Искусство цвета. Цветоведение: теория цветового пространства

Рис. 1

Рис. 2

Так как ошибка, о которой здесь идет речь, все же еще очень распространена, – необходимо здесь же указать на ее источник, хотя обстоятельное исследование может быть сделано только впоследствии. Мы заранее высказываем следующее положение: при смешении двух цветов можно получить все цветовые тона, находящиеся между ними. Располагая по Ньютону цвета в круге, мы получаем из смеси каких бы то ни было двух цветов b (рис. 1) – все цветовые тона цветов, находящиеся между а и b. При дополнении цветового круга всеми смесями цветов с белым, находящимся в центре круга, – таким образом, что из чистых цветов, помещенных по окружности, на каждом соответствующем радиусе, мы получаем все смеси с белым цветом – прямая аb представляет все смеси цветов а и b. Очевидно, что смешанные цвета не так чисты как цвета их составляющие, потому что в результате смешения одновременно возникает и белый цвет и тем в большем количестве, чем больше а удалено от b. Рассматривая представленную на рис. 1 геометрическую фигуру, можно прийти к заключению, что каждая группа трех цветов с, d, е, которые так расположены, что образованный ими треугольник включает в себя центр, могут дать все смеси цветов, соответствующих по цветовому тону всей окружности. Это объясняется тем, что какой бы радиус мы ни взяли, он должен, идя от окружности к центру, пересечь одну из этих трех линий смешения цветов. В то же время видно, что число три есть минимальное количество цветов, при помощи которых можно этого достигнуть, так как два цвета дадут только одну линию, которая случайно может и проходить через центр, но никак не образует поверхности, которая бы окружала его. На этом зиждется тот факт, что посредством удачно подобранных трех цветов можно получить все цветовые тона, но никоим образом не все цвета вообще. Даже в самом удачном случае, когда все три цвета находятся на окружности, на равном друг от друга расстоянии и являются, следовательно, «чистыми» цветами (рис. 2), даже в этом случае из всей поверхности круга, содержащей в себе все возможные цвета, возникающие из смешения спектральных цветов[1 - Это замечание имеет весьма большое значение и не должно нами упускаться из вида.], наш треугольник смешения цветов покрывает лишь 2/5 площади, остальные же возможные смеси цветов, лежащие вне этого треугольника, – посредством смешения данных трех цветов получены быть не могут[2 - Это верно, строго говоря, лишь по отношению к слагательному (аддитивному) или физическому смешению цветов. При вычитательном же (субтрактивном) смешении, имеющем место, между прочим, при крашении, условия несколько более благоприятны – что и будет выяснено нами в дальнейшем.].

Из многих практических последствий, которые отсюда вытекают, отметим только – что совершенно невозможно получать верные по цвету фотографии посредством трехцветной фотографии по аутохромному способу. Гораздо более выгодные условия нам дают такие способы, где вместо аддитивного (слагательного) смешения цветов мы имеем дело с субтрактивным (вычитательным) где, напр., различно окрашенные слои расположены друг на друге. Но даже в данном случае необходимы не три, а пять слоев для того, чтобы результаты были вполне удовлетворительны.

Другие попытки упорядочить мир цветов

Независимо от расположения цветов в спекторе, некоторые художники, и вообще люди, знающие толк в красках, пробовали представить весь мир цветов в удобопонятной форме. Самая старинная таблица красок, изданная в Стокгольме И. Бреннером в 1680 г., очень примитивна и представляет собой простое собрание всего имеющегося материала.

Некоторый прогресс мы видим у Р. Валлера (1689), который все цвета расположил в виде квадратной сетки; на одной из пересекающихся сторон квадрата он поместил: испанскую белую, горную синь, ультрамарин, шмальту, лакмус, индиго, тушь, – а на другой: белила, свинцовую окись, желтую смолу, охру, желтый сернистый мышьяк, умбру, сурик, жженную охру, киноварь, кармин, сургуч, драконову кровь, красный сурик (красное железо) и сажу. В квадратиках сетки были помещены смеси из соответствующих пар. Как видно из выше сказанного, Валлер отделил синие краски от желтых и красных, и поэтому получил смеси только из таких пар. Он упустил, следовательно, из вида то, что полную таблицу он получил бы, разместив на каждой стороне своей сетки все краски; затем он брал для каждой пары цветов только одну смесь (в равных частях) – иначе его таблица имела бы слишком большие размеры. В этом случае, несомненно, были бы недостаточны и два измерения его таблицы.

