Живая цифра - Павел Косенко

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.

Эту взаимосвязь хорошо иллюстрируют объемные модели цветовых пространств, т. к. они в той или иной степени отражают особенности восприятия человека. Мы можем рассмотреть любую из них, например sRGB. Объемная модель этого цветового пространства, как и многие другие, по форме примерно соответствует цветовому телу человека, хотя и меньше его.

Илл. 2.3. 3D-модель цветового пространства sRGB в координатах Lab

На илл. 2.3 представлена цветовая 3D-модель sRGB в координатах Lab. Для того чтобы лучше понять особенности восприятия человека, заглянем внутрь этой замысловатой фигуры, как бы вырезав из нее четвертинку аналогично тому, как разрезают торт и вынимают из него кусок (илл. 2. 4).

Илл. 2.4

Центральная вертикальная ось представляет собой ось светлоты (L, Lightness), внизу которой находится черная точка (L=0), а вверху – белая точка (L=100). Все цвета, лежащие на этой оси, являются ахроматическими, то есть нейтрально-серыми.

Хроматическую (то есть собственно цветную) составляющую цвет получает только в том случае, когда отдаляется от центральной оси на некоторое расстояние. Причем, чем больше это расстояние, тем выше насыщенность цвета (илл. 2.5).

Илл. 2.5

Например, видно, что синий цвет максимально насыщен, то есть удален от аналогичного по светлоте монохромного (серого) оттенка, при достаточно низком уровне светлоты (илл. 2.6).

Илл. 2.6

Сделать максимально насыщенный синий цвет светлее или темнее, сохраняя уровень его насыщенности, можно только двигаясь вверх или вниз параллельно оси светлоты. Однако в этом случае мы попадем в зоны невоспринимаемых человеком оттенков (илл. 2.7).

Илл. 2.7

На самом деле, осветляя такой цвет, мы движемся по внешней оболочке объемной фигуры цветовой модели, которая со всех сторон стремится к белому. То же самое происходит при затемнении этого цвета, с той лишь разницей, что в этом случае он стремится к черному (илл. 2.8). Другими словами, осветление или затемнение максимально насыщенных цветов неизбежно сопровождается снижением их насыщенности.

Илл. 2.8

Попробуем определить примерные диапазоны светлот, при которых цвета воспринимаются достаточно насыщенно и характерно, а их светлотные градации хорошо различимы. Возьмем за основу илл. 2.2 и выделим на ней такие цвета (илл. 2.9 [а]). Сравним эти цвета с остальными (илл. 2.9 [б]).

Илл. 2.9 [а]

Илл. 2.9 [б]

Обратите внимание, область насыщенных цветов в целом несколько смещена в сторону более темного диапазона светлот. Исключение составляют желто-оранжевые и в некоторой степени бирюзово-зеленоватые оттенки. Область слабонасыщенных, пастельных оттенков находится в светлом и очень светлом диапазоне. В диапазоне очень темных цветов цвет практически не проявляется. Исключение составляют сине-фиолетовые оттенки.

В своей книге «Цвет и контраст. Технология и творческий выбор» Валентин Железняков описывает аналогичные наблюдения:

… можно сказать, что подлинный цвет существует в ключевой зоне яркости, т. е. в полутени и рефлексе.<…> Именно полутени имеют наиболее полно выраженный предметный цвет, а света и особенно блики всегда разбелены, ведь цвет воспринимается в довольно узких рамках по сравнению с восприятием светлотных различий.

Попробуем «измерить» наши наблюдения, это поможет лучше ориентироваться в компьютерном представлении цвета и выстраивать дальнейшие рассуждения. Важно понимать, что к приведенным цифрам нельзя относиться как к абсолютно точным, ведь они всего лишь иллюстрируют визуальные наблюдения автора. Если вы проведете собственные эксперименты, то, вероятно, получите несколько другие значения. Но они будут близки к тем, которые получил я, так как отражают особенности восприятия человека в целом.

Илл. 2.10

На илл. 2.10 видно, что нижний пик синего цвета приходится на уровень светлоты 3L. Вариации цвета в более темном диапазоне человеческий глаз практически не различает, воспринимая их как черный. Верхний пик желтого цвета приходится на уровень светлоты 95L. Более светлые цвета мы также практически не различаем, воспринимая их как белый. Усредненно по всем цветам диапазон максимального их разнообразия по светлоте и цветовому тону составляет примерно 10–70L.

В этом диапазоне большая часть цветов:

1) может достигать своей предельной воспринимаемой насыщенности;

2) максимально разнообразна по светлоте (хорошо различимы светлотные градации цвета);

3) выглядит максимально характерно (цвета хорошо различимы между собой).

Однако следует помнить, что каждый конкретный цвет достигает своего предельного насыщения и максимальной вариативности в разных диапазонах светлот.

Условное разделение светлотного диапазона на разные области помогает лучше понять природу цвета с точки зрения его восприятия человеком, а на практике – получать нужную степень насыщенности и вариативности цвета, в зависимости от цветовой гаммы конкретной фотографии и задач, которые ставит перед собой фотограф.