Живая цифра

Для начала разберемся со словом «яркость». Поскольку существуют и другие, более однозначные определения соответствующих параметров, я предлагаю отказаться от его использования. В этом случае у нас останется по одному однозначному слову для двух параметров цвета – «светлота» и «насыщенность».

Слово «тон» мы будем использовать так, как это принято в художественной практике, то есть в значении «светлота». Поскольку слово «светлота» мы принимаем за основное, «тон» будет использоваться в качестве дополнительного.

Теперь решим, как обозначать третий параметр – собственно цветовую характеристику. В принципе для этого можно использовать само слово «цвет», хотя оно же обозначает и некоторую совокупность всех трех характеристик. Но еще лучше, на мой взгляд, подходит словосочетание «цветовой тон». Хотя слово «тон» может принимать разные значения, в сочетании со словом «цветовой» оно приобретает конкретный смысл.

Отдельного описания достойно слово «оттенок». В общем виде это понятие характеризует присутствие в цвете примеси другого цвета, то есть его хроматическую неоднородность, а также изменяемость по светлоте или насыщенности (включая ахроматические цвета, то есть оттенки серого). Мы будем использовать слово «оттенок» для обозначения любой вариативности цвета, в зависимости от контекста.

Итак, будем придерживаться принятой терминологии. Три основных параметра цвета будем обозначать словами светлота, цветовой тон и насыщенность. Дадим определения этим терминам.

Светлота – субъективная яркость некоторой области в поле зрения, оцениваемая относительно субъективной яркости объекта, воспринимаемого в данных условиях освещения (светимости в случае экрана монитора) как белый. Светлота зависит от нескольких факторов, основные из которых: уровень освещенности (светимости) наблюдаемого объекта и его свойства поглощать/отражать света. Дополнительные факторы: угол освещения и расстояние до объекта наблюдения (атмосферная дымка). Изменение светлоты наблюдаемого объекта определенного цвета может происходить из-за:

1) изменения уровня освещенности (светимости экрана монитора);

2) разбеливания или затемнения цвета, то есть при добавлении в него белил или сажи, если речь идет о смешении цветов в живописной практике либо осветлении или затемнении цвета на экране монитора;

3) наложения этих факторов.

Светлота как безразмерная характеристика восприятия цвета не зависит от способа его воспроизведения. Будь то изображение на бумаге или на экране монитора, в конечном счете ее уровень определяется восприятием человека, разглядывающего это изображение.

Цветовой тон – характеристика собственно цветовой (хроматической) части ощущения, возникающего при наблюдении цвета. Основные воспринимаемые цвета – красный, синий, зеленый, оранжевый, фиолетовый и т. д.

Насыщенность – качество цвета, характеризующее его интенсивность. То есть степень его визуального отличия от равного по светлоте ахроматического (серого) оттенка.

Прежде чем начать наши рассуждения, следует также договориться о точном обозначении цвета в разных системах координат.

Обозначения

Нам предстоит проанализировать цвета многих изображений и их изменения в результате определенных манипуляций. Для этого удобно использовать координаты в цветовых моделях RGB и Lab. Единых стандартов текстового обозначения цвета в компьютерном представлении не существует, поэтому для понимания нам следует принять единый формат, который будет однозначным как минимум в рамках этой книги.

Чтобы облегчить и упростить визуальное восприятие, я решил прибегнуть к цифрам и обозначать координаты цвета следующим образом.

В модели RGB: RGB (x, y, z), где x, y и z – значения цвета в каналах R (Red), G (Green) и B (Blue). Например:

RGB (117, 92, 246)

В модели Lab: xL ya zb, где x, y и z – значения цвета в каналах L (Lightness), a и b (каналы с цветовой информацией). Причем a и b могут принимать как положительные, так и отрицательные значения. При этом для обозначения светлоты координата L (Lightness) может использоваться отдельно от координат a и b. Например:

47L -15a 23b

64L

Надеюсь, любые возможные недоразумения, связанные с терминологией, исчерпаны, и теперь можно приступать непосредственно к рассуждениям о цвете.

Глава 2. Где живет цвет?

Для того чтобы добиться приятных цветовых сочетаний в изображении, будь то фотография или картина, в первую очередь необходимо понять природу цвета и разобраться в особенностях его восприятия человеком.

Цвет как эстетическая категория интересует человечество уже много столетий. Начиная с V века до н. э. его изучали Эмпедокл и Зенон, чуть позже Демокрит, Платон, Эпикур, Аристотель и Лукреций. Среди более поздних исследователей цвета известны Галилей, Декарт, Леонардо да Винчи, Ньютон и Гёте, который к началу XIX века попытался аккумулировать накопленный опыт в своей книге «Учение о цвете». Над этим трудом Гёте работал около 20 лет и считал его большей заслугой, чем свои поэтические сочинения.

Ключевая идея Гёте, относительно которой он спорил с Ньютоном, заключалась в том, что цвет – это ощущение, которое возникает в восприятии человека. Ньютон же объяснял цвет исключительно физическими явлениями. В своем труде Гёте обосновал, что восприятие того или иного цвета зависит от многих факторов, в частности от цветов, которые его окружают, и условий освещения.

