Ко́лір (ба́рва) — суб'єктивна характеристика сприйняття світлової хвилі, яка ґрунтується на здатності людського зору розрізняти електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль у межах видимого діапазону (довжини хвиль від 380 до 760 нм). Сприйнятий колір (випромінення або об'єкта) залежить від його спектра та від психофізіологічного стану людини.
Розрізняють спектральні і неспектральні кольори (наприклад, пурпуровий або брунатний колір), а також ахроматичні кольори (білий, сірий, чорний). До хроматичних відносяться всі спектральні кольори: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий, пурпуровий зі всіма відтінками й переходами.
Історія вивчення кольору Феномен кольору цікавив людство здавна. Люди намагалися пояснити це явище, з'ясувати його вплив на мозок та психіку. Спроби розробити теорію кольору сягають ще часів Платона й Аристотеля. Питаннями кольористики переймалися такі вчені, як Леонардо да Вінчі, І. Ньютон, Г. Гегель. Значущість в аспекті дослідження кольору, являє трактат Й. В. Гете «Вчення про колір» (1810)Гете И. В. Учение о цвете. Теория познания: пер. с нем. / И. В. Гете. — 2-е изд. — М. : Эдиториал УРСС, 2011. — 200 с. — (Из наследия мировой философской мысли. этика). — ISBN 978-5-397-02025-1, у якому дослідник розкриває «чуттєво-моральну дію» кольору на людину.
Колір став предметом вивчення низки дисциплін, галузей науки та технологій: психофізики, психофізіології, психології сприйняття, оптики, анатомії ока, колориметрії, світлотехніки, теорії фотографії, поліграфії, хімії барвників тощо. Цей перелік знаменує практичну значущість проблематики, пов'язаної з кольором, що зростає з появою нових засобів його відтворення й нових способів використання. Колір є психологічним, емоційним, культурним чинником, і за його допомогою в мистецтві передається емоційний стан людини, її риси характеру, різні соціальні та культурні явища, а також менталітет, соціальні та культурні риси життя народу.
Семантика кольору
Споконвіку колір слугував ритуальним, релігійним цілям. У стародавніх людей, він поєднувався з містичними силами. У християнстві основні кольори — білий, червоний, зелений — представлені в іконописі, мали символічне значення. Білий виражає чистоту і сяйво слави, червоний — символ крові мучеників, зелений означає юність, бадьорість.
Відома метамерія кольору — фізіологічно відповідне відчуття кольору, можна викликати різними наборами світлових .
Поняття «колір», має 2 сенси: воно може стосуватися як психологічного відчуття, зумовленого відбиттям світла від певного об'єкта (помаранчевий апельсин), так і бути однозначною характеристикою самих джерел світла (холодно-біле світло). Тому слід зауважити, що в тих випадках, коли ми хочемо дати колірну характеристику джерел світла, деяких назв кольору просто не існує — так, немає сірого, коричневого, бурого світла.
Фізіологія сприйняття кольору
Відчуття кольору виникає в мозку при збудженні і гальмуванні світлочутливих клітин — рецепторів очної сітківки людини або іншої тварини, колбочках. Вважається (хоча дотепер так ніким і не доведено), що у людей та інших приматів існує три види колбочок, що розрізняються за спектральною чутливістю — ρ (умовно «червоні»), γ (умовно «зелені») і β (умовно «сині»), відповідноДомасев М. В., Гнатюк С. П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения. — СПб.: Питер, 2009.. Світлочутливість колбочок невисока, тому для доброго сприйняття кольору потрібна достатня освітленість або яскравість. Найбагатші колірними рецепторами центральні частини сітківки.
Кожне колірне відчуття у людини, може бути представлено у вигляді сукупності відчуттів цих трьох кольорів (т. зв. «трикомпонентна теорія колірного зору»). Встановлено, що рептилії, птахи та деякі риби мають ширшу область відчутного оптичного випромінювання. Вони сприймають ближній ультрафіолет (300—380 нм), синю, зелену і червону частину спектра. У разі досягнення потрібної для сприйняття кольору яскравості, найчутливіші рецептори сутінкового зору — палички — автоматично вимикаються.
Психологічно суб'єктивне сприйняття кольору залежить також від яскравості, адаптації ока до фонового світла (див. колірна температура), від кольору сусідніх об'єктів, наявності дальтонізму та інших об'єктивних чинників; а також різних, ситуативних, психологічних моментів.
Діапазон сприйняття кольорів людиною може бути збільшений в лабораторних умовах. 2025 року після стимуляції ока лазером учасники експерименту змогли побачити надмірно насичений синьо-зелений колір, неможливий за природного освітлення, який отримав назву «оло».
Спектральні і неспектральні кольори
Неперервний спектр кольорів можна спостерігати на дифракційній решітці. Добрим прикладом спектра є природне явище веселки.
«Основні» кольори Вперше неперервний спектр на сім кольорів розбив Ісаак Ньютон. Це розбиття умовне і багато в чому випадкове. Швидше за все, Ньютон знаходився під впливом європейської нумерології і ґрунтувався на подібності з сімома нотами в октаві (також на той час було відомо лише 7 планет Сонячної системи). Опубліковані у книзі «Optics» (1704), мовою оригіналу ці кольори мали такі назви — red, orange, yellow, green, blue, indigo та violet. В українській термінології основними кольорами спектра називають червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий. Втім проблема відповідності кольорів в українській та англійській термінології ускладнюється тим, що сучасна англійська мова не розрізняє блакитного і синього кольорів, тож обидва позначає кольором blue.
Відповідність основних кольорів спектра, довжині електромагнітних хвиль можна подати таблицею: КолірДіапазон довжин хвиль, нмДіапазон частот, ТГцДіапазон енергії фотонів, еВЧервоний625—740480—4051,68—1,98Помаранчевий590—625510—4801,98—2,10Жовтий565—590530—5102,10—2,19Зелений500—565600—5302,19—2,48Блакитний485—500620—6002,48—2,56Синій440—485680—6202,56—2,82Фіолетовий380—440790—6802,82—3,26
Існували й інші спроби поділу спектра на основні кольори. Так, у XX столітті Освальд Вірт запропонував «октавну» систему (ввів 2 зелених — холодний, морський та теплий, трав'яний), але широкого розповсюдження вона не мала.
«Додаткові» кольори
Термін «додатковий колір» було введено за аналогією з «основним кольором». Було встановлено, що оптичне змішання деяких пар кольорів може давати відчуття білого кольору. Так, до тріади основних кольорів Червоний —Зелений —Синій додатковими є Блакитний —Пурпуровий —Жовтий-кольори. На колірному колі ці кольори розташовуються опозиційно, отже, кольори обох тріад чергуються. У поліграфічній практиці використовують різні набори «основних кольорів».
Змішання спектральних кольорів
КолірЗображенняахроматичніЧорний колір Сірий колір Сріблястий колір Білий колір інші неспектральні кольориЗолотавий колір Каштановий колір Коричневий колір Бурий колір Шамуа Оливковий колір Аква Аквамарин Бірюзовий колір Трав'яний колір Рожевий колір Малиновий колір Пурпуровий колір Бордо колір Вишневий колір Шоколадний колір Колір слонової кістки Хакі Беж
Людина спостерігає монохроматичне випромінення, у рідкісних випадках — більша частина світлового потоку, що поступає в око людини з навколишнього середовища, містить різні довжини хвиль. На відміну від акустичних коливань, які при додаванні можуть утворювати враження множинності звуків, на чому ґрунтується можливість музичного мистецтва оперувати різноманітними співзвуччями, електромагнітні коливання у разі змішання зливаються в певний єдиний колір, в якому людське око не може виділити складовіВ. В. Шаров. Свет и Цвет — М.1961. Проблему змішування кольорів уперше поставив І. Ньютон, який довів, що білий колір являє собою суміш кольорів спектра, а розмаїття кольорів, що сприймаються оком, не вичерпується кольорами спектра.
Так, у спектрі відсутні такі кольори, як пурпуровий чи малиновий, що утворюються змішанням червоного і фіолетового спектральних кольорів. Змішуванням кольорів утворюються і так звані «ахроматичні» кольори — відтінки сірого і білого кольорів, а також бляклі кольори, які можна отримати змішуванням спектральних кольорів з білим кольором.
Ахроматичні кольори Відтінки сірого (в діапазоні білий — чорний) носять парадоксальну назву ахроматичних кольорів (від заперечення, протиставлення + — колір, тобто безбарвних кольорів). Найяскравішим ахроматичним кольором є білий, найтемнішим — чорний. Можна зауважити, що за граничного зниження насиченості, розрізнення тону (відношення до певного кольору спектра) відтінку стає неможливим.
Вимірювання кольору
Відкриття колірного спектра і неспектральних кольорів уможливило подання усього розмаїття кольорів певною сумішшю основних кольорів. Німецький математик Герман Грассман встановив, що при дотриманні певних умов будь-який колір можна представити як сукупність трьох лінійно незалежних кольорів. Наука, що вивчає властивості кольорів отримала назву колориметрія.
В Англії основними кольорами довго вважали червоний, жовтий і синій, лише 1860 року Максвелл запровадив адитивну систему RGB (червоний, зелений, синій). 1931 року асоціація CIE () прийняла стандартну модель «універсального колірного простору», що отримала назву XYZ, або «нормальної колірної системи». Підґрунтям для прийняття цієї системи стали численні експерименти з великою кількістю людей.
Ця система наразі домінує в системах відтворення кольорів для моніторів і телевізорів як така, яку легко забезпечити трьома потоками світла. 1951 року Енді Мюллер запропонував субтрактивну систему CMYK (Синьо-зелений, пурпуровий, жовтий, чорний), яка мала переваги у поліграфії та кольоровій фотографії, і тому швидко «прижилася».
Характеристики кольору
Кожний колір має кількісно вимірювані фізичні характеристики (спектральний склад, яскравість):
Яскравість
Однаково насичені відтінки, що відносяться до одного й того ж кольору спектра, можуть відрізнятися один від одного ступенем яскравості. Наприклад, при зменшенні яскравості синій колір поступово наближається до чорного.
Будь-який колір за крайнього зниження яскравості, стає чорним.
Слід зазначити, що яскравість, як і інші колірні характеристики реального забарвленого об'єкта, суттєво залежать від суб'єктивних причин, обумовлених психологією сприйняття. Так, наприклад синій колір при сусідстві з жовтим здається яскравішим.
Насиченість
Два відтінки одного тону можуть розрізнятися ступенем насиченості. Наприклад, при зменшенні насиченості синій колір наближається до сірого.
Ясність (світлість)
Ступінь близькості кольору до білого, називають ясністю (або світлістю).
Будь-який відтінок за найбільшого підвищення ясності, стає білим.
Колірний тон
Будь-який хроматичний колір може бути віднесеним до певного спектрального кольору. Відтінки, схожі з одним і тим самим кольором спектра (але відмінні, наприклад, за насиченістю і яскравістю), належать до одного й того ж тону. При зміні тону, наприклад, синього кольору в зеленому напрямку спектра він змінюється на блакитний, у протилежному — на фіолетовий.
Іноді колірні тони поділяють на теплі (червоний, помаранчевий, жовтий — відповідають відчуттю вогню) й холодні (блакитний, синій, фіолетовий — асоціюються із кригою та водою).
Застосування кольору
У промисловості та дизайні Колір широко застосовують, як засіб для керування увагою людини. Деякі поєднання кольорів вважають привабливішими (наприклад, синій + жовтий), інші — менш (наприклад, червоний + зелений). Психологія сприйняття кольору пояснює, чому ті чи інші сполучення здатні дуже впливати на сприйняття та емоційний стан людиниКузнецова О. В. Презентація «Колір та емоції» // Всеосвіта..
Колір в цифрових технологіях У цифрових технологіях, як і в аналоговому телебаченні, застосовують RGB-системи. При цьому кожен компонент кольору представляється за допомогою цілих чисел у межах деякого діапазону, як правило, від 0 до степеня числа 2 мінус один (2 N — 1), що відповідає найбільш можливій кількості значень, яка може бути закодована певною кількістю бітів.