Треугольники Майера

Трудности, которые были обойдены, но не преодолены, были отчасти устранены двумя поколениями позже, выдающимся математиком Тобиасом Истером в Геттингене (в 1745 г.). Он исходил из теории трех цветов и приготовил сначала двойные, а потом тройные смеси из основных цветов: желтого, красного, синего, – по ступеням в 1/12 таким образом, он получил всевозможные комбинации в пределах 12 ступеней. Все эти смеси он изобразил в виде трехугольника, в угла которого разместил три чистые цвета, по сторонам же коего находились смеси из двух цветов, а внутри треугольника находились смеси из трех цветов.

Кроме этого, он составил еще целый ряд других треугольников, которые также изображали собой смеси из основных цветов с определенной прибавкой белого или черного. Таким образом, он предполагал разместить все мыслимые цвета.

Но он потерпел неудачу, так как не располагал идеальными красителями для своих основных цветов. Кроме того, в центре его первого треугольника образовались тусклые смеси, повторявшиеся и в других треугольниках. Майер не опубликовал свою работу: возможно, что он сам видел ее недостатки; она была издана после его смерти Лихтенбергом.

Цветовая пирамида Ламберта

Значительный шаг вперед, сравнительно с Майером, сделал И. Г. Ламберт, который был не только физиком и математиком, но и недюжинным философом. Следуя по экспериментальному пути, он нашел сперва три красителя, благодаря которым ему удавалось приготовить самые чистые составные цвета. Эти красители были: желтая смола, кармин и берлинская лазурь. Ламберт установил также эквиваленты, т. е. те количественные соотношения, которые дают правильный средний цвет; понятно, он мог только приблизительно определить их, но неточно измерить. Эти эквиваленты и дали те единицы, с которыми он приготовлял свои смеси. Он констатировал также, что его красители в эквивалентной тройной смеси дают черный цвет. Поэтому ему не было надобности отдельно его подмешивать. Увеличение количества белого цвета Ламберт достигал тем, что свои смеси постепенно, ступенеобразно, все более тонкими слоями, наносил на бумагу, так что белый цвет последней все более просвечивал. В то же время он постепенно уменьшал размеры треугольников, содержащих белый цвет, так как с увеличением количества белого цвета становится все более трудным отличать краски друг от друга. Треугольники были положены один на другой, и таким образом получилась трехгранная пирамида.

Следует признать, что этот труд[3 - I. Н. Lambert. Beschreibung einer mit den Calauschen Wachs ausgemalten Farbenpyramide. Augsburg, 1772.] содержит множество правильных и ценных мыслей. Так как старое издание этой работы (1772 г.) сохранилось только в нескольких экземплярах, то, в целях популяризации, она будет отпечатана в журнале «Die Farbe», (Leipzig, Verlag Unesma).

Цветовой шар Рунге

Подобно пирамиде Ламберта построен и цветовой шар О. Рунге[4 - Ph. O. Runge. Die Farbenkugel. Hamburg, 1809.].

Шаг вперед был сделан тем, что белый и черный цвета стали рассматриваться одинаковым образом, чего в предыдущих работах мы не видим. Рунге поместил белый цвет на одном полюсе своего шара, черный на противоположном; между обоими, на оси, был помещен серый цвет, наиболее чистые цвета нашли свое место по экватору, а все остальные, как смеси с белым, черным или серым, оказались в соответствующих промежутках.

Шаг назад в его работе заключается в том, что он не сохранил определенных ступеней, как мы встречали это у Майера и Ламберта (Рунге, по-видимому, не был знаком с их трудами). Благодаря этому он вновь удалился от мысли о нормированнии цветов, что мы встречаем уже у этих более старых исследователей. В остальном его труд должен быть отмечен как почти окончательное решение вопроса.

