Barwa

Bohaterem tego wykładu jest „barwa”, która jest cechą każdego przedmiotu tak jak jego kształt, ciężar itd. Jednak jest to specyficzna cecha. Tak jak ciężar pozostaje zawsze taki sam, i waga wskazuje tą samą liczbę bez względu np. na porę dnia, tak samo kształt zawsze pozostaje taki sam i żadne promienie słoneczne, czy światło ze zwykłej żarówki, nie są wstanie go zmienić. Natomiast z barwą jest o tyle ciekawie, że bywa ona bardzo kapryśna i lubi się zmieniać w zależności od tego np. jaki przywitał nas dzień. Barwa będzie inna, gdy pada deszcz i jest pochmurno, gdy mamy ładny dzień i świeci słońce, i nawet gdy mała chmurka na chwilę przysłoni słonko nasza „barwa” reaguje natychmiastowo kolejną zmianą. Te zmiany czasem są bardzo delikatne i nawet ich nie zauważamy, przypisując danemu przedmiotowi już na stałe wcześniej zapamiętaną barwę. Jest wiele czynników od, których zależy jak daną barwę postrzegamy w danym momencie i zostały one ujęte w pewne reguły, ale tak naprawdę widzenie barw jest subiektywnym procesem.

Barwie przypisywane są takie pojęcia jak:

a) odcień barwy : To, co potocznie jest określamy jako kolor (np. czerwony, zielony czy żółty)

b) nasycenie: Przy zmniejszaniu nasycenia barwy do zera, niezależnie od odcienia barwy, uzyskuje się barwę białą.

c) jasność: Przy zmniejszaniu jasności do zera, niezależnie od odcienia barwy, uzyskuje się barwę czarną.

Barwy dzielimy na chromatyczne i achromatyczne. Do barw achromatycznych zaliczamy barwę białą i czarną oraz wszystkie barwy pośrednie między nimi będą określane jako stopnie lub poziomy szarości (określenie odcień jest zarezerwowane dla barw chromatycznych). Wszystkie inne barwy (o nasyceniu różnym od zera) są określane jako barwy chromatyczne.

Postrzeganie barw jest możliwe tylko za pośrednictwem zmysłu wzroku. I tak np. informacje na temat kształtu otrzymane za pośrednictwem wzroku możemy skontrolować przez zmysł dotyku. Mamy 2 źródła wiedzy o danej cesze przedmiotu. Przy barwie mamy tylko jeden kanał informacji i działa on na następującej zasadzie. Do całego tego „przedsięwzięcia” zaangażowane są: rogówka, tęczówka, soczewka, siatkówka z pręcikami i czopkami, nerw prowadzący do mózgu. Cały proces widzenia jest możliwy dzięki światłu, które wpada do wnętrza oka przez przejrzystą rogówkę. Ilość wpadającego światła jest regulowana przez tęczówkę, a dokładniej przez źrenicę (okrągły otwór), która w ciemności się rozszerza a przy jasnym oświetleniu zwęża. Również ton barwy wpływa na zmiany źrenicy i tak przy świetle czerwonym i żółtym zwęża się a przy świetle zielonym i niebieskim otwiera. „Soczewka szkicuje na siatkówce odwrócony, zmniejszony obraz pola widzenia.”[1] Soczewka zmieniając swoja ogniskową, rzutuje zawsze wyraźny obraz przedmiotów bez względu na to czy są blisko czy daleko. Siatkówka składa się z bardzo gęsto rozmieszczonych obok siebie pręcików i czopków. Czopki pokrywające przeważnie środek siatkówki, umożliwiają odczuwanie barw, natomiast pręciki, które zajmują rejony brzegowe pośredniczą w odczuwaniu jasności.[2]

Rozróżniamy 3 rodzaje widzenia:

1) skotopowe

2) mezopowe

3) fotopowe

1) Widzenie skotopowe opiera się na czynności samych pręcików, które reagują przy bardzo słabych mocach promieniowania. Pręciki są kilkadziesiąt razy wrażliwsze na bodźce świetlne od czopków. Jest to widzenie achromatyczne ( szarości i czarny ), w którym nie rozróżnia się ani kształtów, ani barw chromatycznych. Widzimy tylko zewnętrzne kontury przedmiotów na słabiej lub silniej oświetlonym od nich tle.

