История развития науки о цвете
С древних времен ученые пытались объяснить природу цвета. Однако вплоть до 60–х гг. XVIIв. Существовали самые неправдоподобные теории этого явления.
Еще Аристотель (384–322 гг. до н.э.) считал, что причиной возникновения цветов является смешение света с темнотой. Подобные теории выдвигались и значительно позднее такими учеными, как Рене Декарт (1596–1650), Иоган Кеплер (1571–1630), Роберт Гук (1635–1703). Причину цвета многие ученые того времени связывали со свойствами самого света, а не с работой глаза.
В 1664–1668 гг. Исаак Ньютон (1643–1727) провел серию опытов по изучению солнечного света и причин возникновения цветов. Результаты исследований были опубликованы в 1672 г. Под названием "Новая теория света и цветов". Этой работой Ньютон заложил основу современных научных представлений о цвете.
Хотя с тех пор наука о цвете получила большое развитие, многие положения, установленные Ньютоном, не утратили своего значения до наших дней. Поэтому, стоит рассмотреть их более подробно.
Впервые наиболее близко к объяснению трехцветной природы зрения подошел великий русский ученый М.В. Ломоносов (1711–1765) в своем сочинении "Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющую" (1765г.).
Но только Томас Юнг (1773–1829, английский физик и врач) в 1802г. Впервые объяснил многообразие воспринимаемых цветов строением глаза. Юнг считал, что в глазу находятся три вида светочувствительных окончаний нервных волокон. Действие света приводит к их раздражению. При раздражении волокон каждого отдельного вида возникают ощущения красного, зеленого и фиолетового цвета. При раздражении нервных волокон всех видов возникают ощущения всевозможных других цветов, которые можно рассматривать как смеси трех цветов основных раздражений.
Юнг первый правильно назвал одну из триад основных цветов: красного, зеленого, фиолетового. Для определения сложных цветов он предложил пользоваться графиком, подобным цветовому кругу, но имеющим форму треугольника, в вершинах которого находятся точки трех основных цветов.
Свое подтверждение и дальнейшее развитие трехцветная теория получила в середине XIXв. в работах Германа Гельмгольца (1821–1894, немецкий физик и физиолог, впервые дал математическую формулировку закона сохранения энергии) и Джеймса Клерка Максвелла (1831–1879, английский физик, открыл электромагнитную природу света.).
После Максвелла многие исследователи производили измерения для выражения всех спектральных цветов количествами трех основных. Достаточно точные данные были получены только в 1930–1931гг. Райтом и Гилдом, которые выполняли свои измерения независимо друг от друга. При этом в качестве излучений трех основных цветов они брали совершенно разные излучения: в опытах Райта это были однородные излучения, в опытах Гилда — сложные излучения, проходящие через светофильтры. Их опытные данные после пересчета на единую триаду основных цветов очень хорошо совпали. В 1931г. Конгресс МОК (Международная Осветительная Комиссия) принял эти данные в качестве основы для международных систем измерения цветов RGB и XYZ. Система XYZ остается до сего времени основной практической системой измерения цветов.
Рядом исследователей были рассчитаны спектральные чувствительности трех приемников глаза. В 1947г. Гранит провел опыты на живом глазу у некоторых животных, обладающих цветовым зрением. В результате опытов он обнаружил наличие в глазу животных трех видов приемников: сине–, зелено– и красно–чувствительного. Таким образом подтвердилась трехцветная теория Юнга, которая хотя и была очень достоверной, но все же оставалась гипотезой.
Попытки применить на практике научные открытия в области природы цвета предпринимались еще на основании работ Ньютона. Так, через три года после смерти Ньютона (в 1730г.) французский гравер Ле Блон пытался получить многоцветные гравюры, используя семь основных цветов Ньютона. Однако он убедился, что при этом можно ограничиться всего тремя цветами.
В 1855г. Максвелл впервые указал на возможность применения принципов трехцветной теории зрения в практике воспроизведения цветных изображений. В 1861г. Он впервые продемонстрировал цветную фотографию, полученную трехцветным способом. Эта фотография была получена аддитивным смешением.
В конце XIXв. Дю–Орон разработал принципы способов цветовой субтрактивной репродукции, включая схему современного способа цветной фотографии на трехслойных пленках и цветной печати. Однако общий уровень развития техники того времени не позволял широко их применить. Раньше других способов начала применяться на практике цветная печать (в конце XIX — начале XXв.). Однако цветную печать скорее можно было отнести к искусству хромолитографии, чем к технике. Лишь в середине 30–х годов началось освоение современных промышленных методов цветной печати и цветной фотографии, основанных на методах трехцветного воспроизведения. В настоящее время эти методы нашли широчайшее применение в цветном телевидении и компьютерной технике, и, конечно, в интересующей нас область — представление информации в Интернет.
Но не будем спешить, и рассмотрим сначала процесс зрения — Цветового зрения.