Цветовой полушар по Шеврёлю

Двумя поколениями позже (1861 г.), химик Шеврёль опубликовал свою систему цветов. Она бы, конечно, не могла претендовать на то, чтоб об ней упоминалось в нашем сокращенном изложении истории цветоведения, если бы мы имели в виду перечислить только успехи науки, так как его система является шагом назад в сравнении с тем, что было достигнуто до него Ламбертом и Рунге. Но особое положение изобретателя и та поддержка, которая была ему оказана Парижской академией наук, привлекли всеобщее внимание к его системе, так что ее нельзя исключить из нашего исторического очерка. Почти все опыты практического расположения цветов того времени были основаны на системе Шеврёля и, конечно, не имели успеха благодаря ее недостаткам.

Эти недостатки заключаются в том, что в системе Шеврёля точно так же, как в самой первой, исходящей от Майера, системе цветов, одинаковые смеси (смеси с черным) повторяются дважды, так что первое условие всякого расположения (систематизации) цветов, что каждому цвету принадлежит лишь одно место и каждому месту принадлежит один лишь цвет, при этом нарушается, в то время, как у Ламберта и Рунге оно соблюдено. Этим и объясняется, что его система цветов в крашении шерсти применялась лишь частично даже в том предприятии, где он был директором химической части, а именно в государственной парижской фабрике гобеленов. Полное применение расположения цветов по Шеврёлю никогда не удавилось, что и служит доказательством ее практической непригодности.

Достижения и промахи

Основная идея расположения цветов, идущая от Т. Майера, это – тройственный характер совокупности всех цветов, следствием чего является невозможность разместить их на поверхности, но лишь в пространстве с его тремя измерениями. Этого придерживались Ламберт, Рунге и Шеврёль и их последователи, и это составляет постоянную идею во всех систематиках цветов.

Вторая важная мысль, высказанная, хотя и недостаточно доказательно, уже Майером, это – включение белого и черного, в качестве самостоятельных цветов, в число других цветов. То, что было не вполне осознано здесь Майером и Ламбертом, – Рунге представлял себе с полной ясностью. У Шеврёля мысль о равноправности белого и черного вновь захирела.

Общим же всем системам упорядочения мира цветов недостатком имеющимся во всех этих системах, вплоть до самых новейших, является отсутствие количественных измерений. Цветовой круг сплошь и рядом разбит произвольно и ошибочно таким образом, что цвета желтый, красный и синий образуют равноотстоящую друг от друга тройку. При таком расположении в качестве дополнительных цветов получаются пары: желтый – фиолетовый, оранжевый – синий, красный – зеленый, что неверно. Эту ошибку не искоренили не только указание Вюнша в начале XIX века, но и повторное указание Гельмгольца во второй половине того же века – на то, что дополнительный цвет для желтого есть синий, так как только при смеси этих двух цветов мы получаем серый (желтый же и фиолетовый дают красный). Только в наше время она начинает изживаться, и то не без болезненных рецидивов. Отсутствует у Рунге также правило для правильного построения серых и хроматических цветовых рядов.

Другие стороны науки о цветах

Представленные до сих пор исторические сведения касались, главным образом, первой проблемы рационального учения о цветах, а именно: упорядоченного расположения цветов. Все то, чего можно было достичь без измерений, – Рунге достиг. Сам он умер очень молодым. После его работ прошло больше столетия господства по большей части ложных воззрений, пока не был сделан следующий шаг вперед от Рунге, благодаря открытию измерения цветов. В этом направлении нам уж ничего больше не остается ни искать, ни находить. О развитии физической и химической стороны учения о цветах нам много говорить не приходится. XIX век внес в науку о свете победу теории световых волн над корпускулярной теорией, это обстоятельство не имело, однако, осязательного влияния на учение о цветах. Так же мало влиятельными на развитие этой дисциплины оказались те химические открытия новых красящих веществ, которые во второй половине XIX века совершались таким бурным темпом. Зато развитие физиологии имело большое оживляющее влияние на изучаемую нами дисциплину, начиная с середины девятнадцатого столетия.

