Ощущение цвета
Все воспринимаемые глазом цвета могут быть подразделены на две группы: ахроматические и хроматические. Ахроматическими цветами называется белый, чёрный и все располагающиеся между ними оттенки серого цвета; они отличаются друг от друга только светлотой. Все остальные цвета — хроматические; они отличаются друг от друга цветовым тоном, светлотой и насыщенностью.
Цветовой тон — это то специфическое качество, которым один цвет, например красный, отличается от любого другого — синего, зелёного и т. д. при равной светлоте и насыщенности. Цветовой тон зависит от длины воздействующей на глаз световой волны.
Светлота — это степень отличия данного цвета от чёрного. Наименьшей светлотой обладает чёрный, наибольшей — белый цвет. Светлота зависит от коэффициента отражения. Коэффициент отражения равен единице минус коэффициент поглощения. (Например, поверхность чёрного бархата поглощает 0,98 световых лучей и отражает 0,02 световых лучей.) Чем больше коэффициент поглощения световых лучей какой-нибудь поверхностью и чем соответственно меньше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе её цвет к чёрному; чем меньше коэффициент поглощения какой-нибудь поверхности и соответственно больше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе её цвет к белому.
От светлоты предметов следует отличать их яркость, которая зависит от энергии световой волны, или амплитуды её колебаний. Яркость характеризуется произведением освещённости на коэффициент отражения. Освещённость же предметов характеризуется количеством лучистой энергии, падающей в течение одной секунды на единицу поверхности. Светлота — цветовое свойство поверхности, яркость же характеризуется количеством лучистой энергии, отражаемой от данной поверхности. Это количество лучистой энергии зависит от двух причин: с одной стороны, от коэффициента отражения от данной поверхности, а с другой — от количества лучистой энергии, падающей на данную поверхность. Поэтому яркость сильно освещённого чёрного бархата может быть больше яркости белой бумаги, находящейся в тени.
Насыщенность — это степень отличия данного цвета от серого цвета, одинакового с ним по светлоте, или, как говорят, степень его выраженности. Насыщенность цвета зависит от отношения, в котором находится количество световых лучей, характеризующих цвет данной поверхности, к общему световому потоку, ею отражаемому. Насыщенность цвета зависит от формы световой волны.
Глаз чувствителен к ничтожным количествам лучистой энергии. Так, например, при достаточной темновой адаптации глаз видит (аппаратом палочек) на расстоянии 1 км свет, сила которого может быть выражена тысячными долями свечи [С. В. Кравков, Глаз и его работа, М. 1936.] при полной прозрачности атмосферы (нижний порог). Чувствительность аппарата колбочек меньше.
Верхним порогом цветоощущения является та яркость света, которая «ослепляет» глаз. Эта величина в значительной мере зависит от степени адаптации глаза, от размера слепящего пятна и т. д. Слепящая яркость при размере слепящего поля в 4° равна 22,5 стильба. [Данные Неттинга, обработанные Кравковым. Стильб — единица яркости, равная международной свече в 1 кв. см.]
Побочные раздражители в некоторых случаях изменяют характер зрительной чувствительности. Согласно экспериментальным данным С. В. Кравкова, звук повышает чувствительность глаза к зелёным и синим лучам и понижает чувствительность глаза к оранжевым и красным лучам.
Чувствительность глаза к световым волнам различной длины не одинакова. Наиболее яркими кажутся человеческому глазу лучи, длины волн которых соответствуют желто-зелёной части спектра (556 нм). В сумерки наиболее ярким кажется не желто-зелёный цвет, а зелёный цвет, имеющий длину волны 510 нм. С наступлением темноты красно-фиолетовые цвета темнеют, а зелёно-голубые цвета светлеют. Это явление носит название явления Пуркинье.
Общее количество различаемых глазом цветных тонов максимальной насыщенности доходит до 150.