých odstínech žluté, oranžové, růžová a červená. Důvodem je skutečnost, že atmosféra absorbuje krátkovlnnou (podmíněně modrou) a volně propouští komponentu s dlouhými vlnami (podmíněně červená) záření slunce. Ukazuje se tedy, že barva objektů přímo závisí na světelném zdroji osvětlujícím povrch daného objektu. Přesněji řečeno, světelné záření odrazené od povrchu předmětu nebo procházející skrz něj a vytvářející barevný pocit tohoto objektu ve vizuálním zařízení je určeno jak vlastnostmi samotného objektu odrážet nebo absorbovat světlo v závislosti na vlnové délce, tak vlastnostmi světelného zdroje použitého k osvětlení tohoto objektu změnit intenzitu záření v závislosti na vlnové délce (obr. 1.4). Proto je při provádění měření barev vždy nutné brát v úvahu osvětlení použité k tomuto účelu, a pokud je to možné, používat pouze standardní zdroje světla a nepoužívat současně více zdrojů různých typů. Totéž platí pro jakoukoli práci s barevnými obrázky, je-li nutné zajistit vysokou přesnost barev.

Fenomén barevné vidění. Během své slavné zkušenosti s rozkladem slunečního světla na spektrum Newton provedl velmi důležité pozorování: navzdory skutečnosti, že spektrální barvy plynule fúzovaly do sebe, procházely celou hmotou všech druhů barevných odstínů, ve skutečnosti bylo možné tuto rozmanitost barev redukovat na sedm barev, což byli nazýváni primárními: červená, žlutá, oranžová, žlutá, zelená, modrá, modrá a fialová. Následně různí vědci ukázali, že počet těchto barev lze snížit na tři, a to na červenou, zelenou a modrou. Žlutá a oranžová jsou skutečně kombinací zelené a červené, modrozelené a modré. Totéž platí pro všechny ostatní barevné tóny, které lze získat kombinací červené, zelené a modré, tedy nazývané základní barvy.

Jung a Hemgoltz, kteří se podíleli na výzkumu barevného vidění, navrhli, aby tyto jevy byly vysvětleny přítomností tří analyzátorů citlivých na barvu v přístroji pro lidské vidění, z nichž každý je zodpovědný za vnímání záření červeného, \u200b\u200bzeleného a modrého světla vstupujícího do oka. Později tento předpoklad obdržel docela silné vědecké důkazy a vytvořil základ pro třísložkovou teorii barevného vidění, která vysvětluje jev barevného vidění existencí v lidském oku tří typů buněk citlivých na barvu, které jsou citlivé na světlo různého spektrálního složení.

Tyto buňky byly skutečně vidět v sítnici oka a jelikož se pod mikroskopem objevovaly ve formě zaoblených podlouhlých těl poněkud nepravidelného tvaru, nazývaly se kužely. Kužely jsou rozděleny do tří typů v závislosti na záření, na které spektrální složení jsou citlivé, a jsou označeny řeckými písmeny β (beta), γ (gama) a ρ (ro). První typ (β) má maximální citlivost na světelné vlny o délce 400 až 500 nm (obvykle „modrá“ složka spektra), druhý (γ) - na světelné vlny od 500 do 600 nm (obvykle „zelená“ složka spektra) a třetí (ρ) - ke světelným vlnám od 600 do 700 nm (obvykle „červená“ složka spektra) (obr. 1.5 b). V závislosti na světelných vlnách, jaké délky a intenzity jsou přítomny ve světelném spektru, jsou určité skupiny kuželů víceméně vzrušeny.

	a)
	b)

Obr. 1.5. Křivka relativní světelné účinnosti prutů (přerušovaná čára) a kužely (a) a křivky spektrální citlivosti kuželů normalizované na jednotu (b)

Bylo také stanoveno, že jsou přítomny další buňky, které nemají citlivost na přesně definované spektrální záření a reagují na celý proud světelného záření. Protože pod mikroskopem jsou tyto buňky považovány za protáhlá těla, nazývají se tyčinky.

Dospělý má asi 110-125 milionů tyčí a asi 6-7 milionů kuželů (poměr 1:18). Relativně řečeno, obraz, který vidíme, stejně jako digitální obraz, je diskrétní. Ale protože počet obrazových prvků je velmi velký, jednoduše to necítíme.

Je zajímavé si všimnout další funkce. Citlivost prutů na světlo je mnohem vyšší než citlivost kuželů, a proto za soumraku nebo v noci, kdy je intenzita záření vstupujícího do oka velmi nízká, kužely přestanou fungovat a člověk vidí pouze na úkor prutů. Proto v této denní době a také za zhoršených světelných podmínek přestává člověk rozlišovat barvy a svět se před ním objevuje v černé a bílé (pochmurné) barvě. Kromě toho je citlivost lidského oka na světlo tak vysoká, že daleko přesahuje možnosti většiny stávajících systémů registrace obrazu. Lidské oko je schopné reagovat na proud světelného záření řádově 10–16 W / cm2. Pokud bychom chtěli tuto energii použít k ohřevu vody, pak, aby se ohřál jeden kubický centimetr vody o 1 °, trvalo by to 1 milion let. Pokud vyjádříme citlivost lidského oka v jednotkách citlivosti filmu, bude to ekvivalentní filmu s citlivostí 15 milionů jednotek ASA.

Citlivost prutů a kuželů na světelný tok v závislosti na vlnové délce je popsána křivkami spektrální citlivosti lidského oka (obr. 1.5b). Pro charakterizaci celkové spektrální citlivosti lidského oka na tok světelného záření se používá křivka relativní světelné účinnosti, nebo, jak se také nazývá, křivka viditelnosti, oči, které určují respektive obecnou citlivost lidského oka na světlo, přičemž se bere v úvahu barevné (kužel) nebo světelné (stick) vidění ( Obr. 1.5 a). Tyto závislosti jsou pro odborníky velmi zajímavé, protože umožňují vysvětlit řadu známých jevů lidského vidění.

Z těchto křivek tedy můžete vidět, že člověk je velmi dobře schopen vnímat zelené a zeleno-žluté barvy, zatímco jeho citlivost na modré barvy je znatelně nižší.

Situace se poněkud mění za soumraku, když kužely citlivé na záření jasného světla začnou ztrácet svou účinnost a mění se poměr mezi tyčemi a kužely - maximální účinnost spektrálního světla se posouvá směrem k modrému záření (vizi hůlky).

Dalším zajímavým rysem je to, že pro oční čočky je obtížnější zaostřit na objekty, pokud jsou namalovány v modro-fialových tónech. To je způsobeno poklesem spektrální citlivosti oka v těchto oblastech spektra. Proto jsou brýle někdy vyrobeny tak, aby nebyly neutrálně průhledné, ale z brýlí malovaných ve žluté nebo hnědé barvě, které filtrují modrofialovou složku spektra.

Vzhledem ke skutečnosti, že křivky spektrální citlivosti se částečně překrývají, může člověk narazit na určité obtíže při rozlišování některých čistých barev. Takže vzhledem k tomu, že křivka spektrální citlivosti kuželů typu r (podmíněně citlivých na červenou část spektra) si zachovává určitou citlivost v oblasti modro-fialových barev, zdá se nám, že modré a fialové barvy mají příměs červené.

Ovlivňuje vnímání barvy a celkovou citlivost oka na světlo. Protože křivka relativní účinnosti světla je Gaussián s maximem 550 nm (pro denní vidění), barvy na okrajích spektra (modrá a červená) jsou u nás vnímány méně jasné než barvy zabírající centrální polohu ve spektru (zelená, žlutá, modrá). .

Protože spektrální citlivost lidského oka je v celém spektru nerovnoměrná, může se při snímání barvy vyskytnout jev, když se nám zdá, že dvě různé barvy s různým spektrálním rozložením jsou stejné, protože způsobují stejnou excitaci očních receptorů. Takové barvy se nazývají metamerické a popsaný jev se nazývá metamerismus. Často je pozorováno, když jeden nebo druhý natřený povrch zkoumáme my pod různými zdroji osvětlení, jehož světlo, které interaguje s povrchem, mění spektrum jeho barvy. V tomto případě například bílá textilie může za denního světla vypadat bíle a pod umělým osvětlením změnit svůj odstín. Nebo dva objekty s různým odrazovým spektrem a podle toho, které by měly mít jinou barvu, jsou ve skutečnosti vnímány stejně, protože způsobují jednoznačné excitaci tří barevných senzorových center oka. Navíc, pokud se pokusíme reprodukovat barvu těchto objektů, řekněme, na filmu používajícím mechanismus registrace obrazu odlišný od lidského vizuálního aparátu, tyto dva objekty se pravděpodobně ukáží jako různé barvy.

Obr. 1.6. Metamerismus ilustrace

Tři barevné vzorky, které mají různé koeficienty spektrálního odrazu, se při osvětlení denním světlem jeví stejné. Při reprodukci těchto vzorků na filmu, jehož spektrální citlivost se liší od spektrální citlivosti lidského vizuálního aparátu, nebo když se změní osvětlení, změní barvu a stanou se vícebarevnými.