Учение Гёте о цветах

Попытки Гёте создать законченное учение о цветах дали первый толчок для развития мысли в этом направлении. С полным правом он выступил против господствовавшего в то время взгляда, поддерживавшегося физическими открытиями Ньютона и утверждавшего, что наука о цветах относится к физике. Гёте с особой яркостью отметил влияние химии, а в особенности физиологии на данную дисциплину. Он настойчиво подчеркивал роль глаза и всего зрительного аппарата в возникновении у нас впечатления цвета, и в этом заключается его незабываемая заслуга.

Но значение нового было сильно переоценено при сопоставлении его со старым, – что нередко случается в ходе научного развития. Гёте занялся не только разработкой новой физиолого-психологической отрасли, где он сделал много выдающегося, но в замену физического учения о цветах, считавшегося им неприемлемым, он задумал новую систему, в основу которой положил тусклые цвета, как первичный феномен. И здесь он потерпел крушение, так как ему недоставало тех знаний и той специальной одаренности, которые необходимы для подобной работы. Он сам неоднократно признавался, что у него отсутствует желание и способность исследовать природу аналитически-математическим путем. Он был объят какой-то особой неприязнью к такого рода работам и об этой неприязни говорил открыто. Его высокая зрительная одаренность, которая дала ему возможность найти ценнейшие обобщения в морфологии растений и животных, оказалась недостаточной для решения тонких задач науки о цветах. Это стало доступным только последующим поколениям благодаря успехам физиологии и психологии (стоит вспомнить здесь хотя бы открытие закона Вебера – Фехнера). Гёте широко популяризировал неправильную теорию о трех первичных цветах (Urfarben) – желтом, красном и синем, от смешения которых сперва получаются три цвета второго ряда, оранжевый, фиолетовый и зеленый, а в дальнейшем уже все остальные смешанные цвета. Это воззрение крепко засело в умах как специалистов, так и обывателей. Основное значение дополнительных цветов он называл их вызванными цветами (geforderte Farben), и их самопроизвольное проявление в последовательных образах и контрастах он обстоятельно разработал. В этой области находятся ценнейшие результаты его исследований; они могли и должны были быть учтены просто как наблюденные факты.

Зато учение о гармонии цветов, – конечная цель, ради которой он взял на себя всю эту работу, – оказалось неудовлетворительным, и опять-таки благодаря отсутствию анализа. Гёте принимал как само собой разумеющееся, что гармония вполне определяется цветовыми тонами. Его заключительная глава: «О чувственно-нравственном влиянии цветов» – содержит, согласно этому, только указания на соотношения цветовых тонов с точки зрения художественной. Он даже не ставил себе вопроса: достаточно ли определенности одного только тона цвета, чтобы вполне обусловить гармонию. Он вообще не занимался тусклыми цветами, т. е. теми цветами, в которые входят белый и черный компоненты, наряду с цветовыми: он считал их с точки зрения красоты малоценными, а поэтому оставлял без внимания. Практика же художников всех времен показала, что и эти основные составные элементы цвета имеют важное значение для цветовой гармонии. Цвета: красный и морской зеленый безусловно дополнительные по отношению друг к другу, и должны были бы во всех случаях давать гармонические соединения, если бы вышеизложенная слишком примитивная теория Гёте была правильной. Но каждый художник знает, что большинство соединений этих двух цветов некрасиво, и лишь отдельные пары их создают действительную гармонию. Только нашей эпохе удалось вскрыть условия, при которых получается гармония цветов, и найти руководящую точку зрения в этом вопросе. Гёте сам видел недостатки своей работы и надеялся, что будущее внесет свои поправки.