2) W zakres widzenia mezopowego wchodzą czynności zarówno pręcików jak i czopków. Przy tym widzeniu rozróżniamy już barwy i ich kontrasty, gdy dotyczy to części pola widzenia zbliżonego do osi wzrokowej. W obwodowej części pola barw w ogóle nie postrzegamy. Występuje tutaj tzw. zjawisko Purkiniego. Przy widzeniu ezopowym inaczej oceniamy odcienie i nasycenie barw niż przy widzeniu fotopowym. Związane jest to z faktem, iż pręciki odmiennie od czopków odbierają jaskrawość promieniowania o różnej barwności.

4) Widzenie fotopowe wykorzystuje pracę samych czopków, przy odpowiednio dużym strumieniu świetlnym. Przy tym widzeniu zmienia się wrażenie barwności w stosunku do widzenia mezopowego, ale barwy są niezależne od jaskrawości. Dzięki takiej sytuacji możliwe jest zjawisko stałości widzenia barwnego.[3]

„Wszyscy uczeni potwierdzają, że widzenie barwne zależy nie tylko od czułości siatkówki, lecz także od określonych „autonomicznych procesów mózgu”[4] Przypuszczenie to potwierdza zjawisko dwuocznego widzenia barwnego. Zjawisko to można zaobserwować, zakładając okulary o różnobarwnych szkłach. Patrząc przez okulary z jednym szkłem czerwonym a drugim zielono niebieskim, osiągniemy wrażenie barwy białej. Taki sam efekt uzyskamy przy okularach czerwono-żółtych. Wyniki takiej mieszaniny są inne niż przy nakładaniu wiązek światła czy mieszaniu subtraktywnym. „Musimy zatem odróżniać światłoczułość siatkówki od wytwarzania barw w mózgu.”[5]

Wszystko co widzimy zawdzięczamy, światłu. To one pozwala dostrzegać otoczenie. Kiedy go brak widzimy ciemność, ale to nie oznacza, że to co wcześniej widzieliśmy zniknęło? Raczej nie, chyba, że mamy do czynienia z magiczna sztuczką. Brak światła nie dematerializuje przedmiotów. Możemy sprawdzić to dotykając ich. Tą drogą dowiadujemy się jaki mają kształt. A jak jest z barwą? Czy barwa znika wraz ze światłem? Barwy nie możemy odczytać przy pomocy innych zmysłów.

Niewątpliwie postrzeganie barw jest związane ze światłem - wycinek widma elektromagnetycznego, które obejmuje zakres fali od 380-750 nm. Poprzez rozszczepianie światła (dyspersję) otrzymujemy widmo. Jest to wielobarwne pasmo świetlne, które w górnej części widzimy jako światło czerwone ( długie fale ), a w dolnej części jako światło fioletowe ( fale krótkie ). Pomiędzy tymi dwoma barwami występują również inne kolejno: pomarańczowa, żółta, zielona, niebieska. W widmie wszystkie barwy przechodzą bardzo płynnie jedna w drugą, jest to pasmo ciągłe. Każdej barwie przypisana jest inna długość fali.[6] Czyli mamy białe światło które po rozszczepieniu przekształca się w wielobarwne widmo. To doświadczenie pozwala nam uzmysłowić z czego składa się białe światło.

Teraz jak to się dzieje, że widzimy przedmioty w różnych barwach? Kiedy światło pada na przedmiot, część wiązki światła wnika w strukturę ciała a druga część zostaje odbita jako rozproszona. Proporcja światła odbitego do światła pochłoniętego przez przedmiot decyduje o tym jaką barwę zobaczymy oraz które fale z widma znajdują się w grupie fal odbitych i fal pochłoniętych. Na tą proporcje wpływają dwa czynniki – rodzaj materiału przedmiotu oraz rodzaj światła jakie na nie pada. Rozróżniamy dwa typy barw ciał:

1) barwy achromatyczne: biała, czarna, szara

2) barwy chromatyczne: optymalne barwy barwników, barwy zszarzałe (zamglone)