Celá moderní technologie reprodukce barevného obrazu je založena na použití fenoménu metamerismu: není-li schopna přesně reprodukovat barevné spektrum konkrétní barvy pozorované v přírodních podmínkách při barevné reprodukci, je nahrazena barvou syntetizovanou pomocí specifické sady barev nebo zářičů a s vynikající spektrální distribucí ale způsobí divákovi stejné barevné pocity.

Znalosti o vlastnostech lidského vidění jsou při navrhování systémů registrace a zpracování obrazu velmi důležité. Aby se co nejvíce zohlednily zvláštnosti lidského vidění, výrobci fotografů přidávají další vrstvy citlivé na barvu, výrobci tiskáren přidávají další tiskové barvy atd. Žádná vylepšení v moderní technologii však stále neumožňuje vytvořit systém reprodukce obrazu, který by byl srovnatelný s přístrojem pro lidské vidění.

Klasifikace barev. Jak již bylo zmíněno, v závislosti na vlnové délce záření je světlo vnímáno lidským okem natřeným v jedné barvě od fialové po červenou. Současně nazývané barvy se nazývají čistě spektrální barvya charakteristika, která určuje jejich barvu, se v kolorimetrii nazývá barevný tón. Barevný tón je jedinečně spojen s vlnovou délkou, a proto je často vyjádřen v nanometrech.

Předpokládá se, že lidské oko dokáže rozlišit až 150 různých barevných tónů čistých spektrálních barev. K tomuto číslu by mělo být přidáno dalších 30 fialových barev, které ve spektru chybí, ale lze je získat smícháním modré a červené spektrální radiace.

Kromě čistých spektrálních a purpurových barev existuje i řada barev zvaných achromatický nebo neutrální barvy, tj. květiny, které jsou bezbarvé. To zahrnuje černé, bílé a různé odstíny šedé ležící mezi nimi. Pocit těchto barev vzniká, když proud světelného záření nepůsobí na lidské oko (černá barva), nebo naopak, proud maximální intenzity (bílá barva). Šedý pocit nastane, když světelný tok působící na oko excituje analyzátory citlivé na barvu (kužely) stejně. Emisní spektrum této barvy navíc nemusí být jednotné (stejná energie), stačí vyvolat stejnou excitaci tří středů vnímání barvy oka a samotné emisní spektrum může být velmi nerovnoměrné (obr. 1.6).

Pokud smícháte čistou spektrální barvu s bílou nebo šedou, objeví se jev, když barva začne ztrácet čistotu a postupně se změní na bílou nebo šedou. V tomto ohledu se kromě barevného tónu používá k charakterizaci barvy také vlastnost zvaná saturace nebo čistota barev. Ve skutečnosti není tolik čistých spektrálních barev v přírodě, a místo nich častěji vidíme barvy do jednoho stupně nebo jiného postrádající saturaci. Má se za to, že pro každý barevný tón je lidské oko schopno rozlišit až 200 stupňů nasycení.

Vlastnosti odstínu a nasycení jsou často kombinovány dohromady a nazývají se chroma, které mohou sloužit jakostní charakteristika barevné vnímání.

Dva identické barevné tóny se mohou od sebe lišit nejen saturací, ale také jasem (sílou) jejich záření, které je při charakterizaci vlastností nesvětelných objektů obvykle charakterizováno pojmem světlost barev. Pokud může být saturace barev interpretována jako poměr čisté barvy k bílé přidané k ní, pak lze lehkost interpretovat jako poměr čisté barvy k černé přidané k ní. Jak se síla (jas) světelného záření zvyšuje, barva nabývá různých barevných odstínů od černé po bílou. Lehkost přímo souvisí s nasycením barev, protože změna jasu barvy často vede ke změně její nasycení.

Jestliže chromatičnost může být použita jako kvalitativní charakteristika barvy, pak může být jako kvantitativní hodnocení barvy použita jasnost.

Tři barevné vlastnosti, které jsme zkoumali, jmenovitě barevný tón, nasycení a světlost, jsou často umístěny ve formě trojrozměrného grafu, na kterém hodnota světlosti slouží jako referenční osa, podél které jsou barvy z černé na bílou, saturace se mění podél radiální souřadnice, když se barva pohybuje od středu grafu a barevný tón je charakterizován úhlovou souřadnicí, jak je znázorněno na Obr. 1.7. Teoreticky by takový graf měl být válec, ale je často umístěn ve formě obráceného kužele, jehož horní část odpovídá černému bodu a základna maximální hodnotě lehkosti. To je v dobrém souladu se skutečností, že pro malé hodnoty jasu záření člověk začíná rozlišovat barvy horší a minimální hodnotou jasu je vůbec nerozlišuje.

Pokud použijete tento graf na rovinu, odstraníte souřadnici lehkosti a ponecháte pouze barevný tón nebo barevný tón a nasycení (barva), dostaneme konstrukci, která se obvykle nazývá barevné kolečko (obr. 1.8), což je kruh, podél kterého barevné tóny od červené fialové. Každá barva v barevném kole má číselnou souřadnici, vyjádřenou ve stupních od 0 ° do 360 °. Červená začíná a uzavírá barevné kolečko odpovídající bodu 0 ° (360 °). Oranžová souřadnice odpovídá 40 °, žlutá - 60 °, zelená - 120 °, modrá - 180 °, modrá - 240 °, purpurová - 300 °. Všechny tyto barvy, s výjimkou oranžové, která je směsí červené a žluté, se zdají být umístěny na barevném kolečku ve stejném intervalu od sebe navzájem 60 °.

Obr. 1.8. Barevný kruh

Vyvolají se barvy, které jsou v barevném kole naproti sobě doplňkové barvy. Například červená a azurová, zelená a purpurová, modrá a žlutá atd. Tyto barevné páry mají řadu zajímavých vlastností, které se používají v technologii reprodukce obrazu a které budou podrobně popsány níže.

Charakteristiky odstínu, sytosti a lehkosti jsou nejpoužívanějšími vizuálními prostředky, nebo, jak se také říká, psychofyzický barevné vlastnosti a používají se, když musí být barva určena bez použití složitého matematického aparátu.

Dalšími atlasy pro stanovení barvy mohou být atlasy barev, ve kterých jsou vzorky zbarvení květin na různých površích a materiálech seskupeny podle určitého atributu. Takové atlasy se široce používají v polygrafickém, textilním průmyslu a architektuře. Například katalogy Pantone tištěných barev, ukázky stavebních barev atd. Každá barva v barevném atlasu má svůj vlastní index, podle kterého lze určit jeho polohu v atlasu, jakož i formulaci barev nezbytných k jeho získání.

V kolorimetrii je široce používán barevný atlas Mansell, který na začátku 20. století sestavil americký umělec Albert Mansell. Mansell seskupil barvy podle tří souřadnic barevný tón (Odstín), nasycení (Chroma) a světlost (Hodnota).

Mansell rozdělil barevné tóny (odstíny) do 10 základních tónů, které označil odpovídajícími písmenovými indexy: R (Červené), Yr (žlutá červená) Y (žlutá), Gy (žluto zelená) G (zelená), BG (modrá zelená) B (modrý), PB (purpurově modrá) a RP (červeno-fialová). V každém z nich zvýraznil 10 odstínů, čímž získal 100 čistých barevných tónů. Uspořádal je do kruhu a vytvořil geometrickou konstrukci podobnou barevnému kolu, které je nám známé. Hodnoty tónů vybral Munsell tak, aby vzorky sousedící s sebou měly stejný barevný rozdíl v oku obyčejného pozorovatele za normálních světelných podmínek (za takového osvětlení Mansell rozuměl polednímu světlu oblohy v severních šířkách). Použitím středu kruhu jako bodu achromatických barev Mansell uspořádal vzorky barev od středu kruhu k jeho okraji v souladu se zvýšením barevnosti barvy. Nakonec ze středu kruhu postavil osu, podél které se barvy seskupené podle jejich světlosti zvyšovaly (hodnota). Podle stupně zvýšení světlosti byly barvy rozděleny do 10 skupin od 0 (černá) do 9 (bílá) a stupnice jasu nebyla zvolena lineární, ale logaritmická, což je více v souladu s tím, jak je změna jasu vnímána osobou. Ale pokud jde o stupeň zvýšení nasycení barev, neměli jasné a stejné oddělení, protože spektrální citlivost lidského oka v různých oblastech spektra není stejná, a proto člověk může vidět rozdíly v nasycení pro různé barevné tóny méně nebo přesněji. Tak pro 5R s hodnotou \u003d 2 Mansell identifikoval pouze 3 stupně nasycení a pro 5PB ve stejné lehkosti - 28 . Navíc, pro různé hodnoty světlosti, byl možný počet barevných vzorků s různou saturací také nerovnoměrný, což je v souladu se skutečností, že člověk není schopen rozlišit barvy dobře při příliš nízkých a příliš vysokých jasech. Pokud seskupíme vzorky barev do prostorového těla, geometrická konstrukce získaná tímto způsobem bude poněkud asymetrická, bude se podobat malému jablku mírně nepravidelného tvaru nebo deformované kuličce. Mimochodem, přesně tímto způsobem, ve formě jakési barevné koule, byl zákazníkovi často představován barevný atlas Mansell (obr. 1.10).

