Цветное зрение и зрительное восприятие

В процессе зрительного восприятия выделяют три стадии: физическую, физиологическую и психофизиологическую.

На физической стадии оптическая система глаза отображает на светочувствительный слой — сетчатку глаза— оптическое изображение рассматриваемого объекта. В сетчатке возникают первичные цветоделенные сигналы (синий, зеленый, красный). Эта стадия зрительного восприятия подобна этапу фотографирования, когда в съемочной камере экспонируются сине-, зелено- и красно-чувствительный слои цветной пленки и в них создаются скрытые изображения.

Физическая сущность зрительного восприятия достаточно хорошо изучена, и знания в этой области широко используются при создании техники и технологии цветовоспроизведения.

К физиологической стадии зрительного восприятия относится адаптация глаза к условиям освещения. Этот процесс подобен фотографическому процессу экспонирования и проявления, когда из скрытых изображений образуются однокрасочные изображения, одинаковые или различные по контрастности и экспозиции. Знания физиологии зрения необходимы для совершенствования техники, а также для получения хорошего изображения фотографируемых объектов с учетом реальных условий рассматривания и освещения.

К психофизиологической стадии относятся многие сложные процессы формирования зрительного образа: опознания предметов, их расположения и перемещения. Для практики фотолюбительских съемок важное значение имеют эффекты внимательного рассматривания, а также закономерности зрительного восприятия изображения как художественного произведения.

Цветное зрение

Оптическая система глаза. Глаз человека состоит из оптической части и светочувствительного слоя — сетчатки.

Процесс зрительного восприятия можно сравнить с телевизионной камерой, которая имеет два приемника: один — трехцветный, с угловым размером 2°, а другой — черно-белый, с большим угловым зрением. Процесс рассматривания сводится к перемещению центра внимания с одной сюжетно важной детали на другую при многократном повторении этого пути. Отличие от телевизионной ситемы состоит в том, что перемещение происходит не по строчкам, как на экране телевизора, а от одной детали к другой, чаще по контурам рассматриваемых предметов.

Палочковые рецепторы, создающие черно-белый образ объекта, примерно в 10 раз чувствительнее колбочковых рецепторов. Поэтому при ярком освещении действует главным образом колбочковый аппарат зрения, и рассматриваемый объект мы видим цветным. При понижении освещенности колбочковый аппарат начинает работать с «недодержкой», и поэтому мы не различаем цветов в тенях объекта. В первую очередь исчезают пурпурно-красные, затем оранжево-желтые цветовые различия.

При дальнейшем понижении освещенности, когда светочувствительность колбочек недостаточна для формирования цветного зрительного образа, мы видим весь объект в черно-белых тонах. Поэтому палочковое зрение называется сумеречным. При сумеречном зрении все цвета мы видим ахроматическими. Недаром говорят: «Ночью все кошки серы». При фотосъемке, и в частности при выборе освещения, необходимо учитывать двойственность зрительного образа, а именно: сюжетно важные детали, на которые следует направить внимание зрителя, должны изображаться более резко и с большим цветовым контрастом.

Эффект усиления ахроматичности изображения при понижении яркости деталей и освещенности объекта имеет большое значение для цветового построения фотоснимка. Для того чтобы сосредоточить взгляд на сюжетно важных деталях, они должны быть ярче освещены, на них сильнее должны быть выявлены цветовые контрасты.

Если требуется создать ощущение яркого освещения, все детали как в светах. так и в тенях объекта должны быть одинаково контрастно проработаны. Если же в фотоснимке требуется создать ощущение пониженной освещенности, контрастность изображения в тенях объекта должна быть понижена, а в светах повышена.

Теория цветного (рения. Трехцветная теория цветного фения, основанная Ломоносовым, впоследствии была развита Юнгом. Гельмгольцем и другими учеными. Согласно этой теории в сетчатке глаза, а точнее, в ее центральном участке имеются три типа рецепторов, одни из которых чувствительны к синим излучениям, другие — к зеленым, третьи — к красным. В результате воздействия света на эти элементы создаются соответственно три сигнала, подобные тем. которые получаются при фотогра-фировании через синий, зеленый и красный светофильтры. Благодаря разнице возбуждений трех нервных окончаний мы видим все многообразие цветов: одни из них мы воспринимаем синими, другие — сине-зелеными и т. д. Эта модель цветного зрения применима к центральному участку сетчатки, где имеются только колбочковые рецепторы. Опытами удалось определить спектральные чувствительности трех колбочковых рецепторов. Установлено также, что в результате преобразования первичных сигналов, поступающих от колбочковых рецепторов, в сетчатке глаза создаются сигналы, соответствующие трем цветоде-ленным изображениям, подобным тем. которые получаются при съемке за тремя светофильтрами.

Таким образом, все трехцветные способы цветной фотографии базируются на трехцветной теории зрения. Вместе с тем некоторые эффекты зрительного восприятия не могут быть объяснены трехцветной теорией зрения и требуют учета палочкового зрения. Поэтому разработка новых теорий цветного зрения, как и модернизация существующих, продолжается, поскольку для разных способов более удобными оказываются разные модели. Например, для четырехкрасочных полиграфических процессов в некоторых случаях имеет смысл учитывать взаимодействие палочкового и колбочкового зрения.

Четырехцветная модель, учитывающая влияние палочковых рецепторов, позволяет объяснить допустимость прямо пропорционального уменьшения насыщенности всего многообразия цветов. Она объясняет также допустимость черно-белых изображений, так как при слабом сумеречном освещении все объекты мы видим черно-белыми благодаря колбочковому зрению.

Помимо трехцветной теории зрения существует еще теория доминантных цветов, которая объясняет некоторые факты, весьма важные для художественного воспроизведения. Например, наибольшую различимость зеленых и красных и меньшую различимость синих и желтых Цветов.

Следует заметить, что среди окружающих предметов весьма редко встречаются сине-пурпурные, а также сине-зеленые цвета, именно поэтому для нас привычнее зелено-красные контрасты, чем контрасты дополнительных цветов с пурпурно-синими и сине-зелеными цветами.

Зрительное восприятие определяется не только спектральной чувствительностью рецепторов, но и градационными преобразованиями сигналов, создаваемых этими рецепторами. Градационные преобразования сигналов в сетчатке глаза подобны тем, которые происходят в фотографическом процессе — при экспонировании и проявлении скрытого изображения,— они существенно зависят от освещенности объекта.