Barwy powstają przez:

Addytywne mieszanie światła

a) przez dodawanie barwnych wiązek świetlnych

b) przez dodawanie płaszczyzn barwnych

Subtraktywne mieszanie światła

a) przez zastosowanie filtrów

b) przez mieszanie barwników

W zależności z jakiego materiału składa się dany przedmiot występują róże efekty powierzchniowe ciał w momencie, gdy pada na nie światło, np. połysk, który powstaje przy całkowicie gładkiej powierzchni. Rozróżniamy również ciała matowe, które posiadają drobnoporowatą, mniej lub więcej szorstką powierzchnię.[7] Tą różnicę można dostrzec oglądając to samą fotografię wywołaną na papierze matowym i na papierze z połyskiem. Widzimy wówczas, że na papierze z połyskiem kontrasty barwne są mocniejsze i może też dlatego większość ludzi decyduje się właśnie na ten papier.

Rodzaj światła ma natomiast wpływ między innymi na jasność widzianych barw. Przy zmianie natężenie światła zmienia się ilość odbitego światła a co za tym idzie zmienia się jasność barw. Można to zaobserwować w ciągu dnia, kiedy słońce – nasze źródło światła intensywnie świeci, wszystkie przedmioty dookoła są jasne, natomiast, gdy moc słońca słabnie wieczorem barwy ciał ciemnieją. Zwiększanie natężenie światła powoduje, że barwy stają się bardziej wyraziste, aż do momentu, gdy następuje oślepienie. O zmroku barwy biała i czarna szarzeją, natomiast dopiero w pełnym świetle można postrzegać czystą biel i głęboką czerń. [8] Postrzeganie barw w ciągu dnia i o zmierzchu różni się jeszcze jednym elementem. Mianowicie w oświetleniu dziennym najwyższa widoczność odpowiada fali 555nm, czyli promieniowaniu żółtemu. Natomiast o zmierzchu są to fale od 450-500nm – promieniowanie zielono-niebieskie. W tych warunkach widzialność względna promieni czerwonych zmniejsza się niemal do zera. O zmierzchu czerwień bardziej przypomina czerń a barwa żółta wygasa i szarzeje. Również zieleń i błękit szarzeją, ale te barwy w takich warunkach wydają się jaśniejsze niż w świetle dziennym.[9] Kiedy mamy do czynienia z dwoma płaszczyznami: pomarańczowa i zielona, które w białym silnym świetle będą miały równą jaskrawość to w świetle słabym białym jedna będzie się wydawać czarna a druga jasnoszara. [10]

W pewien sposób możemy przypisywać „moce” każdej z barw, które nie tylko są uzależnione od oświetlenia, ale również od tego, w którym miejscu naszego pola widzenia się znajdują. Na schematycznym szkicu najważniejszych stref spostrzeżeń barwnych w polu widzenia, widać że barwę czerwoną spostrzegamy wyraźnie tylko w środku pola widzenia. Na krańcach pola widzenia traci swoją intensywność i wydaje się szara. Podobnie dzieje się z barwami zielona i fioletową. Jest to związane z właściwościami czopków i pręcików oraz ich rozłożeniem na siatkówce. Barwę żółta nawet na krańcach pola widzenia spostrzegamy jako barwę efektowną. Podobnie jest z barwą niebieską, ale ona jest barwą bierną – mało zwracającą uwagę. Jest to związane z właściwościami czopków i pręcików oraz ich rozłożeniem na siatkówce. Jak już wiemy o zmierzchu czynne są tylko pręciki siatkówki, które przekazują wrażenia szarości. Głównie zajmują one krańce siatkówki a w środku występują tylko pojedynczo. W centrum siatkówki znajdują się czopki, które w świetle dziennym pracują i dlatego w środku naszego pola widzenia dobrze rozpoznajemy barwy i kształty. Natomiast przy słabym oświetleniu koncentrując wzrok na jednym punkcie będziemy słabo dostrzegać szczegóły, ale gdy wykonamy pobierzne, boczne spojrzenie będziemy postrzegać elementy bardziej dokładnie.[11]

