Основи колористики. Частина 3. Відбивання світла та освітлення

Як світло взаємодіє з поверхнею

Коли світловий потік падає на будь-яке тіло, частина цього потоку відбивається від поверхні, а частина поглинається матеріалом.
Здатність поверхні відбивати або поглинати світло характеризується коефіцієнтом відбиття.
Поверхні різного кольору відбивають промені лише певної довжини хвилі. Відношення світлового потоку певної довжини хвилі, відбитого тілом, до потоку світла, що падає на поверхню, називається спектральним коефіцієнтом відбиття. Зазвичай він вимірюється у відсотках.

Вибіркове відбивання світла

Усі кольорові поверхні мають вибіркову відбивну здатність. Це означає, що вони відбивають лише частину спектра світла.
Наприклад:

• якщо поверхня відбиває переважно червоні промені, вона буде сприйматися як червона;
  
• якщо відбиває сині промені, вона буде виглядати синьою.

Саме тому предмети мають різні кольори.

Ахроматичні кольори

Особливу групу становлять ахроматичні кольори:

• білий
• чорний
• сірий

Вони не мають власного кольорового відтінку.

Біла поверхня
Біла поверхня відбиває світло всіх довжин хвиль приблизно однаково. Її крива відбиття є майже горизонтальною. Якщо коефіцієнт відбиття поверхні перевищує приблизно 60%, така поверхня сприймається як біла.

Чорна поверхня
Чорна поверхня, навпаки, поглинає майже все світло, що падає на неї. Поверхні з коефіцієнтом відбиття менше 10% сприймаються як чорні.

Сірий колір
Сірий є проміжним між білим і чорним і також належить до ахроматичних кольорів. Усі ахроматичні кольори відбивають світло невибірково. Чим більший коефіцієнт відбиття такої поверхні, тим світлішою вона здається.

Хроматичні кольори

Кольори, що мають хоча б незначний кольоровий відтінок, називаються хроматичними.
Це всі кольори спектра:

• червоний
• помаранчевий
• жовтий 
• зелений
• блакитний
• синій
• фіолетовий

Безбарвні матеріали

Існують також безбарвні середовища - матеріали, через які світло проходить без зміни свого спектрального складу.
Приклади:

• прозоре скло
• безбарвний лак

Такі матеріали не надають світлу власного кольору.

Чому колір залежить від освітлення

Колір предметів залежить не лише від їхньої здатності відбивати світло, а й від спектрального складу джерела освітлення.
Один і той самий предмет може виглядати по-різному при різному освітленні.
Наприклад:

• при денному світлі
• при лампі розжарювання
• при світлі газорозрядних ламп

Спектр різних джерел світла

Різні джерела світла мають різний спектр.

Денне світло
Спектр денного світла близький до рівномірного. Він містить практично всі довжини хвиль видимого спектра.

Лампа розжарювання
У спектрі лампи розжарювання:

• максимум припадає на червону і жовту область
• мінімум - на синю і фіолетову Натрієва лампа Натрієва лампа випромінює майже тільки жовте світло.

Ртутна лампа
Ртутна лампа високого тиску випромінює світло у:

• фіолетовій
• синій
• зеленій
• жовтій частині спектра.

Як освітлення змінює кольори

При зміні освітлення кольори предметів можуть значно змінюватися.
Наприклад, при освітленні лампою розжарювання:

• червоні кольори виглядають більш насиченими
• помаранчеві стають більш червоними
• блакитні набувають зеленуватого відтінку
• сині та фіолетові червоніють і стають пурпуровими
• темні кольори ще більше темніють

Загальне правило зміни кольору при різному освітленні

Можна сформулювати таке правило:

• кольори, близькі до кольору освітлення, стають більш насиченими;
• кольори, протилежні за тоном, втрачають насиченість або темнішають;
• інші кольори набувають відтінку освітлення.

При цьому:

• кольори, близькі до кольору освітлення, світлішають;
• кольори, близькі до протилежного тону, темнішають.
  
  

Висновок

Колір предметів, які нас оточують, визначається двома основними факторами:
1. Здатністю поверхні відбивати або поглинати світло.
2. Спектральним складом джерела світла, яке освітлює предмет.

Саме поєднання цих двох факторів формує наше сприйняття кольору.