Шопенгауэр

Важный шаг вперед сделал Шопенгауэр. Гёте сам посвятил его в свою теорию, чтобы в его лице обеспечить себе молодого и способного продолжателя своих идей в этой области. Шопенгауэр сделал именно тот шаг, которого недоставало: вместо физиологической точки зрения Гёте, он подошел к учению о цветах с психологической стороны, отмечая в то же время и ту громадную роль, которую играет деятельность нашего мозга в восприятии цвета. Однако, сам Шопенгауэр недооценивал значения своей заслуги. Несмотря на его собственные указания на психологическую сторону восприятий цвета, – указания основательно разработанные в первой главе его сочинения, – он всюду называет свое учение физиологическим, и соответствующую функцию переносит исключительно на сетчатую оболочку глаза, – не обращая должного внимания на тесную связь сетчатки с функциями нашего головного мозга.

Сетчатой оболочке, по Шопенгауэру, свойственны три рода деятельности: интенсивная (ощущение белого, серого и черного цветов), экстенсивная (восприятие форм) и качественная (восприятие цветов). Последовательные образы он объясняет тем, что при рассматривании первого цвета только часть деятельности сетчатки приходит в действие, остальная же часть проявляет себя самодеятельно в последовательном образе дополнительного цвета. Этому разделению Шопенгауэер пытается дать следующие численные выражения:

Красный относится к зеленому 1:1

Оранжевый относится к синему 2:1

Желтый относится к фиолетовому 3:1

(Как видно из только что приведенного, он делает обычную ошибку, в определении дополнительных цветов.) Идею о числовых соотношениях между цветами он заимствовал у ранее умершего исследователя, Фогта (Voigt), предшественников коего он не указывает.

Развивая эту мысль, Шопенгауэр объясняет прежде всего «теневой» природой цветов то, что каждая окрашенная поверхность выглядит темнее, чем белая. В чем сущность отличия первого рода деятельности сетчатки – интенсивной, – дающей только ощущение серого цвета от деятельности третьего рода – качественной обусловливающей ощущение хроматических цветов – он не сумел показать; он ограничивается в данном случае сравнениями. Зато очень важным является унаследованное им от Гёте указание – которому и сам Гёте придавал большое значение на то, что каждая пара дополнительных цветов обладает полярными свойствами (теплый – холодный; светлый – темный). Примеси белого и черного цвета к большинству цветов Шопенгауэр объясняет тем, что качественная деятельность бывает иногда неполной и остаток может находиться в состоянии полного действия (белый цвет) или покоя (черный цвет). Оба дополнительные цвета дают полную деятельность, т. е. белый цвет, что и соответствует фактически наблюдаемому. В этом пункте он приходит к полному разногласию с Гёте. Гёте отрицал взгляд Ньютона, что белый цвет образуется из дополнительных цветов; поэтому он не согласился и с теорией Шопенгауэра.

Вполне правильно незаслуженно игнорируемое указание Шопенгауэра на то, что объяснение цвета предметов тем, что они являются как бы однородными источниками света, находится в вопиющем противоречии с действительностью. Каждому известно, что желтый цвет самый яркий; по своей светлоте он приближается к белому; измерение дает 0,9 светлоты белого. В спектре же желтый цвет занимает не больше, как двадцатую часть всего спектра. Поверхность, которая отражает одну двадцатую часть падающего на нее света, мы называем черной. Хорошие типографские чернила (тушь) обладают примерно таким отражением. Ни в какой степени не может быть и речи о том, чтоб желтый цвет различных поверхностей обусловливался отраженным ими только желтым светом.

Учение Шопенгауэра имело следствием только то, что Гёте отказался от него. Непосредственного влияния на науку оно не оказало. Только два поколения спустя Эвальд Геринг повторил его физиологическую часть, использовав ее для своей теории. Целое столетие прошло с тех пор как научно-приемлемая часть его теории – о качественном различии деятельности сетчатой оболочки была включена в современную науку нашим учением о «цветовом полукруге» (см. ниже). Причина прежде всего в том, что Шопенгауэр оставил без дальнейшей разработки свой юношеский труд. Непосредственно после него он принялся за работу над своим главным произведением и потерял всякий интерес к науке о цветах. Вот почему долгое время никто больше не занимался этим покинутым детищем. И те идеи, которые выплыли впоследствии и которые в основном совпадают с его теорией, нельзя приписывать влиянию Шопенгауэра, так как они все равно появились бы, если бы Шопенгауэр об этом ничего не думал и не писал.