Na barwy nie ma tylko wpływ moc oświetlenia, ale także jego barwa. Dlatego barwa przedmiotu będzie wydawać się inna w świetle słonecznym, inna przy oświetleniu żarowym, jarzeniowym, halogenowym, lampą sodową. „Powierzchnia, która w świetle słonecznym ma barwę oliwkową wydaje się nieco przytłumiona (zszarzona) w świetle jarzeniowym, a brązowa w świetle żarowym.”[12]

Na postrzeganie barwy wpływa również kontekst, czyli tło, otoczenie w którym się znajduje. I tak sąsiadująca barwa może rozjaśniać barwę naszego przedmiotu bądź wręcz przeciwnie powodować, że przedmiot będzie się wydawał ciemniejszy. Wszystko zależy od kontrastu pomiędzy sąsiadującymi barwami. „Klasyczne sformułowanie zasady kontrastu kolorystycznego podaje Michel Eugene Chevreul, francuski chemik i zarządca tapisjerskiej manufaktury Gobelinów. Opisuje on kontrast kolorystyczny następująco: „Gdy ktoś ogląda jednocześnie dwa obszary o różnej jasności, lecz takim samym kolorze, lub o takiej samej jasności, lecz innym kolorze w zestawieniu, czyli graniczące ze sobą – oko będzie dostrzegać ( pod warunkiem, że obszary nie są za duże ) modyfikacje, które w pierwszym wypadku dotyczą intensywności koloru, a w drugim optycznej kompozycji dwóch zestawionych kolorów.” [13] Bardziej naukowo mówiąc, czopki w otoczeniu o nierównomiernym rozkładzie jaskrawości przystosowują się do pewnej średniej jaskrawości, co pociąga za sobą zmiany czułości receptorów. I tak szary kwadrat na białym tle będzie się wydawał ciemniejszy niż na szarym tle. Natomiast na czarnym tle będzie wydawał się jaśniejszy niż na szarym. Nie bez znaczenia jest tutaj wielkość plamy barwnej. Przy dużych powierzchniach, plama traci równomierna szarość. Nasza szara plama w zależności od tła będzie albo ciemniejsza przy krawędziach i rozjaśniać się ku środkowi lub na odwrót. W tych interakcjach między kolorami nie tylko dochodzi do pozornej zmiany jasności barwy, ale także zmiany tonu. Na rozległym barwnym tle, mała szara plama przybiera zabarwienie zbliżone do dopełniającego. Szara plamka na czerwonym tle będzie się zazieleniać, a żółta plama na czerwonym tle będzie przybierać odcień zielono-żółty. I tutaj tak samo przy większych rozmiarach plamy zmiany barwy wystąpią tylko przy obwodzie. [14]

W tym zjawisku barwy w zestawieniu podkreślały swoją odrębność, jednak istnieją również sytuacje, gdy barwy wręcz przeciwnie, ujednolicają się. Zjawisko to można zaobserwować, kiedy tony graniczące ze sobą są dostatecznie podobne, albo kiedy obszary które zajmują są stosunkowo małe, wtedy kolory będą się zbliżać do siebie niż podkreślać kontrast. Jest to związane z faktem, że praca maleńkich receptorów nie odbywa się w pojedynkę, „lecz jako składniki pól receptywnych, z których każde jednoczy działania dużej liczby receptorów i przekazuje, w postaci całości , pojedynczej komórce zwojowej.”[15]

Na rysunku został powiększony prostokąt z rysunku powyżej. Dopiero w takim powiększeniu jesteśmy w stanie dostrzec, że składa się on z kilku płaszczyzn barwnych o tym samym tonie tylko różnych jasnościach. Wystąpił tutaj efekt asymilacji.

