Для объяснения восприятия цветовых ощущений Гельмгольц предложил так называемую теорию трехцветных цветовых ощущений; в настоящее время она является наиболее распространенной для объяснения всех явлений в области цветов. Цветовые ощущения возникают в результате раздражения чувствительных окончаний зрительного нерва, составляющих внутреннюю сетчатую оболочку глаза. Чем бы ни было вызвано раздражение зрительного нерва, оно всегда воспринимается сознанием как зрительное ощущение.
Окончания зрительного нерва состоят из элементов двух типов: палочек и колбочек. Способностью воспринимать цветовые ощущения обладают только колбочки. По теории Гельмгольца, в колбочках имеется по три нервных центра: один из них может воспринимать раздражения, соответствующие только красному цвету, другой — зеленому и третий — синему. Ощущения всех других цветов создаются в результате одновременного раздражения двух или трех центров. Характер цветового ощущения определяется силой раздражения каждого из нервных центров. Одновременное и одинаково сильное раздражение всех трех нервных центров создает ощущение ахроматического цвета — белого, если раздражение нервных центров велико, и нейтрального серого, если оно мало.
Чувствительность красных, зеленых и синих центров к волнам различной длины можно представить в виде кривых в системе координат, по оси абсцисс которой отложены длины волн, а по оси ординат — чувствительность нервных центров (рис. 13), Кривая R изображает чувствительность красных центров, G — зеленых и В — синих.
Кривые, изображенные на рис. ІЗ, позволяют следующим образом объяснить ощущения цветов, вызываемые волнами различной длины. Волны длиной около 400 гпр раздражают только синие и красные центры. Зеленые центры могут раздражаться волнами длиной лишь несколько больше 400 тр. При увеличении длины волн от 400 до 500 шр раздражение зеленых центров остается незначительным, синих — растет очень быстро, а красных — значительно медленнее, причем раздражение красных центров оказывается сначала сильнее, чем зеленых.
Так как волны длиной 400 шр действуют одновременно на синие и красные центры, то раздражение, вызванное ими, воспринимается как ощущение цвета среднего между синим и красным, т. е. фиолетового. По мере увеличения длины волны начинает преобладать раздражение синих центров, и ощущение чисто фиолетового переходит в ощущение фиолетового с постепенным преобладанием синего цвета. Из характера кривых видно, что волны длиной 480 шр раздражают красные и зеленые центры одинаково {кривые пересекаются). Вследствие этого при раздражении нервных центров волнами длиной 480 шрг появляется ощущение чисто синего цвета, так как одинаковое раздражение зеленых и красных центров вызывает ощущение белого цвета.
Таким образом, раздражение нервных центров волнами длиной 480 шр воспринимается как ощущение синего цвета, но так как в этом синем содержится некоторое количество ахроматического цвета, то этот синий воспринимается как синий пониженной насыщенности.
При длине волны около 490—500 шр раздражение зеленых центров становится сильнее, чем раздражение синих, и поэтому цвет воспринимается как зеленый, хотя и с синим оттенком.
Дальнейшее увеличение длины волны до 600 шр вызывает ощущение зеленовато-желтого, так как наиболее сильно раздражаются Центры зеленые и красные, а синие центры раздражаются очень слабо.
При длине световой волны 600 шр синие чувствительные центры почти совсем не раздражаются, и в результате одинаково сильных раздражений только зеленых и красных центров воспринимается ощущение желтого цвета.
Увеличение длины световой волны от 600 до 700 тр ослабляет раздражение красных центров, но еще сильнее ослабляет раздражение зеленых, в результате чего при длине волны выше 600 шц цвет воспринимается как красный с желтоватым оттенком, а при дальнейшем увеличении длины волны — как оранжевый и, наконец, красный,
В табл. 3 чувствительность нервных центров к волнам различной длины дана в числовых выражениях.
ТАБЛИЦА 3
Длина волны, mpi. |
Чувствительность центров |
гервных |
Длина волны, ту. |
Чувствительность нервных центров |
|||
красных |
зеленых |
синих |
красных |
зеленых |
синих |
||
400 |
0,24 |
0,00 |
2,10 |
560 |
8,10 |
10,90 |
0,18 |
420 |
0,90 |
0,00 |
7,90 |
580 |
8,40 |
7,90 |
0,06 |
440 |
1,40 |
0,00 |
13,00 |
600 |
7,25 |
4,50 |
0,02 |
460 |
1,35 |
0,37 |
13,40 |
620 |
5,25 |
1,98 |
0,00 |
480 |
1,00 |
1,33 |
8,30 |
640 |
2,70 |
0,78 |
0,00 |
500 |
1,20 |
3,35 |
2,33 |
660 |
1,05 |
0,20 |
0,00 |
520 |
3,47 |
7,30 |
1,10 |
680 |
0,31 |
0,04 |
0,00 |
540 |
6,75 |
11,00 |
0,52 |
700 |
0,23 |
0,03 |
0,00 |