Гельмгольц

Намеченный Гёте и Шопенгауэром переход науки о цветах из-под опеки физиков в руки физиологов находит свое осуществление в лице Гельмгольца который, обладая по преимуществу дарованиями физико-математического характера, в силу внешних причин, перешел к изучению медицины, в связи с этим, – физиологии. Он избрал предметом своего исследования, физиологию органов чувств; его основные познания оказали ему здесь ценнейшую услугу.

Здесь не место подробно распространяться о многочисленных и важных успехах, которыми наука обязана Гельмгольцу. Указать же на это мы должны здесь все же потому, что изучение цветов занимало небольшое место в его общей работе, и наши ссылки на него в связи с вопросами учения о цветах будут нередко носить отрицательный характер. Область зрительных восприятий у Гельмгольца была относительно слабо развита, и здесь он не чувствовал той потребности в исчерпывающем уяснении предмета, какая имелась у него в области абстрактно-математического мышления.

Мы видим поэтому, что наука о цветах физиологом Гельмгольцем опять-таки была отнесена в область физики больше, чем то следовало бы.

Гельмгольц, как и все физиологи и психологи настоящего времени, исходит из того положения, что однородные лучи или лучи с колебаниями одинаковой длины волны – суть действительные элементы всякого цветного зрения, а тем самым и науки о цветах. Для физика это вне сомнения. Биолог же должен поставить вопрос: влияли ли однородные источники света на превращение глаза из пигментного пятна кожного покрова в тонко устроенный, снабженный хрусталиком, глаз человека, и в чем заключалось это влияние. И он вынужден дать следующий ответ: нигде в природе глаз не имеет возможности воспринимать однородный свет; таковой имеется только в физических приборах. В природе имеются цвета, всегда обусловливаемые рядом смежных длин волн довольно различного числа колебаний. Так, спектроскоп заставляет нас признать между прочим, что чистейшая желтая поверхность и прозрачные желтые слои при анализе спектра таковых обнаруживают не только желтый свет, но и все более длинные волны спектра, вплоть до Фраунгоферовой линий F, а именно: красный, оранжевый, желтый, а также лиственный зеленый и часть морского зеленого. В этом – причина такой яркости желтого цвета. Вот почему наш глаз, который вначале только различал светлое и темное (как то показывает и ныне атавистический глаз лиц, страдающих полной цветовой слепотой), сумел дойти лишь до распознавания целых групп световых волн, но отнюдь не приспособлен к оперированию с однородными истопниками света. Все научные работы, проведенные с однородными световыми источниками, требуют поэтому переработки с новой физиологической точки зрения.

На все только что изложенное необходимо было указать для того, чтобы раз навсегда обеспечить правильный взгляд на исследование Гельмгольца. Физическая часть его работ мастерски изложена и безупречна; психофизиологическая же, наоборот, требует во многом переработки.

Результаты исследования цветов Гельмгольц излагает во втором томе своего труда по физиологической оптике[5 - Н. v. Helmholtz. Handbuch der physiologischen Optik. 3. B?nde 4. Auflage.]. Он приводит сначала точное описание спектра, т. е. устанавливает зависимость между длиной волн и цветовыми ощущениями, откуда становится ясным, что связь эта не однозначна. Тон цвета значительно изменяется к обоим концам; спектра в зависимости от силы света. Затем Гельмгольц переходит к смешанным световым волнам и указывает на тот факт, что можно получить одинаковые смеси из различных источников света и что при этом наш глаз совершенно не способен различать составные элементы, в то время как ухо обладает этой способностью и различает источники звуков при их смешении. Глаз не различает в белом цвете составляющих его отдельных однородных световых лучей, как отдельных цветов.

Очень важным является указание Гельмгольца на то, что смеси разных световых лучей следуют совсем другим законам, чем смеси различных красящих веществ. Прочно укрепились в науке введенные им здесь понятия слагательного (аддитивного) и вычитательного (субтрактивного) смешения цветов.

Большое значение имеет также установление им правильных пар дополнительных цветов: