Все ахроматические цвета (белый, черный и ряд серых) отличаются друг от друга по одной характеристике, которая определяется коэффициентом отражения (отношением количества отраженного света ко всему падающему), выраженным в процентах. Так, чистый снег отражает около 90 % падающего света, белая бумага — 85%, черная краска — 2%. Эта характеристика воспринимается нами как светлота, или как степень приближения к белому (отдаления от черного).

Хроматические цвета мы различаем по трем основным характеристикам: цветовому тону, светлоте и насыщенности.

Цветовой тон — это такое качество цвета (то, что мы называем «синий», «красный» и т. д.), которое делает его похожим на один из спектральных или пурпурных цветов. Цветовой тон зависит от спектрального состава лучей, идущих от предмета.

Для монохроматических излучений цветовой тон выражается длиной волны X этого излучения в нм; для излучений сложного состава — длиной волны монохроматического излучения, одинакового по цвету с данным излучением, имеющим сложный состав. Поскольку в спектре отсутствует группа пурпурных цветов, занимающих промежуточное положение между красным и фиолетовым, их цветовой тон выражают длиной волны дополнительного цвета, в частности, какого-либо из зеленых, обычно обозначаемой штрихом или знаком минус. Например, 520» нм или — 530 нм.

Считается, что по цветовому тону глаз различает в спектре около 130 цветов, кроме того, около 20 пурпурных.

Хроматические цвета различаются также и по светлоте. Очевидно, что любой краской молено получить целый ряд цветов от светлых до темных. Светлота хроматических цветов, так же как и ахроматических, определяется отношением количества лучей отраллейных к количеству лучей падающих. Обозначается она буквой р и выражается в процентах.

Светлоту, как и другие параметры цвета, определяют обычно при помощи специальных приборов, например колориметров.

Можно ее определить и путем сравнения данного цвета с ахроматической (серой) шкалой, ступени которой заранее промерены. Светлота хроматического цвета выражается коэффициентом отражения ахроматического, одинакового с ним по светлоте. Подравнивание окрашенных поверхностей по светлоте при некотором навыке легко производится на глаз.

Полагают, что человеческий глаз по светлоте способен различать около 100 ступеней.

Светлоту не следует путать с яркостью. Светлота — величина относительная, выражается в процентах, и ее значение не зависит от силы освещения. Яркость же связана с количеством световой энергии и выражается в энергетических единицах, следовательно, она зависит от освещенности. Например, черная бумага в летний солнечный день может иметь большую яркость, чем чистый снег в зимний пасмурный день. Светлота, или относительная яркость, безусловно, более удобная характеристика для сравнения цветов, чем их яркость.

Насыщенностью называется степень отличия хроматического цвета от ахроматического, одинакового с ним по светлоте. Это — степень выраженности цветового тона, степень избирательности поглощения (пропускания) по спектру. Чем красный цвет краснее, тем он насыщеннее.

Измеряется насыщенность числом порогов (едва различимых ступеней) от данного цвета до ахроматического, одинакового с ним по светлоте. Глаз различает от 4 до 25 порогов по насыщенности в зависимости от цвета краски и других условий.

К понятию насыщенность очень близко понятие чистота цвета, которую называют еще колориметрической насыщенностью. Чистота определяется как доля чистого спектрального цвета в смеси равноярких спектрального и белого или как отношение спектральной составляющей к общей яркости цвета. Чистота обозначается буквой Р и выражается в процентах. Согласно определению, чистота цветов спектра будет равна 100 % (нет примеси белого); чистота белого, серого равна нулю. При измерении цвета его чистоту можно определить более точно, чем насыщенность, поэтому в колориметрии пользуются именно чистотой.

Понятия насыщенность и чистота довольно близки, и при характеристике цвета в большинстве случаев можно пользоваться и тем, и другим, употребляя эти слова как синонимы. Однако эти понятия все же различаются. Так, если все цвета спектра имеют одинаковую чистоту (100%), то насыщенность у некоторых из них разная. Желтый цвет воспринимается как более близкий к белому, чем, например, красный или синий, значит, и насыщенность желтого меньше.

Наглядное представление об изменении насыщенности (чистоты) можно получить из следующего простого опыта. Нужно взять какую-либо цветную краску (например, синюю — ультрамарин) и подобрать совершенно одинаковую с ней по светлоте серую краску. Обе краски нужно брать кроющие, например, гуашевые. При смешении этих двух красок будет получаться ряд цветов, в котором с увеличением доли серой краски насыщенность (чистота) цвета будет уменьшаться. Светлота же всех ступеней ряда будет одинаковой, так как обе смешиваемые краски имели одинаковую светлоту.