Pro přesnou definici konkrétní barvy Mansell použil speciální souřadnicový systém, který je označen Hue (barevný tón), Value (lightness) / Chroma (saturation). Například červeno-fialová barva je v atlasu označena jako 6RP4 / 8kde 6RP je souřadnice barvy s lehkostí 4 se nasycením 8 .

Kromě Munsell vyvinula řada dalších vědců podobné barevné atlasy. V Německu vytvořil Ostwald podobný barevný atlas a téměř ve stejnou dobu jako Mansell. Podobné práce byly provedeny v Kanadě, Spojených státech a několika dalších zemích, často často vytvářejících několik národních standardů barev pro různá průmyslová odvětví. V Sovětském svazu, barevný atlas Rabkin a atlas VNIIM im. D.I. Mendeleev.

Kromě barevných atlasů byly vyvinuty také četné systémy klasifikace barev podle jejich názvu. Ačkoli tyto systémy nemohou být vědecky spolehlivé až do konce (pod stejným názvem mohou různí pozorovatelé rozumět různým barvám), ale jako doplněk ke stávajícím systémům klasifikace barev mohou vykonat dobrou práci.

Jako nejjednodušší příklad můžeme uvést sedm barevných jmen popisujících části viditelného spektra a sestavující známé vzorce o lovci a bažantovi: červená, oranžová, žlutá, zelená, azurová, modrá a fialová.

Výrazy, na které jsou umělci zvyklí, se zdají být mnohem složitější a samozřejmě četné. Pokud vezmeme sady barev prodávaných v obchodech pro umělce, najdeme mezi jmény barev, jako jsou okrové, kobaltové, cinnarové atd., Což jsou obecně přijímané výrazy, které bude jakýkoli profesionální umělec spojovat s určitými barvami, ale samozřejmě , ve kterých konkrétních barvách konkrétní osoba znamená určité jméno, nevyhnutelně budou existovat rozdíly.

Byly učiněny četné pokusy vyvinout vědecky přísnější systémy pojmenování barev. Takže Merz a Paul vytvořili barevný slovník, který obsahuje téměř 4 000 jmen, z nichž asi 36 je představováno svými vlastními jmény, 300 jsou složitá slova skládající se z názvu barvy a odpovídajícího přídavného jména. V roce 1931 pověřila americká Interagency Color Committee (ISCC) Farmakologický výbor, aby vyvinul pojmenovaný barevný systém pro popis barvy lakovaných povrchů. Tento systém pokrýval 319 označení, která byla založena na jménech barev navržených Mansellem. To zahrnovalo názvy základních tónů - „červené“ (R), "Žlutá" (Y), "Zelená" (G)„Modrá“ (B), Nachový (P)„Olive“ (Ol)"Brown" (Br) a růžová (Pk), - ke kterému byla přidána přídavná jména „slabá“, „silná“, „světlá“, „tmavá“, jakož i výrazy „bledá“, „lesklá“, „hluboká“, „soumrak“, „živá“, aby byly označeny další barvy.

Všechny ostatní systémy vyvinuté jinými vědci jsou konstruovány podobným způsobem a obvykle se skládají z několika stovek jmen. Jako příklad takového systému, který je v současné době široce používán v internetových aplikacích, můžeme uvést systém 216 barev doporučený World Wide Web Consortium (W3C) jako standardní barvy, které lze použít pro specifikaci barev v jazyce HTML.

Vlastnosti světelných zdrojů. Protože záření z předmětů a materiálů, které nás obklopují, které vstupují do našich očí a způsobují pocit barvy, je určováno mezi různými světelnými paprsky, které je lidské oko schopno vnímat, zejména vyzařovat záření, které je skutečně emitováno jedním nebo jiným zdrojem světla, jako je slunce, žárovka. , fotografický blesk atd. Protože světelné zdroje hrají velmi důležitou roli při určování barvy předmětů a materiálů, byly podrobně studovány a na základě konceptu byl vyvinut speciální klasifikační systém. teplota barvy.

Jak víte, pokud zahřejete kovový předmět na vysokou teplotu, začne vyzařovat světelné záření. Čím vyšší je teplota, tím intenzivnější bude tato záře. Současně se v závislosti na teplotě vlákna změní také jeho barva. Nejprve to bude tmavě červená, pak červená, pak oranžová, pak bílá. Jak se ukazuje, tento jev není pro kov jedinečný, ale je pozorován, když se zahřívá mnoho pevných látek s vysokou teplotou tání. To je na jeho použití to elektrické žárovky jsou stavěny: elektrický proud je propuštěn tenkým wolframovým drátem, v důsledku kterého drát se zahřívá a vydává světlo. Kromě toho lze barvu záře objektu docela přesně odhadnout v závislosti na teplotě zahřívání wolframu: při zahřátí na teplotu několika stovek stupňů má načervenalý odstín, když se zahřívá na teplotu 1 000 K - oranžová, 2 000 K - žlutá; luminiscence těla zahřátého na několik tisíc stupňů je my vnímána jako bílá. Světlo slunce je také způsobeno zářením vyplývajícím z reakcí na jeho povrchu, zahřátých na teplotu asi 6500 K. Povrch některých hvězd má teplotu nad 10 000 K, a proto je barva jejich záření modrá (Tabulka 1.5). Jak se teplota mění, spektrální složení záření se odpovídajícím způsobem mění (obr. 1.11).

Obr. 1.11. Normalizované spektrální rozdělení záření zcela černého těla při různých barevných teplotách

Protože povaha záření pro většinu samostatných zdrojů se řídí stejnými zákony, bylo navrženo použít teplotu jako charakteristiku barvy záření. Protože pro různá tělesa, v závislosti na jejich chemickém složení a fyzikálních vlastnostech, zahřívání na danou teplotu dává mírně odlišné emisní spektrum, jako standard pro barevnou teplotu se používá hypoteticky zcela černé těleso, které je úplným zářičem, jehož záření závisí pouze na jeho teplotě a je nezávislé. z jakékoli další vlastnosti.

Emisní spektrum zcela černého tělesa v závislosti na teplotě jeho zahřívání může být stanoveno podle Planckova zákona. Navzdory existujícím rozdílům se všechna ostatní těla chovají, když jsou zahřívána způsobem podobným ideálnímu černému tělu, a proto je použití barevné teploty jako charakteristika barvy záření světelných zdrojů, přírodních i umělých, odůvodněno ve velkém počtu případů. Vzhledem k tomu, že spektrální distribuce záření, a tedy i jeho barva, daná skutečným tělem, se málokdy přesně zřídka přesně shoduje se spektrálním rozložením a barvou ideálního černého tělesa při dané barevné teplotě, při charakterizaci záření skutečných těl použít koncept korelovaná teplota barev, což znamená, že teplota barvy ideálního černého těla, při které se barva jeho záření shoduje s barvou záření tohoto těla. V tomto případě se spektrální složení záření a fyzikální teplota těchto těles obvykle liší, což logicky vyplývá z rozdílu ve fyzikálních vlastnostech skutečných a ideálních černých těles.

Podle toho, kolik světelných zdrojů na světě existuje za různých podmínek, existuje tolik spektrálních distribucí jejich záření. Fáze slunečního světla a jejich korelované teploty barev se tedy mění ve velmi širokém rozmezí v závislosti na zeměpisné poloze, denní době a stavu atmosféry (obr. 1.12, tabulka 1.6). Totéž platí pro umělé zdroje světla, jako jsou žárovky, jejichž barevná teplota se mění v závislosti na jejich konstrukci, provozním napětí a provozním režimu (tabulka 1.6).

Obr. 1.12. Normalizované spektrální rozdělení různých fází denního světla: 1) nebeské světlo v jeho zenitu, 2) nebeské světlo zcela zakalené mraky 3) přímé sluneční světlo v poledne; 4) přímé sluneční světlo 1 hodinu před západem slunce

I přes existující rozmanitost různých světelných zdrojů však lze většinu světelných zdrojů používaných v průmyslu a technologii standardizovat. Taková standardizace byla navržena Mezinárodní komisí pro osvětlení (CIE), podle níž bylo identifikováno několik tzv. Standardních kolorimetrických zářičů, které byly vyznačeny latinkou A, B, C, D, E a F (tab. 1.7). Na rozdíl od skutečných světelných zdrojů popisují standardní zářiče MCO třídy světelných zdrojů jako celek na základě průměrných hodnot jejich spektrálního rozdělení. Taková standardizace ukázala svou dostatečnou účinnost, protože, jak se ukazuje, i přes rozdíly, lze většinu reálných světelných zdrojů poměrně přesně porovnat s odpovídajícími standardními zářiči.

Tab. 1.7.
Standardní kolorimetrické zářiče MCO

Umění. záření chatel	Charakteristický
A	Pod tímto zdrojem společnost MCO určila plný světelný emitor (ideální černé těleso) při teplotě 2856 K. K jeho reprodukci se používá žárovka s wolframovým vláknem s korelovanou teplotou barev 2856 K a pro přesnější reprodukci celého spektra zdroje A se doporučuje použít tlapky s žárovkou z taveného křemene.
Před naším letopočtem	Reprodukovat denní světlo: B - přímé sluneční světlo s korelovanou teplotou barev 4870 K, C - nepřímé sluneční světlo s korelovanou teplotou barev 6770 K. Při výpočtu těchto emitorů bylo provedeno několik nepřesností, a proto se prakticky nepoužívají při kolorimetrických výpočtech, které jsou nahrazeny standardním emitorem D. Z tohoto důvodu často nejsou ve specifikaci standardních MCO emitorů vůbec uvedeny.
D	Jedná se o standardní zdroj světla, pod kterým je kalibrována většina zobrazovacích zařízení. Reprodukuje různé fáze průměrného denního světla v rozsahu korelovaných teplot barev od 4000 K do 7500 K. Údaje o spektrální distribuci záření D byly určeny průměrnými daty z četných měření spektra denního světla pořízeného v různých regionech Spojeného království, Kanady a Spojených států. Pro různé účely bylo stanoveno několik spektrálních distribucí zdroje. D pro různé hodnoty teploty barev: D50, D55, D60, D65, D70, D75 s korelovanými teplotami barev 5000 K, 5500 K, 6000 K, 6500 K, 7000 K, 7500 K, respektive, což odpovídá určitým fázím denního světla. Zdroj D65 Mělo by být považováno za nejuniverzálnější, protože nejpřesněji přibližuje průměrné denní světlo. Zdroj D50 přijato jako standard v tisku, protože je nejvhodnější pro charakterizaci obrazu vytištěného pomocí standardních tiskových barev na papíře. Zdroj D55 přijato jako standard ve fotografii: jsou to zářivky s barevnou teplotou 5500 K, které se používají v zobrazovacím zařízení pro diapozitivy, a záblesková lampa má tuto barevnou teplotu. Na rozdíl od jiných standardních zdrojů přesně reprodukovat standardní zdroje D docela obtížné, protože neexistují žádné umělé světelné zdroje s takovým spektrálním rozložením záření. Nejčastěji používanými řešeními, která uspokojují spotřebitele kvalitativně i ekonomicky, je použití zářivek s odpovídající korelovanou teplotou barev, jejichž emisní spektrum je navíc upraveno pomocí speciálních filtrů
E	Hypotetický zdroj záření, který má spektrum stejné energie (nemění se měnící se vlnovou délkou) s teplotou barvy 5460 K. Ve skutečnosti ve skutečnosti neexistuje a používá se v kolorimetrii pouze pro účely výpočtu
F	Standardní emitor popisující spektrální distribuci záření různých zářivek. F1 - vyzařování teplé zářivky s korelovanou teplotou barev 3000 K, F2 - studené denní světlo zářivky s korelovanou teplotou barev 4230 K, F7 - zářivka s korelovanou barevnou teplotou 6500 K

Spolu s teplotou barev se někdy používá i její inverzní hodnota, nazývaná Mired (označená μrd) nebo reverzní mikrokelvin.

Použití μrd místo Kelvinovy \u200b\u200bstupnice má dvě výhody: zaprvé jedna jednotka μrd přibližně odpovídá jedinému prahu znatelnému pro oko pro změnu barvy světelného toku, a proto je vhodnější charakterizovat barvu záření v těchto jednotkách; za druhé, μrd se běžně používá k charakterizaci filtrů pro převod barev a vyvážení barev: změna teploty barev poskytovaná filtrem, vyjádřená v μrd, se při práci se zářením z jedné barevné teploty na druhou nezmění

Například oranžový konverzní filtr 85 Series snižuje průměrnou denní barevnou teplotu z 5500 K na 3400 K o 2100 K (112 μrd). Pokud se však použije ke snížení barevné teploty světelného toku při teplotě barvy 4000 K, změna barevné teploty vyjádřená v K nebude 2100 K, ale 7246 K a vyjádřená v μrd se nezmění.

Sčítání barev. Získání nové barvy smícháním několika základních barev určuje možnost získání barevného obrazu ve fotografii, filmu, televizi, tisku a počítačové technologii. Je založen na fenoménu smíchání spektra záření tvořeného malovanými povrchy nebo zářiči světla. Výsledkem je nová barva, která má své vlastní spektrum (obr. 1.13).

Pokud například vezmeme tři světelné zdroje vybavené filtry červeného, \u200b\u200bzeleného a modrého světla a promítneme jejich záření v jednom bodě na bílé plátno, dostaneme bílou skvrnu. Pokud je jeden z emitorů vypnut a pouze záření červeného emitoru je vypnuto zelenou, modrou se zelenou a zelenou s červenou, pak na obrazovce získáme nejprve žlutou, poté purpurovou a pak azurovou. Pokud vezmeme všechny tři zářiče a smícháme jejich záření v různých poměrech, můžeme tedy získat poměrně velké množství barev a jejich odstínů. Čím menší je rozdíl v intenzitě mezi třemi zářiči, tím menší bude saturace barev a čím více bude neutrální. Pokud beze změny poměru těchto tří radiace ke snížení jejich intenzity, dostaneme stejnou barvu, ale s nižším jasem. V krajním případě, kdy je intenzita všech tří zářičů snížena na nulu, získáme černou barvu.

V případě, že jsou pořizovány pouze dvě základní barvy:

Ve skutečnosti, namísto červené, zelené a modré bychom mohli vzít jakoukoli barvu, kterou chcete, ale jednoduše smícháním červené, zelené a modré můžete získat největší kombinaci barev. Zjevným vysvětlením této skutečnosti jsou zvláštnosti lidského vidění a přítomnost tří receptorů pro snímání barev v lidském vizuálním aparátu, z nichž každý je citlivý na červené, zelené a modré paprsky. Tudíž, tvorba barvy pomocí tří zářičů modré, zelené a červené barvy může být považována za řízené buzení tří barevných receptorů oka, v důsledku čehož je možné, aby divák cítil určitou barvu.

Podobný vzor má za následek vytvoření barevného obrazu na obrazovce monitoru videa a počítače, televize, projektoru LCD a dalších zařízení, která využívají záření tří primárních barev pro syntézu barev nebo (pro zařízení pro vstup obrazu) rozkládají obraz na primární barvy.

Protože pro získání barvy záření jsou tři primární barvy smíchány (přidány), byla tato metoda syntézy barev nazývána aditivní (ze slovesa přidat - složit).

Obr. 1.13. Aditivní míchání barev

Obrázek ilustruje přípravu aditivní barevné směsi pomocí příkladu barevného monitoru Sony Trinitron. Emise ze tří červených fosforů (R)zelená (G) a modré květy (B), jehož spektrální záření je na obrázku, sečte pro každou vlnovou délku, což vám umožní získat barevnou směs, která reprodukuje velké množství různých barev a jejich odstínů v závislosti na intenzitě záře každého fosforu. Upozorňujeme, že záře červeného fosforu má téměř lineární spektrum, což je způsobeno přítomností prvků vzácných zemin v jeho složení.

Ve většině případů však není technologicky možné přidat světelné toky tří zářičů pro tvorbu barev, například v kině, fotografii, polygrafii, textilu, lacích a lacích.

Ve fotografii prochází světelný tok bílého světla třemi barevnými vrstvami fotografického materiálu tvořeného žlutým, fialovým a modrým barvivem. Při tisku prochází světelný tok vrstvou žluté, purpurové a azurové barvy a odráží se od povrchu papíru v opačném směru, čímž vytváří barevný obraz.

V důsledku průchodu toku bílého světla skrz barvivo nebo pigmentovou vrstvu dochází k selektivní absorpci části energie spektra záření, v důsledku čehož tok světla získává jednu nebo druhou barvu.

Tak je možné použít žlutá, purpurová a azurová barviva osvětlená světelným tokem bílého světla jako modulátor barevného záření k získání všech stejných proudů červeného, \u200b\u200bzeleného a modrého záření, pomocí kterých je možné řídit excitaci tří barevných očních center.

Obr. 1.14. Subtraktivní míchání barev

Obrázek ilustruje přípravu subtraktivní barevné směsi na příkladu barevného obráceného filmu sekvenční absorpcí modré (C)nachový (M) a žlutá (Y) barviva s hustotou C \u003d 100%, M \u003d 60%, Y \u003d 20% záření ze světelného zdroje denního světla (D65) v každém intervalu vlnové délky. Barva vyplývající z jejich smíchání je jedním z odstínů modré. Záření získané v důsledku částečné absorpce světelného toku subtraktivními barvivy lze v tomto případě považovat za produkt spektra záření světelného zdroje a odrazového spektra barviv

Při tisku a tisku je černá také přidána do tří žlutých, fialových a azurových barev. To je diktováno jednak ekonomickými úvahami, protože umožňuje snížit spotřebu dražších barevných inkoustů, a jednak umožňuje řešit některé základní problémy vznikající při procesu tříbarevného tisku v důsledku nedokonalostí při použití tiskových barev, jejichž odrazové spektrum se v praxi neomezuje pouze na žluté , pouze fialová a pouze modrá.

