Все краски мира: что такое теория цвета и как она работает

Что такое теория цвета

Теория цвета — это все имеющиеся на сегодня знания о цвете и его природе. В разных науках и профессиях ей дают разные определения: например, дизайнеры называют теорией цвета принципы смешения цветов, благодаря которым можно получить гармоничные цветовые сочетания [1].

По-научному же изучение цвета называется цветоведением [2]. Эта наука систематизирует данные о цвете из других наук: физики, физиологии, психологии, а также сведений из философии, эстетики, истории искусства и культуры. Особый раздел цветоведения — колористика. Она изучает как применять цвет в разных областях человеческой жизни.

Современная теория цвета базируется на том, что восприятие цвета зависит от трех составляющих [3]:

• источника света,
• отражающих свойств цветного объекта,
• зрительной системы наблюдателя (например, люди с синестезией или дальтоники будут воспринимать цвета иначе, чем другие).

Такое современное понимание сильно отличается от самых первых теорий цвета, которые появились еще в Древней Греции.

Социальная экономика Что такое синестезия и как она делает мир ярче

История изучения цвета

Исторически изучением цвета занимались ученые из разных областей науки, художники, архитекторы и философы. Поэтому учения и теории цвета отличались друг от друга — как целями, так и методами применения.

• Древние философы пытались связать цвета с теориями о происхождении мира и природы.
• Ученых-физиков и оптиков интересовало, откуда берется цвет и каким образом человеческий глаз воспринимает многообразие цветов.
• Художники и архитекторы изучали цвета, чтобы найти гармоничные приятные сочетания.
• В начале XX века к исследованию цвета подключились и психологи — их интересовало психологическое воздействие цветов на людей.

Первую известную теорию цвета связывают с именем древнегреческого философа Аристотеля. Он полагал, все цвета происходят от белого и черного — света и тьмы, и связывал их с четырьмя элементами: водой, воздухом, землей и огнем. Огню соответствует белый, земле — черный, а вода и воздух не имеют собственных цветов и получают разные оттенки в зависимости от своего состояния [4]. Остальные цвета происходят от смешения основных цветов и света.

Еще один древний астроном и математик Клавдий Птолемей в своих работах по оптике изучал цвет, отражение, преломление и зеркала различных форм [5]. Работы этих двух ученых стали отправной точкой для тех, кто занимался наукой о цвете вплоть до эпохи Возрождения [6]. Тогда их вытеснило новое знание о цвете — теория Исаака Ньютона.

В 1660-х годах английский физик и математик Исаак Ньютон (Isaac Newton) начал серию экспериментов с солнечным светом и призмами [7]. Он продемонстрировал, что чистый белый свет состоит из семи видимых цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, индиго и фиолетового.

Слева — Исаак Ньютон экспериментирует с призмой. Гравюра по рисунку Дж. А. Хьюстона, около 1870 года. Справа — цветовой круг Ньютона. (Фото: library.si.edu, commons.wikimedia.org)

Эти цвета составляют видимый спектр — ту часть электромагнитного спектра, которую может видеть человеческий глаз. Экспериментально обосновав существование цветов радуги, Ньютон проложил путь для других ученых к научным экспериментам с цветом. Его работа привела к прорывам в оптике, физике, химии, восприятии и изучении цвета в природе.

К художественно-эстетическим теориям цвета относят идеи о цвете академических художников и ученых, таких как Леонардо да Винчи, Иоганн Вольфганг фон Гете, Адольф Хельцель (Adolf Hölzel) и Жорж Сера (Georges Seurat) [8].

Во второй половине XIX века интерес к теории цвета стали проявлять представители растущей промышленности и дизайна. Одна из теорий, появившихся в это время — система цветов американского художника и преподавателя искусств Альберта Манселла (Albert Henry Munsell). Его идеи — это попытка систематизировать и классифицировать цвета, ввести для них обозначения с помощью цифр и букв. Таким образом Манселл хотел привязать цветовую палитру к техническим стандартам, чтобы потом использовать их в промышленности [9]. Похожую цветовую систему примерно в это же время предложил немецкий физико-химик и философ Вильгельм Оствальд (Wilhelm Friedrich Ostwald).

Такая трехмерная модель — «дерево Манселла» — наглядно демонстрирует систему Манселла. (Фото: amazon.com)

Еще одна теория цвета художника и архитектора школы Баухауc Йоханнеса Иттена (Johannes Itten) совмещала биологические, физические знания о природе цвета и психологию [10].

Разные подходы к теории цвета, которые сейчас существуют — естественно-научный, психологический и художественно-эстетический — могут хорошо сочетаться друг с другом и важны каждый в своей сфере. Например, в промышленном дизайне буквенно-цифровая запись цвета чрезвычайно удобна. А в изобразительном искусстве гораздо полезнее цветовые круги и цветовые схемы или гармонии.

Теория цвета: основные понятия

Цвет — это ощущение, которое возникает в органе зрения человека при

попадании на него света [11]. В цветоведении свет принято рассматривать как электромагнитное волновое движение. Человек может видеть относительно небольшой диапазон этого излучения — тот самый видимый спектр белого солнечного света. Именно его Ньютон разложил на простые спектральные цвета. Эти цвета и все их промежуточные оттенки называются хроматическими. Ахроматические цвета — это белый, черный и все оттенки серого цвета.

Основные характеристики цвета — это цветовой тон, насыщенность и светлота.

Цветовой тон

Цветовой тон (англ. hue) — это положение цвета в спектре, которое мы соотносим с его названием. Это те самые семь цветов радуги видимого спектра, а также все другие существующие природные цвета. Синий цвет — это тон, красный цвет — это тоже тон, и даже «цвет бедра испуганной нимфы», пришедший из эпохи рококо (шутливое название нежно-розового) — это тоже цветовой тон.

Так выглядит непрерывный спектр, в котором длина световой волны определяет цветовой тон. Красный цвет — это самые длинные световые волны, фиолетовый — самые короткие. (Фото: pinterest.com)

Насыщенность

Насыщенность (англ. chroma, intensity, saturation) — это ощущение, насколько цвет чист и интенсивен визуально. Если добавить к ярко-красному цвету спектра немного серого, белого или черного, он станет менее насыщенным.

Цвета радуги — самые чистые, их насыщенность составляет 100%. Но между цветами радуги насыщенность не одинакова: желтый цвет наименее насыщенный, а к краям спектра (красный и фиолетовый) насыщенность увеличивается.

Шкала насыщенности по убыванию: от самых насыщенных спектральных до ахроматических, самых ненасыщенных цветов. (Фото: Pinterest)

Светлота

Светлота (англ. value) — степень отличия цвета от белого. Например, легкий салатовый цвет будет выше по светлоте, чем цвет густой зеленой листвы.

На рисунке внизу расположены самые светлые оттенки зеленого, максимально близкие к белому. У таких оттенков высокая светлота. (Фото: pixelartmaker.com)

Любой цвет можно описать этими тремя характеристиками, но у каждого они будут выражены по-разному. Поэтому мы видим вокруг такое разнообразие оттенков. По некоторым данным, человеческий глаз может различить около 1000 светлых и темных оттенков, около 100 красно-зеленых, плюс 100 желто-синих оттенков. Получается, число цветов, которое может видеть человеческий глаз — около 10 миллионов. А компьютер при создании полноцветных изображений оперирует около 16,8 млн цветов [12].

Цветовые круги

Один из самых популярных способов изучения цветов и цветовых сочетаний — цветовой круг, в котором цвета спектра расположены друг за другом в виде колеса. Их используют как основу для получения более сложных оттенков. Такие цветовые модели можно разделить на два вида: одни основываются на круге Ньютона, а другие — на круге Гете.

Теория цвета Ньютона

В основе 7-ступенчатого круга Ньютона лежат физические свойства цвета. С помощью трехгранной призмы Ньютон разложил белый солнечный свет на отдельные цвета. В своем эксперименте ученому удалось увидеть непрерывный спектр: начиная с красного цвета и через оранжевый, желтый, зеленый, синий он заканчивался фиолетовым. Между крайними цветами спектра глаз может различить примерно 160 различных цветовых оттенков, но Ньютон взял за основу своего круга семь, как ему казалось, наиболее воспринимаемых глазом цветов [13].

Современный вид 7-ступенчатого цветового круга Ньютона. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, индиго, фиолетовый. (Фото: www.researchgate.net)

Ньютоновской цветовой круг лег в основу цветовых кругов и моделей, предложенных другими исследователями, и до сих пор остается одним из самых известных цветовых кругов.

Теория цвета Гете

В конце XVIII века Иоганн Вольфганг фон Гете (Johann Wolfgang von Goethe), не согласный с теорией Ньютона, провел свои эксперименты с призмой. Он полагал, что цвет — это результат взаимодействия света и тьмы [14]. Желтый как минимальное затемнение света, а голубой как максимальное высветление тьмы — это исходные, первичные цвета, которые нельзя разложить ни на какие другие. Красный цвет Гете рассматривал как усиление желтого, фиолетовый — синего. Кроме того, между красным и фиолетовым Гете обнаружил цвет, которого нет в круге Ньютона — пурпурный [15].

6-ступенчатый цветовой круг Гете, выполненный им самим в 1809 году, и его осовремененная версия. (Фото: wikimedia.org)

Современный графический дизайнер Рун Мэдсон (Rune Madsen) в своей онлайн-книге Programming Design Systems отмечает, что, хотя круг Ньютона кажется более логичным в объяснении природы цвета, исследования Гете интересны своими оптическими экспериментами и идеями о влиянии цвета на человека. Цветовой круг Гете предвосхищает последующую цветовую модель Йоханнеса Иттена [16].