Очень наглядно также понижается чистота цветов спектра, если на соответствующий участок спектра направить пучок лучей белого света, не пропущенный сквозь призму. В результате примеси белого процент чистого спектрального цвета понижается, понижается и чистота.

Необходимо подчеркнуть, что, в более строгом понимании, психологически воспринимаемая светлота цвета не может однозначно соответствовать относительной яркости. То же можно сказать и о цветовом тоне и насыщенности. Таким образом, нужно иметь в виду различия мелоду тремя объективными характеристиками цвета — цветовым тоном (Я, нм), чистотой (Р, %), яркостью или относительной яркостью (р, %) и субъективными зрительными характеристиками — цветовым тоном (тем, что мы называем «красный», «синий» и т. д.), насыщенностью и светлотой, как свойствами зрительных ощущений, которые количественно могут быть выражены лишь соответствующими пороговыми величинами.

Совокупность цветового тона и чистоты цвета дают качественную характеристику, называемую цветностью. Яркость (светлота) является количественной характеристикой.

С изменением одной из трех характеристик будет изменяться и цвет, поэтому следует иметь в виду, что если мы замечаем какие-либо различия в цвете, например, видим, что один зеленый несколько светлее другого, значит, мы видим уже два цвета, а не «оттенки» одного цвета, как это часто говорят.

Рассмотрим изменение характеристик цвета на ряде примеров, часто встречающихся в процессе работы с красками. При подмешивании к краске белил уменьшается чистота цвета и возрастает его светлота. Так же меняются характеристики цвета при разбавлении акварельной краски водой.

Подмешивание черной краски понижает только светлоту цвета, не уменьшая его чистоты (чистота, согласно определению, уменьшается с примесью белого). Однако практически черная краска отражает небольшую часть падающего света (около 2 %), и чистота цвета несколько снижается.

Коричневый цвет —это очень темный оранжевый. В этом легко убедиться, если привести во вращение оранжевый и черный сектора на вертушке или к оранжевой краске добавить черную. Если же коричневую бумагу осветить ярким светом.

но смотреть на нее сквозь отверстие, чтобы глаз был в прежних условиях освещения, она будет выглядеть оранжевой.

Для характеристики цвета часто применяют термин «интенсивность». Цвет будет тем более интенсивным, чем более его насыщенность и светлота. Например, из двух цветов с одинаковой светлотой более интенсивным будет тот, у которого больше насыщенность.

Цветовые ряды

В практике оформления карт нередко приходится иметь дело с различными цветовыми рядами — шкалами, ступени которых последовательно изменяются по одной или нескольким цветовым характеристикам.

Цветовые ряды, ступени которых отличаются друг от друга лишь по одной характеристике из трех, называются в цветове-дении частыми рядами (мы их чаще называем однородными). Если же цвета ступеней отличаются по двум или всем трем характеристикам, мы имеем дело сосложными (смешанными) рядами, которых, конечно, в оформлении карт большинство.

Чтобы получить на вертушке однородный ряд цветов, изменяющихся лишь по светлоте, нужно на цветной диск надеть фигуру из черной бумаги, как это показано на рис. 88, б. Аналогичный ряд можно получить и с помощью красок, если на бумаге, окрашенной в какой-либо хроматический цвет, построить ряд сгущения черной краски от самого светлого серого до черного.

Однородный ряд, ступени которого будут изменяться лишь по насыщенности (чистоте) при постоянных цветовом тоне и светлоте, легко получить, если на цветной диск вертушки надеть такую же по форме фигуру, но серого цвета, одинакового по светлоте с хроматическим цветом диска (рис. 88, а). При вращении диска с фигурой получится ряд колец от насыщенного по краю диска до ахроматического в центре круга. На бумаге такой ряд получается, если хроматическую окраску сгущать по ступеням в одну сторону, а серую поверх цветной — в направлении другого конца шкалы. При этом по светлоте все ступени ряда должны быть одинаковыми.

Однородный ряд, ступени которого будут изменяться лишь по цветовому тону, выполняется несколькими цветными красками, причем ступени ряда должны иметь одинаковые светлоту и насыщенность.

Сгущение окраски

Рассмотрим, как происходит изменение основных параметров цвета при сгущении хроматических окрасок. Ряд сгущения цветной краски — не чистый ряд, так как его ступени отличаются по двум характеристикам — светлоте и чистоте. Допустим, мы выполнили ряд сгущения в несколько ступеней синей краски. По мере сгущения окраски светлота ступеней падает. По достижении определенной величины (краска стала почти черной) изменение светлоты глазом уже не отмечается.

Насыщенность со сгущением окраски будет заметно возрастать до момента так называемой полноцветности, затем краска получается настолько темной, что об изменении насыщенности становится судить затруднительно, и создается впечатление ее уменьшения. Однако чистота цвета не уменьшилась. Надо учесть, что по мере более глубокого проникновения лучей белого света в слой цветной краски степень избирательности поглощения цветных лучей зернами пигмента возрастает, цвет становится чистым, но настолько темным (мало лучей выходит из слоя краски), что трудно узнать его цветовой тон. Похожий результат будет, если рассматривать ряд цветных бумаг в темгюй комнате — мы не увидим цветового тона и чистоты цвета из-за очень малой светлоты.

Для красной и большинства других «теплых» красок картина будет несколько иной. Светлота здесь, достигнув определенной величины, при дальнейшем сгущении окраски больше не падает, насыщенность тоже остается на одном уровне. Даже при самом толстом слое краски «цветность» таких красок будет хорошо выражена, что нетрудно отметить, рассматривая набор акварельных красок в плитках или корытцах.

Строго говоря, при увеличении толщины слоя прозрачной краски несколько меняется и ее цветовой тон, а именно — увеличивается доля лучей, наиболее хорошо пропускаемых данным красящим веществом. Для наглядности поясним это таким примером. Допустим, что слой краски определенной толщины пропускает 0,8 лучей сршей части спектра и только 0,2 — красной части. Если толщину слоя увеличить вдвое, то синих лучей уже пройдет 0,8X0,8 = 0,64, а красных — 0,2X0,2 = 0,04. И если первоначально коротковолновых лучей было в 4 раза больше, чем длинноволновых, то стало их в 16 раз больше.

Аналогично, если сгущать прозрачную краску, полученную механическим смешением различных пигментов, начнет преобладать цветовой тон, соответствующий длине волны лучей, более или менее хорошо отражаемых всеми пигментами.

Система наименований цветов

В повседневной жызни нас окружает большое разнообразие цветов (по некоторым данным, наш глаз способен различать около 13 000 различных цветов). Для их обозначения существует большое количество названий: беж, салатный, само и т.д. Составлены специальные таблицы цветов и их названий для более точного наименования цветов, например при различных биологических и других исследованиях.

Однако приведенные названия, во-первых, не передают точной характеристики цвета, во-вторых, количество этих терминов настолько велико, что их очень трудно запомнить, и, в-третьих, даже этого большого количества терминов недостаточно для обозначения всего многообразия цветов.

Поэтому мы рекомендуем как при работе с красками, так и в повседневной жизни пользоваться научно обоснованной системой наименований цветов, которая базируется на параметрах цвета — цветовом тоне, светлоте, насыщенности. Она включает 24 термина, которые позволяют дать наименования 155 различным цветам. Эта система (по Е. Б. Рабкину) * приводится ниже.

Основные наименования цветов Дополнительные термины

(цветовой тон) (насыщенность, светлота)

1. Для хроматических цветов

1. Красный 1, Сильно насыщенный (чистый)

2. Красно-оранжевый 2, Средне насыщенный

3. Оранжевый 3. Слабо насыщенный

4. Оранжево-желтый 4. Светлый

5. Желтый 5. Средней светлоты

6. Желто-зеленый 6. Темный

7. Зеленый

8. Зелено-голубой

9. Голубой

10. Синий

11. Сине-фиолетовый

12. Фиолетовый

13. Фиолетово-пурпурный

14. Пурпурный

15. Пурпурно-красный

2. Для ахроматических цветов

Для серого:

1. Белый 1. Светлый

2. Серый 2. Средней светлоты

3. Черный 3. Темный

Чтобы обозначить какой-либо цвет, нужно назвать его цветовой тон, насыщенность, светлоту. Например: красно-оранжевый, слабо насыщенный, темный. При оформительских работах в картографии приведенного количества терминов недостаточно, поэтому молшо рекомендовать некоторое расширение системы терминов. Так, следует иметь в виду, что оранжево-красный й красно-оранжевый — разные цвета (первый краснее), желто-зеленый— зеленее, чем зелено-желтый, и т. д.

Кроме того, для уточнения цветового тона рекомендуем пользоваться широко известными названиями пигментов красок, например: ультрамариново-синий, киноварно-красный и т. д., поскольку каждому пигменту присущ, определенный цветовой тон.

В картографии широко применяются коричневые краски, например при гипсометрическом оформлении рельефа. И не следует поэтому отказываться от этого названия в пользу более громоздкого, например, желто-оранжевый, средне-насыщенный, темный (по системе Е. Б. Рабкина). Более того, коричневые цвета следует различать по цветовому тону (желто-коричневый, красно-коричневый), по насыщенности и по светлоте.