Protože světelné toky se nesčítají, aby vytvářely barvu, a světelný tok bílého světla je částečně absorbován v důsledku interakce s barvivem, byla tato metoda syntézy barev označována jako subtraktivní (od slovesa) odčítat - odečíst).

Světlo a barva. Povaha barvy a její fyzikální základy

Každý den se člověk potýká s mnoha faktory prostředí, které ho ovlivňují. Jedním z takových faktorů, který má silný účinek, je barva. Je známo, že barvu vidí člověk pouze ve světle, ve tmě nevidíme žádné barvy. Světelné vlny jsou vnímány lidským okem. Vidíme objekty, protože odrážejí světlo a protože naše oko je dokáže tyto odražené paprsky vnímat. Paprsky slunečního nebo elektrického světla - světelné vlny v lidském vizuálním aparátu jsou přeměněny na senzaci. Tato konverze probíhá ve třech fázích: fyzický, fyziologický, psychologický.

Fyzický - emise světla; fyziologický - účinek barvy na oko a jeho přeměna na nervové impulsy směřující do lidského mozku; psychologický - vnímání barev.

Fyzikální stádium formování vizuálního vnímání je přeměna energie viditelného záření různými médii na energii změněného toku záření a je studována fyzikou.

Viditelné záření se nazývá světlo. Světlo je viditelnou součástí elektromagnetického spektra, je to zvláštní případ elektromagnetického záření . Fyzici vtipkují, že světlo je nejtemnějším místem ve fyzice. Světlo má dvojí povahu: během šíření se chová jako vlna a během absorpce a záření - jako proud částic. Světlo tedy patří do vesmíru a barva patří do předmětu. Barva je pocit, který se vyskytuje ve viditelném orgánu osoby, když je vystaven světlu .

Ve vědě o barvě je obvyklé považovat světlo za pohyb elektromagnetické vlny. V oblasti viditelného záření každá vlnová délka odpovídá pocitu nějaké barvy.

Ve spektru bílého slunečního světla je sedm základních barev: červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, modrá, fialová. Oko průměrného pozorovatele je schopno rozlišit kolem 120 barev ve spektru bílého světla. Pro usnadnění barevného označení je obvyklé rozdělit spektrum optického záření do tří zón:

Longwave - od červené k oranžové;

Střední vlna - z oranžové na modrou;

Krátkovlnná - od modré po fialovou.

Toto rozdělení je odůvodněno kvalitativními rozdíly mezi barvami, které se vyskytují v různých oblastech spektra. Každá barva spektra je charakterizována svou vlnovou délkou (tabulka 1), tj. to může být přesně stanoveno vlnovou délkou nebo frekvencí oscilací. Nejkratší vlny jsou fialové, nejdelší červené. Světelné vlny samy o sobě nemají barvu. Barva vzniká pouze tehdy, jsou-li tyto vlny vnímány lidským vizuálním aparátem.

Oko je schopné vnímat vlny o délce 400 až 700 nanometrů (nanometr je jedna miliardtina metru, jednotka měření světelných vlnových délek).

Tabulka 1. Korespondence vlnových délek s barevnými pocity.

Na dvou stranách viditelné části spektra jsou ultrafialové a infračervené oblasti, které nejsou lidským okem vnímány, ale mohou být zachyceny speciálním zařízením (tabulka 2). S pomocí infračerveného záření fungují kamery pro noční vidění a ultrafialové záření, které je pro lidské oko neviditelné, může způsobit značné poškození zraku. Rychlost šíření všech typů vln elektromagnetických vln je přibližně 300 000 km / s.

Tabulka 2. Druhy elektromagnetického záření

Světelné vlny se dostávají do sítnice oka, kde jsou vnímány fotocitlivými receptory, které přenášejí signály do mozku, a již zde existuje pocit barvy. Tento pocit závisí na vlnové délce a intenzitě záření. A všechny objekty, které nás obklopují, mohou buď emitovat světlo (barva), nebo odrazit nebo přenášet světlo dopadající na ně částečně nebo úplně.

Například, pokud je tráva zelená, znamená to, že z celého rozsahu vlnových délek odráží hlavně vlny zelené části spektra a zbytek absorbuje. Když řekneme „tento šálek je červený“, máme na mysli, že pohlcuje všechny paprsky světla kromě těch červených. Samotný pohár nemá žádnou barvu, barva se vytvoří, když svítí. Červený pohár tedy odráží hlavně vlny červené části spektra. Pokud řekneme, že jakýkoli objekt má jakoukoli barvu, znamená to, že ve skutečnosti tento objekt (nebo jeho povrch) má vlastnost odrážet vlny určité délky a odražené světlo je vnímáno jako barva objektu. Pokud objekt zcela omezí dopadající světlo, bude se nám jevit jako černý, a pokud odráží všechny dopadající paprsky - bílý. Je pravda, že poslední prohlášení bude pravdivé, pouze pokud bude světlo bílé, nenatřené. Pokud světlo nabývá jakéhokoli stínu, bude mít odrazný povrch stejný odstín. To lze pozorovat při západu slunce, který zbarví vše kolem karmínových tónů, nebo za soumraku zimní večer, kdy se sníh zdá modrý. Experiment s použitím barvené barvy je docela zvědavě popsán I. Ittenem v jeho knize „The Art of Color“.

Jak vizuální aparát tyto vlny rozpoznává, stále není zcela známo. Víme jen, že různé barvy jsou výsledkem kvantitativních rozdílů ve fotocitlivosti.

V této souvislosti by bylo logické připomenout jinou definici barvy. Barva je různý počet kmitů světelných vln daného světelného zdroje, které naše oko vnímá ve formě určitých pocitů, které nazýváme barvou .

Pocit barvy je vytvořen za podmínky, že v barvě převládá určitá délka vlny. Pokud je však intenzita všech vln stejná, pak je barva vnímána jako bílá nebo šedá. Vlnitý objekt je vnímán jako černý. V tomto ohledu jsou všechny vizuální vjemy barev rozděleny do dvou skupin: chromatická a achromatická.

Achromatické se nazývají bílé, černé barvy a všechny šedé barvy. Jejich spektrum zahrnuje paprsky všech vlnových délek stejně. Pokud převládá jakákoli vlnová délka, stává se tato barva chromatickou. Chromatické barvy zahrnují všechny spektrální a další přírodní barvy. .

2.2. Klíčové barevné funkce

Pro jednoznačnou definici (specifikaci) barvy se často používá systém psychofyzických charakteristik. Zahrnují následující charakteristiky:

Barevný tón,

Světlost;

Nasycení.

Barevný tón - kvalita barev, která mu umožňuje pojmenovat (například červená, modrá atd.) . Je zajímavé, že netrénované oko za jasného denního světla rozlišuje až 180 barevných tónů a rozvinuté lidské oko dokáže rozlišit asi 360 odstínů barev. Achromatické barvy nemají barevný tón.

Lehkost je míra, v níž se daná barva liší od černé. Ve spektrálních barvách je nejsvětlejší žlutá a nejtmavší fialová. V rámci jednoho barevného tónu závisí stupeň světlosti na použití bílé. Lehkost je stupeň vlastní jak chromatickým, tak achromatickým barvám. . Odstíny stejné barvy různé světlosti se nazývají monochromatické. .

Sytost je míra, do které se chromatická barva liší od achromatické barvy stejného jasu. Pokud je tedy čistá spektrální barva, například červená, brána jako 100%, pak při smíchání 70% červené a 30% bílé bude nasycení výsledné směsi 70%. Stupeň vnímání barev závisí na nasycení.

Barvy spektra jsou nejvíce nasycené a nejvíce nasycené z nich jsou fialové a nejméně nasycené žluté.

Achromatické barvy lze nazvat barvami nulové saturace.

Cvičené lidské oko dokáže saturací rozlišit asi 25 odstínů barev, od 65 odstínů světlosti ve vysokém a až 20 ve slabém světle.

Vlastní a nevhodné vlastnosti barev. Barva, tón, lehkost, nasycení se nazývají jejich vlastní kvalitou barev. Vlastní vlastnosti jsou vlastnosti, které jsou mu objektivně vlastní.

Vlastní vlastnosti nejsou barvami objektivně vlastní, ale vznikají jako výsledek emoční reakce v jejich vnímání. Říkáme, že barvy jsou teplé a studené, lehké a těžké, hluché a sonorózní, vystupující a ustupující, měkké a tvrdé. Tyto vlastnosti jsou pro umělce důležité, protože skrze ně se zvyšuje expresivita a emoční nálada díla.

Změna objemu obrazu závisí na sytosti barev (obr. 1) Aktivně nasycenými barvami je obraz objemnější, než jsou barvy nasyceny nebo ztmaveny. Sprej a stmívání nejen snižují barevnou aktivitu, ale také oslabují barevné kontrasty mezi skvrnami. Monochromatický obraz, stejně jako nasycený, může aktivně přenášet objem blízký achromatické verzi.