Важнейшая закономерность, которую отмечают все исследователи цвета, – это зависимость его восприятия от уровня его светлоты. Вот, что писал об этом И. В. Гёте:[1 - Здесь и далее орфография и пунктуация всех приводимых цитат сохранена в оригинальном виде.]

Когда собираешься говорить о цветах, сам собою напрашивается вопрос: не нужно ли прежде всего упомянуть о свете. <…> Цвета – деяния света, деяния и страдательные состояния. <…> Цвета и свет стоят, правда, в самом точном отношении друг к другу.

О взаимосвязи цвета и его светлоты высказывались многие художники и специалисты по колористике. Еще в XV веке итальянский теоретик искусства эпохи Возрождения Альберти говорил:

Мне кажется очевидным, что цвета изменяются под влиянием света, ибо каждый цвет, помещенный в тени, кажется не тем, какой он на свету.

В своей книге «Цвет и контраст. Технология и творческий выбор» кинооператор Валентин Железняков пишет:

…цветовоспроизведение находится как бы внутри тоновоспроизведения, которое является более обобщающим свойством. Без правильной передачи тональных различий невозможна правильная передача цвета!

Французский историк искусства Роже де Пиль также писал о взаимосвязи светотени и цвета:

В живописи <…> светотень неразрывно связана с цветом: правильно употребленные свет и тени выполняют ту же работу, что и цвета.

Эдвин Герберт Лэнд, один из основателей компании Polaroid, говорил, что «цвет привязан к светлоте в гораздо большей степени, чем обычно полагают».

Русский художник и педагог Николай Петрович Крымов считал, что главное в живописи – это правильно найти тональные, т. е. светлотные, соотношения.

Для того чтобы продемонстрировать восприятие цвета в зависимости от уровня его светлоты, лучше всего отталкиваться от предельно чистых, то есть максимально насыщенных цветов. Таким образом мы изучим наиболее характерные особенности того или иного цвета.

Для наглядности нарисуем в Adobe Photoshop условную цветную «радугу», состоящую из полосок высоконасыщенных цветов (илл. 2.1 [а]). Высоконасыщенные (т. е. относительно чистые, без дополнительных примесей) цвета я получил с помощью цветовой модели HSB, где Hue, Saturation и Brightness – цветовой тон, насыщенность и светлота (яркость в компьютерной терминологии) соответственно, использовав максимальные значения Saturation и Brightness S=100 и B=100. Значение Hue меняется от полоски к полоске на 10 градусов, то есть 360-градусный цветовой круг разделился на 36 цветных полосок.

Илл. 2.1 [а]

Теперь наложим на эту картинку нейтральный градиент светлот, который в крайних положениях имеет значения 0 (черная точка) и 100 (белая точка) уровней светлоты L (Lightness) в координатах Lab (илл. 2.1 [б]).

Илл. 2.1 [б]

При наложении используем режим Luminosity. Таким образом, от первой картинки мы возьмем цветовую составляющую, а от второй – светлотную. В результате получим картинку, демонстрирующую восприятие чистых (предельно насыщенных) цветов в зависимости от того, насколько они темные или светлые (илл. 2.2).

Илл. 2.2

В той или иной степени эта иллюстрация условна, так как условны и способ ее получения, и чистота цвета в выбранной цветовой модели, и сама система компьютерного представления цвета. Если бы мы использовали другие цветовые модели или попробовали изобразить эту взаимосвязь с помощью красок на холсте, мы могли получить несколько другую картинку. Хотя она будет похожа на эту, т. к. в конечном итоге иллюстрирует особенности восприятия человека. Проанализируем эту иллюстрацию.

Первое, что бросается в глаза: каждый цвет достигает своего максимального насыщения при определенном уровне светлоты. Например, желтый – в относительно светлых областях, а синий, наоборот, – в очень темных.

В своей книге «Закономерность изменяемости цветовых сочетаний», впервые изданной в 1932 году, художник М. В. Матюшин описывает аналогичные наблюдения следующими словами:

Красный цвет, который днем в 10 раз светлее синего, в сумерки оказывается в 16 раз его темнее.

Второе очевидное наблюдение касается очень темных и очень светлых цветов, которые в пределе стремятся соответственно к черному и белому. Очень светлые цвета, кроме желтого и соседних с ним, воспринимаются выбеленными. Чем светлее цвет, тем труднее отличить его от других цветов. При максимальной светлоте все цвета превращаются в белый. Слишком темные цвета, кроме синего и соседних с ним, также слабо различимы между собой, а при уровнях светлот, близких к нулевой, превращаются в черный.

Если отталкиваться от любого максимально насыщенного цвета, то значительное его осветление или затемнение неизбежно влечет за собой снижение насыщенности. Вот, что пишет об этом В. Железняков:

Будучи художником-практиком, Манселл учел, что цвета и тем более реальные краски, для систематизации которых он и придумывал свое цветовое тело, не могут быть одинаковой светлоты при максимальной насыщенности.