ства, определяющие Ц. Длина волны или пропорция красного и фиолетового для пурпурных определяют цветовой тон или цветность Ц;, относительные количества в смеси белого и цветного — его насыщенность, а общее количество света — яркость или светлоту. Различные цветовые тона образуют замкнутую последовательность которую мы получим, например дополнив цвета спектра непрерывным переходом от фиолетового к красным через пурпурные.
Все цветовые тона могут быть соединены попарно по признаку взаимной дополнительности. Если два потока света (безразлично, будут ли они монохроматическими или сложного спектрального состава) при слиянии в определенной пропорции могут дать поток белого Ц., то Ц. смешиваемых потоков принадлежат к дополнительным цветовым тонам. Из Ц. спектра дополнительными являются: красный (700 тц) и зелено-голубой (ок. 495 mku), желтый (ок. 570 — т^) и синий (ок. 465 mpi), желто-зеленый (ок. 550 Ш(л) и фиолетовый (400 тД Дополнительными по отношению к зеленым (примерно 550—495 mpi) являются различные пурпурные Ц., отсутствующие в спектре. Смешанный свет из двух недополнительных Ц. спектра никогда не может быть белым; однако, как правило, его Ц. будет тем белесоватее, чем ближе смешиваемые Ц. подходят к взаимной дополнительности и>, наоборот, тем насыщенней, чем длйны их волн ближе друг к другу. Таким сбразом известной белесоватостью свет может обладать даже и в тех случаях, когда из него нельзя выделить никакой части, кажущейся вполне белой, в частности белесоватым может быть свет, не содержащий дополнительных длин волн. Ц. спектра с наиболее ярко выраженным цветовым тоном обладают максимальной насыщенностью, которая для смешанного света, как правило, меньше и для белого или серых цветов достигает нуля. Со светом монохроматическим нам в жизни почти совсем не приходится встречаться, т. к. свет, излучаемый обычными источниками, а также отражаемый окружающими нас предметами, в большинстве случаев содержит в той или иной мере все лучи видимого спектра или по крайней мере значительную их часть. Поэтому обычно встречаемые Ц. далеко уступают в насыщенности Ц. спектра. Все же часто налицо перевес в составе света той или иной группы длин волн, что и придает предметам или источникам света определенную цветную окраску. Подобно тому, как одно и то же ощущение белого цвета может быть вызвано светом самого разнообразного спектрального состава (напр. белый дневной свет с непрерывным спектром и свет, смешанный всего лишь из какойнибудь пары дополнительных длин волн), точно так же все Ц. за исключением нек-рых Ц. спектра могут вызываться светом, различным по составу. Поэтому, исходя из равенства по Ц., мы еще не можем заключить о тождестве спектрального состава потоков света. В отношении яркости: или светлоты Ц. вопрос осложняется еще тем, что это качество оценивается глазом только сравнительно. Поэтому светящиеся тела, ^спускающие свет гораздо более сильный, чем тела, от к-рых свет только отражается, никогда не обладают затемненными Ц., к к-рым в первую очередь относятся серые, бурые и коричневые. Эти последние Ц. на самом деле отличаются от белого, желто-оранжевых и краснооранжевых только меньшим количеством света,
31ft
но мы принимаем их за серые, бурые или коричневые при сравнении со светом значительно большей яркости. Может показаться невероятным, чтобы эти Ц. можно было осуществить при помощи света, но это происходит только потому, что под словом «свет» подразумевается обычно источник света более яркий,. чем все окружающее. Таким образом то, что мы называем светлыми Ц., своим существованием обязано попаданию в глаз сильного, т. е. сравнительно яркого света. В этом смысле термины яркость и светлота — синонимы.
Математиче *кие основы. Связь между светом и Ц., кате показывают опыты, определяется тремя определенными интегралами, взятыми по всему протяжению видимого спектра от 380 до 720 ni/z: 720 х1 =A1(A) v>(A) dA; ха = j* А2(Л) у>(Л) с1Л; 880
880 720
х3 =
j* A8(A) V(W,
(1>где у(Я) — распределение энергии в спектре потока света; Xi, хл, х8 — нек-рые численные характеристики соответствующего цвета, называемые его компонентами или координатами, а АЦл), АДЛ), А3(А) — три постоянные эмпирические функции. Из формулы (1) нетрудно заключить, что при слиянии двух потоков света сложного спектрального состава Ц. результирующего потока вполне определяется Ц. смешиваемых потоков независимо от того, каков в точности спектральный состав этих потоков. Этот факт отличает случай слияния потоков света, или т. н. аддитивного смешения Ц.. от смешений субтрактивного» типа (напр. смешения красок), когда результирующий Ц. не определяется вполне Ц. компонент. Из формулы (1> можно также заключить, что при аддитивном смешении компоненты результирующего Ц. равны суммам соответственных компонент слагаемых Ц. Это в точности соответствует известному правилу относительно компонент по» осям координат суммы векторов, поэтому в науке о Ц. часто изображают Ц. векторами с компонентами по осям» Xi, х2, х3. Считая каждый Ц. помещенным в конце соответствующего вектЬра, мы получаем расположение Ц. в пространстве (аффинное цветовое пространство). Рассмотрение Ц. как вектора позволяет записывать результаты опытов смешения потоков света в виде векторных уравнений — «цветовых уравнений». Напр. уравнение аА + ЬВ = сС, где а, Ъ и с — нек-рые числа, а А, В, С — нек-рые Ц., показывает, что поток света Ц. А, усиленный в а раз, смешанный с потоком цвета В, усиленным в b раз, не отличим по Ц. от потока С, усиленного в с раз. Цветовые уравнения, как всякие векторные уравнения, допускают обычные алгебраические преобразования, в частности допускаютрешение отдельных уравнений и систем уравнений. Трехмерность многообразия Ц. находит свое выражение в законе Грассмана: «Всякие четыре цвета связаны одним и только одним линейным соотношением, причем однако существуют тройки линейно независимых цветов». Этот закон, найденный для Ц. экспериментально, есть обычное условие трехмерности векторного многообразия. Как и обычно для вектороз мы можем выбрать три (стандартных) Ц. Eif Е2, Е2 в качестве единичных, и тогда для любого четвертого Ц. х могут быть найдены экспериментально коэффициенты соотношения, к-рые мы записываем в виде, разрешенном относительно X: Х = х1Е1 + х2Е2+х8Е3, (2> причем величины Xi, х2, х8 имеют тоже самое значениен что и в формулах (1), т. е. компоненты Ц. по выбранной системе. Отсюда легко выводится геометрическое значение функций АЦЛ), А„(Л), А3(Л) как компонент по трем выбранным векторам Ц. спектра в зависимости от длиньь волны. Это и служит основанием для экспериментального нахождения функций А^А), AJa), Аь(Л). Очевидно эти функции зависят от того, как выбраны исходные стандартные Ц. (т. е. от системы координат), но при разных системах новые функции будут очевидно выражаться через, прежние линейно. По трехцветной гипотезе Гельмгольца (см. Зрение) на основании опытов над цветно-слепыми единичные Ц. выбираются вполне определенным образом,, причем им придается физиологический смысл элементарных ощущений. При этом соответствующие функции А1(Л), Аа(Л), А3(Л) [их обычно бэзншают Л(а), G(A), В(Л)] получают значение функций чувствигельности к: спектру трех гипотетических нервных центров совершенно аналогично кривым чувствительности фотопластинок или фотоэлементов. Таким образом следует подчеркнуть, что у Гельмгольца гипотетическим является! только физиологическое толкование явлений, устанавливаемых чисто экспериментальным законом Грассмана.