Obr. 1. Změňte hlasitost obrazu v závislosti na sytosti barev:

а - optimálně nasycené barvy; b - mírně nasycené (zjasněné) barvy; c - achromatická varianta; g - mírně nasycené (tmavé) barvy; d - monochromatický obraz objektu, reliéf, objem a emoční nálada kompozice. Při použití mírně nasycených barev (zesvětlených nebo ztmavlých) bude hlasitost cítit méně než při použití nasycených barev.

Ať už jsme si toho vědomi nebo ne, jsme v neustálé interakci s vnějším světem a přijímáme dopad různých faktorů tohoto světa. Vidíme prostor kolem nás, neustále slyšíme zvuky z různých zdrojů, cítíme teplo a chlad, nevnímáme, že jsme pod vlivem přirozeného záření, a také neustále v radiační zóně, která pochází z velkého množství zdrojů telemetrií, rádiových a telekomunikačních signálů. Téměř všechno kolem nás emituje elektromagnetické záření. Elektromagnetické záření jsou elektromagnetické vlny vytvořené různými emitujícími objekty - nabité částice, atomy, molekuly. Vlny se vyznačují četností opakování, dlouhou, intenzitou a řadou dalších charakteristik. Zde je pouze příklad pro zjištění skutečnosti. Teplo vycházející z hořícího ohně je elektromagnetická vlna, nebo spíše infračervené záření, velmi vysoké intenzity, nevidíme to, ale můžeme to cítit. Lékaři brali rentgen - byli ozářeni elektromagnetickými vlnami s vysokou penetrační silou, ale tyto vlny jsme necítili ani neviděli. Skutečnost, že elektrický proud a všechna zařízení, která pracují v jeho činnosti, jsou zdroji elektromagnetického záření, všichni samozřejmě víte. Ale v tomto článku vám nezačnu vysvětlovat teorii elektromagnetického záření a jeho fyzikální podstatu, pokusím se jednodušeji vysvětlit, co je viditelné světlo a jak se formuje barva objektů, které vidíme. Začal jsem mluvit o elektromagnetických vlnách, abych vám řekl nejdůležitější věc: Světlo je elektromagnetická vlna, která je emitována látkou, která je zahřátá nebo ve vzrušeném stavu. Úlohou takové látky může být slunce, žárovka, LED svítilna, plamen ohně, různé druhy chemických reakcí. Může existovat mnoho příkladů: vy sami je můžete citovat v mnohem větším množství, než jsem napsal. Je nutné objasnit, že pojmem světlo budeme myslet viditelné světlo. Všechny výše uvedené mohou být reprezentovány jako takový obrázek (obrázek 1).

Obrázek 1 - Místo viditelného záření mezi ostatními typy elektromagnetického záření.

Na obrázku 1 viditelné záření ve formě stupnice, která se skládá ze „směsi“ různých barev. Jak jste možná uhodli, tohle je rozsah. Vlnovitá linie (sinusová křivka) prochází celým spektrem (zleva doprava) - jedná se o elektromagnetickou vlnu, která zobrazuje podstatu světla jako elektromagnetické záření. Zhruba řečeno, jakékoli záření je vlna. Rentgen, ionizující, radiové vyzařování (rádia, televizní komunikace) - nezáleží na tom, že jsou to všechny elektromagnetické vlny, pouze každý typ záření má jinou délku těchto vln. Sinusová křivka je pouze grafické znázornění vyzařované energie, která se v průběhu času mění. Toto je matematický popis vyzařované energie. Na obrázku 1 si také můžete všimnout, že zobrazená vlna je v levém rohu mírně komprimovaná a v pravé části rozšířená. To naznačuje, že má různou délku v různých oblastech. Vlnová délka je vzdálenost mezi jeho dvěma sousedními vrcholy. Viditelné záření (viditelné světlo) má vlnovou délku, která se mění od 380 do 780 nm (nanometrů). Viditelné světlo je jen spojkou v jedné velmi dlouhé elektromagnetické vlně.

Od světla po barvu a zpět

Ze školy víte, že pokud dáte skleněný hranol do cesty paprsku slunečního světla, pak většina světla projde sklem a na druhé straně hranolu uvidíte vícebarevné pruhy. To znamená, že zpočátku bylo sluneční světlo - bílý paprsek a po průchodu hranolem bylo rozděleno do 7 nových barev. To naznačuje, že bílé světlo sestává z těchto sedmi barev. Pamatujte, právě jsem řekl, že viditelné světlo (viditelné záření) je elektromagnetická vlna, a tak ty vícebarevné pruhy, které se ukázaly poté, co sluneční paprsek prošel hranolem, jsou samostatné elektromagnetické vlny. To znamená, že se získá 7 nových elektromagnetických vln. Podíváme se na obrázek 2.

Obrázek 2 - Průchod paprsku slunečního světla hranolem.

Každá z vln má svou vlastní délku. Vidíte, vrcholy sousedních vln se neshodují jeden s druhým: protože červená barva (červená vlna) má délku asi 625-740nm, oranžová barva (oranžová vlna) je asi 590-625nm, modrá barva (modrá vlna) je 435-500nm., Nebudu dávat čísla pro zbývající 4 vlny, podstatu, myslím, chápete. Každá vlna je emitována světelná energie, to znamená, že červená vlna emituje červené světlo, oranžovo - oranžovou, zelenou - zelenou atd. Když je všech sedm vln emitováno současně, vidíme spektrum barev. Pokud matematicky sčítáme grafy těchto vln dohromady, dostaneme původní graf elektromagnetické vlny viditelného světla - dostaneme bílé světlo. Můžeme to tedy říci rozsah elektromagnetická vlna viditelného světla je částka vlny různých délek, které, když jsou na sebe navrstveny, dávají původní elektromagnetickou vlnu. Spektrum "ukazuje, z čeho se vlna skládá." Jednoduše řečeno, spektrum viditelného světla je směsí barev, které tvoří bílé světlo (barva). Musím říci, že i jiné typy elektromagnetického záření (ionizující, rentgenové, infračervené, ultrafialové atd.) Mají také svá vlastní spektra.

Jakékoli záření může být reprezentováno ve formě spektra, ačkoli v jeho složení nebudou takové barevné čáry, protože člověk není schopen vidět jiné typy záření. Viditelné záření je jediným typem záření, které člověk vidí, proto se toto záření nazývalo - viditelné. Energie určité vlnové délky sama o sobě však nemá žádnou barvu. Lidské vnímání elektromagnetického záření ve viditelném rozsahu spektra je způsobeno skutečností, že receptory schopné reagovat na toto záření jsou umístěny v lidské sítnici.

Ale je to pouze přidáním sedmi základních barev, abychom získali bílou? Vůbec ne. Na základě vědeckého výzkumu a praktických experimentů bylo zjištěno, že všechny barvy, které lidské oko dokáže vnímat, lze získat smícháním pouze tří základních barev. Tři základní barvy: červená, zelená, modrá. Pokud smícháním těchto tří barev získáte téměř jakoukoli barvu, můžete získat bílou! Podívejte se na spektrum znázorněné na obrázku 2, na spektru jsou jasně viditelné tři barvy: červená, zelená a modrá. Právě tyto barvy jsou základem barevného modelu RGB (červená zelená modrá).

Podívejme se, jak to funguje v praxi. Vezměte 3 světelné zdroje (bodová světla) - červená, zelená a modrá. Každý z těchto reflektorů emituje pouze jednu elektromagnetickou vlnu určité délky. Červená - odpovídá emisi elektromagnetické vlny o délce asi 625-740nm (spektrum paprsku sestává pouze z červené), modrá emituje vlnu délky 435-500nm (spektrum paprsku sestává pouze z modré barvy), zelená - 500-565nm (pouze zelené ve spektru paprsku ) Tři různé vlny a nic jiného, \u200b\u200bneexistuje žádné vícebarevné spektrum a doplňkové barvy. Nyní nasměrujeme reflektory tak, aby se jejich paprsky částečně vzájemně překrývaly, jak je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 3 - Výsledek překrývající se červené, zelené a modré barvy.

Podívejte se na průnik světelných paprsků mezi sebou, vytvořily se nové světelné paprsky - nové barvy. Zelená a červená tvořila žlutá, zelená a modrá azurová, modrá a červená purpurová. Změnou jasu světelných paprsků a kombinací barev můžete získat širokou škálu barevných tónů a odstínů barev. Věnujte pozornost středu průniku zelené, červené a modré: ve středu uvidíte bílou. Ten, o kterém jsme nedávno mluvili. bílá barva Je součet všech barev. Je to „nejsilnější barva“ všech barev, které vidíme. Opak bílé je černý. Černá barva - to je vůbec úplná absence světla. To znamená, že tam, kde není světlo - tam je tma, tam všechno zčerná. Příkladem toho je ilustrace 4.

Obrázek 4 - Nedostatek světelného záření

Nějak nepostřehnutelně přecházím z pojmu světlo do pojmu barva a nic vám neřeknu. Je čas to objasnit. Zjistili jsme to lesk - jedná se o záření vyzařované zahřátým tělem nebo ve vzrušeném stavu látkou. Hlavními parametry zdroje světla jsou vlnová délka a intenzita světla. Barva Je kvalitativní charakteristikou tohoto záření, které je určováno na základě vznikajících vizuálních pocitů. Vnímání barvy samozřejmě závisí na osobě, jeho fyzickém a psychickém stavu. Budeme ale předpokládat, že se cítíte dostatečně dobře, přečtěte si tento článek a dokážete od sebe rozlišit 7 barev duhy. Poznamenávám, že v tuto chvíli mluvíme konkrétně o barvě světelného záření, nikoliv o barvě objektů. Obrázek 5 ukazuje parametry barvy a světla závislé na sobě.

Obrázky 5 a 6 - Závislost barevných parametrů na zdroji záření

Existují základní charakteristiky barvy: barevný tón (odstín), jas (jas), jas (světlost), sytost (sytost).

Odstín

- Toto je hlavní charakteristika barvy, která určuje jeho polohu ve spektru. Nezapomeňte na našich sedm barev duhy - jinými slovy, 7 barevných tónů. Červený barevný tón, oranžový barevný tón, zelený barevný tón, modrý atd. Může být dost barevných tónů, jako příklad jsem uvedl 7 barev duhy. Je třeba poznamenat, že barvy, jako je šedá, bílá, černá a také odstíny těchto barev, nepatří do pojmu barevného tónu, protože jsou výsledkem smíchání různých barevných tónů.

Jas

- Charakter, který ukazuje jak silný je vyzařována světelná energie jednoho nebo druhého barevného tónu (červená, žlutá, fialová atd.). A pokud to vůbec nevyzařuje? Pokud není vyzařována, znamená to, že neexistuje, ale není tam žádná energie - není tam žádné světlo a tam, kde není žádné světlo, je černá barva. Jakákoli barva s maximálním snížením jasu se stane černou. Například řetězec pro snížení jasu červené: červená - šarlatová - vínová - hnědá - černá. Například maximální zvýšení jasu stejné červené barvy poskytne „maximální červenou barvu“.

Světlost

- Stupeň blízkosti barvy (odstín) k bílé. Jakákoli barva s maximálním zvýšením světlosti zbělá. Například: červená - malinová - růžová - světle růžová - bílá.

Nasycení

- Stupeň blízkosti barvy k šedé. Šedá je střední barva mezi bílou a černou. Šedá barva se vytvoří smícháním stejné množství červené, zelené a modré se snížením jasu zdrojů záření o 50%. Nasycení se mění nepřiměřeně, to znamená, že snížení nasycení na minimum neznamená, že jas zdroje bude snížen na 50%. Pokud je barva již tmavší než šedá, se snížením sytosti bude ještě tmavší a při dalším poklesu zcela zčerná.

Barevné vlastnosti, jako je odstín, jas a nasycení, jsou jádrem barevného modelu HSB (nazývaného také HCV).

Abyste porozuměli těmto barevným charakteristikám, zvažte barevnou paletu grafického editoru Adobe Photoshop na obrázku 7.

Obrázek 7 - Adobe Photoshop Color Picker

Pokud se na obrázek podíváte opatrně, najdete malý kruh, který se nachází v pravém horním rohu palety. Tento kruh ukazuje, která barva je vybrána na paletě barev, v našem případě je červená. Pojďme to správně. Nejprve se podívejte na čísla a písmena, která jsou umístěna v pravé polovině obrázku. Toto jsou parametry barevného modelu HSB. Nejvyšší písmeno je H (odstín, barevný tón). Určuje polohu barvy ve spektru. Hodnota 0 stupňů znamená, že se jedná o nejvyšší (nebo nejnižší) bod v barevném kolečku - to znamená, že je červený. Kruh je rozdělen do 360 stupňů, tj. ukáže se, že má 360 barevných tónů. Další písmeno je S (nasycení). Uváděli jsme hodnotu 100% - to znamená, že barva bude „přitlačena“ k pravému okraji barevné palety a má nejvyšší možnou saturaci. Následuje písmeno B (jas, jas) - ukazuje, jak vysoký je bod v paletě barev a charakterizuje intenzitu barev. Hodnota 100% znamená, že intenzita barev je maximální a bod je „tlačen“ k hornímu okraji palety. Písmena R (červená), G (zelená), B (modrá) jsou tři barevné kanály (červený, zelený, modrý) modelu RGB. Každý v každém z nich označuje číslo, které udává množství barvy v kanálu. Pamatujte si příklad s bodovými světly na obrázku 3, pak jsme zjistili, že jakoukoli barvu lze získat smícháním tří světelných paprsků. Zapisováním číselných dat do každého kanálu jednoznačně určíme barvu. V našem případě je 8bitový kanál a čísla v rozsahu od 0 do 255. Čísla v kanálech R, G, B ukazují intenzitu světla (jas barev). V našem kanálu R je uvedena hodnota 255, což znamená, že se jedná o čistě červenou barvu a má maximální jas. V kanálech G a B jsou nuly, což znamená úplnou absenci zelené a modré barvy. V dolním grafu je vidět kombinace kódů # ff0000 - to je barevný kód. Jakákoli barva v paletě má svůj vlastní hexadecimální kód, který definuje barvu. Existuje nádherný článek Teorie barev v číslech, ve kterém autor vypráví, jak určit barvu pomocí hexadecimálního kódu.
Na obrázku si také můžete všimnout přeškrtnutých polí číselných hodnot s písmeny „lab“ a „CMYK“. Jedná se o 2 barevné prostory, podle nichž lze barvy také charakterizovat, probíhá o nich samostatná diskuse a v této fázi není třeba se do nich ponořit, dokud na to nepřijdete s RGB.
Můžete otevřít paletu barev Adobe Photoshop a experimentovat s hodnotami barev v polích RGB a HSB. Všimněte si, že změna číselných hodnot v kanálech R, G a B vede ke změně číselných hodnot v kanálech H, S, B.

Barva objektu

Je čas mluvit o tom, jak se ukáže, že objekty kolem nás nabírají barvu a proč se mění s různým osvětlením těchto objektů.

Objekt lze vidět pouze v případě, že odráží nebo přenáší světlo. Pokud je objekt téměř úplně absorbuje dopadající světlo, pak předmět vezme Černá barva. A když je objekt odráží téměř veškeré dopadající světlo bílá barva. Můžeme tedy okamžitě dojít k závěru, že barva objektu bude určena číslem absorbované a odrazené světlokterým je tento objekt osvětlen. Schopnost odrážet a absorbovat světlo je určována molekulární strukturou látky, jinými slovy, fyzikálními vlastnostmi předmětu. Barva položky „není v ní přirozeně položena“! Z přírody jsou v něm kladeny fyzikální vlastnosti: odrážejí se a absorbují.

Barva objektu a barva zdroje záření jsou neoddělitelně spojeny a tento vztah je popsán třemi podmínkami.

- První podmínka:Barva objektu může mít pouze přítomnost světelného zdroje. Pokud nebude světlo, nebude zbarvena! Červená barva ve sklenici bude vypadat černá. V temné místnosti nevidíme ani nerozlišujeme barvy, protože tam nejsou. Černá barva celého okolního prostoru a objektů v něm bude černá.

- Druhá podmínka: Barva objektu závisí na barvě světelného zdroje. Pokud je zdrojem světla červená LED, budou mít všechny objekty osvětlené tímto světlem pouze červenou, černou a šedou barvu.

- A konečně třetí podmínka: Barva objektu závisí na molekulární struktuře látky, ze které je předmět složen.

Zelená tráva vypadá jako zelená, protože když je osvětlena bílým světlem, absorbuje červenou a modrou vlnu spektra a odráží zelenou vlnu (obrázek 8).

Obrázek 8 - Odraz zelené vlny spektra

Banány na obrázku 9 vypadají žluté, protože odrážejí vlny ležící ve žluté oblasti spektra (žlutá vlna spektra) a absorbují všechny ostatní vlny ve spektru.

Obrázek 9 - Odraz žluté vlny spektra

Pes zobrazený na obrázku 10 je bílý. Bílá barva je výsledkem odrazu všech vln ve spektru.

Obrázek 10 - Odraz všech vln spektra

Barva objektu je barva odrazené vlny spektra. Takto objekty získají barvu, kterou vidíme.

Následující článek se zaměří na novou barevnou funkci -

V přírodě neexistují žádné květiny samy o sobě. Každý odstín, který vidíme, nastavuje určitou vlnovou délku. je tvořen pod vlivem nejdelších vln a je jednou ze dvou ploch viditelného spektra.

O povaze barev

Vzhled určité barvy lze vysvětlit fyzikálními zákony. Všechny barvy a odstíny jsou výsledkem zpracování mozku informací vstupujících do očí ve formě světelných vln různých délek. V nepřítomnosti vln lidé vidí a při jediné expozici celému spektru - bílé.

Barvy objektů jsou určeny schopností jejich povrchů absorbovat vlny určité délky a odrazit všechny ostatní. Osvětlení také záleží: čím jasnější je světlo, tím intenzivnější jsou vlny, a tím jasnější je vzhled objektu.

Lidé jsou schopni rozlišit více než sto tisíc květin. Šarlatové, vínové a třešňové odstíny, které mnozí milují, tvoří nejdelší vlny. Aby však lidské oko mohlo vidět červenou barvu, nemělo by přesáhnout 700 nanometrů. Za tímto prahem začíná infračervené spektrum neviditelné pro člověka. Opačný okraj, oddělující fialové odstíny od ultrafialového spektra, je asi 400 nm.

Barevná škála

Spektrum barev jako jejich kombinace, rozložené ve vzestupném pořadí vlnových délek, objevil Newton během jeho slavných experimentů s hranolem. Byl to on, kdo identifikoval 7 jasně rozlišitelných barev, a mezi nimi - 3 primární. Červená barva označuje rozlišitelné i základní. Všechny odstíny, které lidé odlišují, jsou viditelnou oblastí obrovského elektromagnetického spektra. Barva je tedy elektromagnetická vlna určité délky, ne kratší než 400, ale ne delší než 700 nm.

Newton poznamenal, že světelné paprsky různých barev měly různé stupně lomu. Abych to řekl správně, sklo je lomilo jinak. Maximální rychlost paprsků procházejících látkou a v důsledku toho i nejmenší lom byla podporována nejdelší vlnovou délkou. Červená je viditelný odraz nejméně lomených paprsků.

Červené vlny

Elektromagnetická vlna je charakterizována takovými parametry, jako je délka, frekvence a vlnovou délkou (A), je obvyklé znamenat nejmenší vzdálenost mezi jejími body, které oscilují ve stejných fázích. Základní jednotky měření vlnové délky:

mikrony (1/1000000 metrů);
milimikron nebo nanometr (1/1000 mikronu);
angstrom (1/10 milimikron).

Maximální možná vlnová délka červená je 780 mmk (7800 angstromů) při průchodu vakuem. Minimální vlnová délka tohoto spektra je 625 mmk (6250 angstromů).

Dalším významným ukazatelem je frekvence kmitání. To je ve vzájemném vztahu s délkou, takže vlna může být specifikována kteroukoli z těchto veličin. Frekvence červených vln se pohybuje od 400 do 480 Hz. Fotonová energie v tomto případě tvoří rozmezí od 1,68 do 1,98 eV.

Červená teplota

Stíny, které člověk podvědomě vnímá jako teplé nebo chladné, z vědeckého hlediska mají zpravidla opačný teplotní režim. Barvy spojené se slunečním světlem - červená, oranžová, žlutá - jsou považovány za teplé a naopak - za studené.

Teorie záření však dokazuje opak: červené odstíny jsou mnohem nižší než modré. Ve skutečnosti je to snadné potvrdit: horké mladé hvězdy mají vybledlé hvězdy - červené; kov, když se žhavé světlo nejprve změní na červené, pak žluté a poté bílé.

Podle Wienova zákona existuje inverzní vztah mezi stupněm zahřívání vlny a její délkou. Čím silnější se objekt zahřívá, tím větší je energie způsobená zářením z oblasti krátkých vln a naopak. Zbývá jen připomenout, kde ve viditelném spektru existuje největší vlnová délka: červená zaujímá polohu kontrastující s modrými tóny a je nejméně teplá.

Odstíny červené

V závislosti na konkrétní hodnotě vlnové délky má červená barva různé odstíny: šarlatový, malinový, vínový, cihlový, třešňový atd.

Odstín je charakterizován 4 parametry. Jsou to například:

Tón je místo, které zabírá barva ve spektru mezi 7 viditelnými barvami. Délka elektromagnetické vlny určuje tón.
Jas - je určen silou vyzařování energie určitého barevného tónu. Extrémní snížení jasu vede ke skutečnosti, že člověk vidí černou. S postupným zvyšováním jasu se za ním objevuje vínová, po - šarlatová a s maximálním zvýšením energie - jasně červená.
Luminosity - charakterizuje blízkost stínu k bílé. Bílá barva je výsledkem míchání vln různých spekter. Při postupném zvyšování tohoto účinku se červená barva změní na malinu, poté na růžovou, poté na světle růžovou a nakonec na bílou.
Sytost - určuje vzdálenost barev od šedé. Šedá v přírodě jsou tři základní barvy smíchané v různých množstvích, přičemž se snižuje jas emisí světla na 50%.

\u003e Viditelné světlo

Definice

Cíl učení

Podmínky

Klíčové body

Definice

Viditelné světlo - část elektromagnetického spektra přístupná lidskému oku (390 - 750 nm).

Cíl učení

Naučte se rozlišovat 6 rozsahů viditelného spektra.

Optické okno je viditelná oblast v elektromagnetickém spektru, která prochází atmosférickou vrstvou.
Spektrální barva - je tvořena jedinou vlnovou délkou světla ve viditelném spektru nebo relativně úzkým pásmem vlnových délek.
Viditelné světlo je součástí elektromagnetického spektra (mezi IR a UV) přístupným lidskému oku.

Klíčové body

Viditelné světlo se vytváří díky vibracím a rotacím atomů a molekul, jakož i elektronickému přenosu uvnitř nich.
Barvy jsou zodpovědné za specifické čisté vlnové délky. Červená je nejnižší frekvence a nejdelší vlny a fialová je nejvyšší frekvence a nejkratší délky.
Barvy vytvořené ve viditelném světle úzkého pásma vlnových délek se nazývají čisté spektrální barvy: fialová (380-450 nm), modrá (450-495 nm), zelená (495-570 nm), žlutá (570-590 nm), oranžová ( 590-620 nm) a červené (620-750 nm).
Viditelné světlo proniká optickým sklem, takže atmosférická vrstva nemá významný odpor.
Část elektromagnetického spektra používaného ve fotosyntetických organismech se nazývá fotosynteticky aktivní oblast (400 - 700 nm).

Zjistěte definici a charakteristiku viditelné světlo: vlnová délka, rozsah elektromagnetického záření, frekvence, schéma barevného spektra, vnímání barev.

Viditelné světlo

Viditelné světlo je součástí elektromagnetického spektra přístupného lidskému oku. Elektromagnetické záření tohoto rozsahu se jednoduše nazývá světlo. Oči reagují na viditelné vlnové délky 390-750 nm. Ve frekvenci to odpovídá pásmu 400-790 THz. Přizpůsobené oko obvykle dosahuje maximální citlivosti 555 nm (540 THz) v zelené oblasti optického spektra. Ale samotné spektrum nevyhovuje všem barvám zachyceným očima a mozkem. Například barvy jako růžová a fialová jsou vytvářeny kombinací několika vlnových délek.

Zde jsou hlavní kategorie elektromagnetických vln. Dělicí čáry se na některých místech liší, zatímco jiné kategorie se mohou překrývat. Mikrovlny zabírají vysokofrekvenční sekci rádiového úseku elektromagnetického spektra

Viditelné světlo vytváří vibrace a rotace atomů a molekul, jakož i elektronický transport v nich. Tyto přepravy používají přijímače a detektory.

Malá část elektromagnetického spektra spolu s viditelným světlem. Oddělení infračerveného, \u200b\u200bviditelného a ultrafialového záření není 100% rozlišovací

Horní obrázek ukazuje část spektra s barvami, které jsou zodpovědné za specifické čisté vlnové délky. Červená je nejnižší frekvence a nejdelší vlny a fialová je nejvyšší frekvence a nejkratší vlnové délky. Záření solárního černého těla dosahuje svého maxima ve viditelné části spektra, ale je nejintenzivnější v červené barvě než ve fialové, takže se nám hvězda zdá žlutá.

Barvy získané světlem úzkého pásma vlnových délek se nazývají čistě spektrální. Nezapomeňte, že každý z nich má mnoho odstínů, protože spektrum je spojité. Všechny obrázky poskytující data s vlnovými délkami se liší od těch, které jsou přítomny ve viditelné části spektra.

Viditelné světlo a pozemská atmosféra

Viditelné světlo proniká optickým oknem. Toto je „místo“ v elektromagnetickém spektru, které přenáší vlny bez odporu. Jako příklad si můžeme připomenout, že vrstva vzduchu rozptyluje modře lépe než červená, takže se nám obloha zdá modrá.

Optické okno se také nazývá viditelné, protože překrývá spektrum dostupné lidem. To není náhoda. Naši předkové vyvinuli vizi, která je schopna používat obrovské množství vlnových délek.

Díky optickému oknu si můžeme užívat relativně mírných teplotních podmínek. Funkce slunečního jasu vrcholí ve viditelném rozsahu, který se pohybuje nezávisle na optickém okně. Proto se povrch zahřívá.

Fotosyntéza

Evoluce zasáhla nejen lidi a zvířata, ale také rostliny, které se naučily správně reagovat na části elektromagnetického spektra. Vegetace tak přeměňuje světelnou energii na chemickou energii. Fotosyntéza využívá k vytvoření kyslíku plyn a vodu. Toto je důležitý proces pro veškerý aerobní život na planetě.

Tato část spektra se nazývá fotosynteticky aktivní oblast (400-700 nm), překrývající se s rozsahem lidského vidění.