Теория цвета Иттена

Швейцарский художник, теоретик искусства и педагог Йоханнес Иттен (Johannes Itten) в своей книге «Искусство цвета» предложил 12-частный цветовой круг, опираясь на основные цвета — желтый, красный и синий.

Так выглядит 12-частный круг Иттена. Три основных цвета размещены в центре круга. Если смешивать каждые два основных цвета, то получатся цвета второго порядка: желтый + красный = оранжевый, желтый + синий = зеленый, красный + синий = фиолетовый. Цвета третьего порядка — те, что во внешнем кольце круга, создаются, если смешать основные цвета и цвета второго порядка. (Фото: www.omnivoor.nl)

С помощью цветового круга Иттена легко находить комбинации цветов, приятные глазу. Полученные сочетания можно использовать в одежде, интерьере, дизайне, для иллюстраций и художественных работ. Чтобы подбирать гармоничные сочетания, художники и дизайнеры применяют определенные принципы — их называют цветовыми гармониями (color harmony), которых существует более десятка [17].

Теория цвета Оствальда

Немецкий химико-физик и философ Вильгельм Фридрих Оствальд (Wilhelm Friedrich Ostwald) предложил цветовую систему, которая имела серьезное научное обоснование. В отличие от Иттена у Оствальда основой цветового круга стали красный, зеленый, синий: его эксперименты показали, что глаза человека лучше всего воспринимают именно эти цвета и на их основе формируют другие [18].

Цветовой круг Оствальда или, правильнее сказать, цветной конус Освальда (Ostwaldscher Doppelkegel) — это объемная модель из 24 цветов, разбитых на сегменты. Каждый цвет Оствальд поделил на восемь ступеней, различающихся по светлоте и насыщенности. На фото слева цветовая модель Оствальда от 1918 года. На фото справа ступени одного цвета из модели Оствальда, 1928 год. (Фото: nat.museum-digital.de )

По модели Оствальда также можно легко находить гармоничные цветовые сочетания. Его целью было разработать понятную систему, которую можно использовать в производстве и промышленном дизайне. В своей книге «Цветоведение» (1916) Оствальд разместил отзывы немецких заводов текстиля и фарфора, которые в то время активно использовали в производстве его наработки [19]. В 1920 году он основал свою компанию по производству и распространению учебных пособий и красок, но через несколько лет ее пришлось закрыть. Представители академической живописи и искусства протестовали против его системы: они критиковали идеи Оствальда за ограниченность и излишнюю «математизированность» [20].

Современные цветовые модели

Современные цветовые модели не опровергают цветовые круги, а дополняют их. Дизайнер Рун Мэдсон (Rune Madsen) объясняет: цветовые модели Ньютона и Гете, на первый взгляд противоречащие друг другу, с точки зрения современной теории цвета обе верны. Просто каждый из ученых отметил какой-то один аспект природы света: излучаемого или отраженного [21].

Ньютон описал, что из предложенных им спектральных цветов можно получить большинство других оттенков, включая белый. Такой способ получения цветов называется аддитивным (от англ. add — прибавлять): прибавляя друг к другу разные цвета, мы в конечном итоге получим излучаемый белый свет.

Гете полагал, что из его основных цветов можно получить другие оттенки, включая черный. И это соответствует другому способу получения цвета — субтрактивному (от англ. subtract — вычитать). При субтрактивном способе цвета получают вычитанием какого-то цветного компонента из белого цвета — света, отраженного белой бумагой. При удалении всех компонентов получается черный цвет.

Аддитивный способ получения цветов используется в современной цветовой модели RGB (Red, Green, Blue) — пример слева. Основные цвета: красный, зеленый, синий — те же, что и в модели Оствальда. С помощью RGB-модели цвета воспроизводятся в телевизорах, видео и компьютерных мониторах. На субтрактивном способе получения цвета основана современная цветовая модель CMYK — пример справа. Она широко распространена в полиграфии — на ней, например, работают все принтеры.   (Фото: www.tmmagee-design.com)

Психологическое восприятие цветов

Воздействие цвета на человека зависит от многих факторов [22]. Оно связано с естественной природной среды, в которой человек родился, с его культурным бэкграундом и пережитым опытом, а иногда — и с текущей ситуацией в мире.

Для человека естественно воспринимать цвета в связке с природными объектами и явлениями, объясняет медицинский психолог Олег Долгицкий. Устойчивые ассоциации «трава — зеленая, небо — голубое» связаны с коллективным культурным опытом. Успокоительный эффект человек ощущает от зеленого цвета снизу и голубого сверху — просто потому, что таково их естественное расположение в природе. При этом зеленый цвет сверху может восприниматься неестественно, а голубой внизу — охлаждает, потому что ассоциируется с водой под ногами.