Na rysunku poniżej widzimy specyficzną szachownicę z dwoma dopełniającymi kolorami: czerwonym i zielonym w różnych stopniach jasności. W lewym dolnym rogu znajdujące się obok siebie zieleń i czer­wień, każda o pełnym nasyceniu tworzą największy kontrast tonu barw przy najmniejszej różnicy jasności. Natomiast w prawym górnym rogu zie­leń i czerwień posiadają największą i jednakową jasność. Wpatrując się na przekątną pomiędzy wcześniej wspomnianymi rogami, zauważymy że cały ten pas migocze i działa nieprzyjemnie na odbiorcę. Na tym pasie zgrupowane zostały barwy o największym kontrascie tonów przy najmniejszej różnicy jasności. W górnym lewym i dolnym prawym rogu spotykają się barwy już o dużej różnicy jasności. Te pary mimo dopełniającego oddziaływania nie migoczą. „Ten przykład wykazuje plastycznie, że efekt grupy barw zostaje do­tkliwie zakłócony, gdy zaniedbamy kontrasty jasności.”[16]

Kiedy obserwujemy dwie stykające się powierzchnie barwne o tej samej jasności i różnym tonie, granica pomiędzy nimi nie jest wyraźna. Dlatego takie sytuacje wymagają konturów w obszarach granicznych.

Wniosek: Odrębność każdej barwy zależy od jasności niżeli od tonu.

Możemy wyróżnić barwy „aktywne”, które przy względnie małej powierzchni posiadają najkorzystniejszy efekt. Do tej grupy można zaliczyć barwę czerwoną, która na rysunku poniżej, nawet przy zmniejszeniu powierzchni, którą zajmuje nie traci swej „aktywności”.

Każdej barwie można przypisać pewną „moc” oddziaływania na odbiorcę, ale nie można jej rozpatrywać w oderwaniu od otoczenia, w którym ta barwa się znajduje. Nawet przy dużych odległościach widza od obiektu, silny efekt działania ma barwa czarna na tle żółtym, co często wykorzystuje się w znakach komunikacji drogowej. Na schemacie uszeregowano grupy barw według ich działania na odległość.

„Jon Ruskin ostrzegał malarza: każdy ton w twoim dziele ulega zmianie w skutek najlżejszego dotknięcia pędzlem w innym miejscu; ton, który jeszcze przed chwilą był ciepły – stygnie, kiedy indziej położysz gorętszy, a zestaw dotychczas zgodny traci harmonie gdy dochodzą doń nowi sąsiedzi.”

Oprócz tego, że każdą barwę można zdefiniować przy pomocy 3 parametrów każda z nich niesie ze sobą pewien ładunek emocjonalny, który jest związany z psychologicznymi aspektami, ale to już całkiem inny rozdział historii o barwie, może nawet bardziej interesujący niż dotychczasowe opowieści.

---

[1] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 94

[2] Prof. Barbara Suszczyńska-Rąpalska, Programy dydaktyczne. Wiedza o barwie. Podstawowe zagadnienia z zakresu percepcji wzrokowej-projektowanie kolorystyki, str2

[3] Prof. Barbara Suszczyńska-Rąpalska, Programy dydaktyczne. Wiedza o barwie. Podstawowe zagadnienia z zakresu percepcji wzrokowej-projektowanie kolorystyki, str2

[4] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 97

[5] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 96

[6] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 25-26

[7] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 51-55

[8] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 51-55

[9] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 102

[10] Prof. Barbara Suszczyńska-Rąpalska, Programy dydaktyczne. Wiedza o barwie. Podstawowe zagadnienia z zakresu percepcji wzrokowej-projektowanie kolorystyki, str8

[11] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 101-102

[12] Prof. Barbara Suszczyńska-Rąpalska, Programy dydaktyczne. Wiedza o barwie. Podstawowe zagadnienia z zakresu percepcji wzrokowej-projektowanie kolorystyki, str9

[13] Rudolf Arnheim, Sztuka i percepcja wzrokowa. Psychologia twórczego oka, str363

[14] Prof. Barbara Suszczyńska-Rąpalska, Programy dydaktyczne. Wiedza o barwie. Podstawowe zagadnienia z zakresu percepcji wzrokowej-projektowanie kolorystyki, str10-11

[15] Rudolf Arnheim, Sztuka i percepcja wzrokowa. Psychologia twórczego oka, str 364

[16] Gerard Zeugner, Barwa i człowiek, Wydawnictwo „Arkady” W-wa 1965, Veb Verlag Fur Bauwesen Berlin, str 148-149