Немецкие психоаналитики Генрих Фрилинг (Heinrich Frieling) и Ксавьер Ауэр (Xaver Auer) в своей книге «Человек — цвет — пространство: Прикладная цветопсихология» еще в 1910 году описали влияние основных цветов на человека. Они связали воздействие цвета не только с цветовым тоном, но и с положением цвета в пространстве. (Фото: рисунок из книги «Человек — цвет — пространство», 1973 год. )

Во всех культурах огонь обжигает, поэтому и красный цвет оказывает возбуждающее воздействие практически на всех в той или иной степени. Солнце — центральный архетипический символ всех культур, поэтому желтый цвет сверху вызывает приятные ощущения в рамках коллективного опыта.

В 2013 году ученые решили узнать, может ли цвет влиять на привлекательность человека. Выяснилось, что и мужчины, и женщины одетые в красное, значительно чаще привлекают внимание, чем одетые в любой другой цвет. Многие традиционные культуры в качестве свадебных нарядов используют именно красный [23]. На фото слева — китайские традиционные свадебные костюмы, справа — индийское свадебное сари. (Фото: www.digmandarin.com, www.mehendi.gallery)

Общие установки по отношению к цвету формируются у людей не только через природу, но и через сказки, легенды, мифы своей культуры. Индивидуальное же восприятие цвета у каждого человека может быть своим.

Психолог Lahta Clinic Иван Цыганов выделяет в цветовосприятии три компонента.

1. Биологический. С этой точки зрения, еще до того, как человек учится говорить, он уже различает 5 цветов: красный, зеленый, синий, пурпурный и желтый. Наука предполагает, что фокус на этой цветовой палитре был важен для выживания [24]. С помощью этих цветов древний человек ориентировался в пространстве, они были важнейшими зрительными стимулами. Поэтому эти цвета можно считать базовыми в восприятии любого человека.
2. Социальный. Социальная среда также накладывает отпечаток на восприятие цвета. То, как одевают ребенка в детстве, какие цвета его окружают, влияет на его цветовые предпочтения. Пример — известный стереотип «розовый для девочек, голубой для мальчиков». Это гендерное разделение цветов появилось в начале XX века и затем укрепилось в восприятии европейцев благодаря маркетингу и промышленном производству [25].
3. Психологический. Но и у людей одной культуры с возрастом цветовые предпочтения начинают разниться. В зрелый период ближайшее окружение и накопленный личный опыт — тот самый психологический фактор — могут оказывать на восприятие цвета большее влияние, чем культура и воспитание.

Ольга Любина, сооснователь и дизайнер бренда женской одежды Tatiana Larina, приводит пример того, как текущая ситуация в мире может оказывать влияние на цветовосприятие людей. В пандемию, когда боязнь заболеть и общая тревожность в мире зашкаливала, традиционные темные цвета, обычно востребованные, потеряли популярность. Люди предпочитали холодные пастельные оттенки, прозрачные ткани и фактуры — они интуитивно выбирали те цвета, которые ассоциировались с чистотой и стерильностью.

В лидеры продаж во время пандемии вырвался нежно-фиолетовый — цвет с самой короткой волной, который дарит спокойствие и умиротворение. (Фото: theimpression.com)

Психолог Наталья Воробьева объясняет, что направление психологии, которое исследует влияние цвета на психику называется экспериментальной психосемантикой. Еще в СССР психиатр Евгений Бажин и психолог Александр Эткинд придумали тестирование, демонстрирующее связь между цветом, который выбирает человек, и своим отношением к окружающему миру, внутренним состоянием. Это Цветовой тест отношений, который и сейчас используется психологами.

Влияние цвета на человека используется и в арт-терапии. По рисунку и выбору цветов можно понять, в каком эмоциональном состоянии находится человек. Еще одно подтверждение этому — знаменитый тест Люшера [26]. В нем из карточек с различными цветами психолог предлагает выбрать те, которые нравятся больше других в данный момент.

Люди, находящиеся подавленном состоянии, выбирают темные, серые цвета или дополняют выбранную яркую палитру черным цветом. Человек в более стабильном психическом состоянии выбирает нейтральные, спокойные, неяркие цвета. На фото — карточки к тесту Люшера. (Фото: attitud.ru)

В 2019 году в России создан исследовательский институт, который занимается изучением влияния цветов на разные социальные группы — это научно-образовательный центр «Лаборатория цвета» на базе лаборатории при СмолГУ [27]. Ученые центра изучают особенности цветового восприятия жителей России и разрабатывают технологии, которые могут помочь людям с нарушенным или ослабленным цветовосприятием [28].