Природа цвета. Цветовосприятие. Интерпретация результатов анализа, полученных с помощью визуально-колориметрических тест-систем

Зайцев Александр Сергеевич, генеральный директор
ООО «Дельта хим-тэк», Москва

В процессе своей жизнедеятельности человек находится в постоянном контакте с окружающим миром. Одним из свойств материального мира является цвет, воспринимаемый человеком как осознанное зрительное ощущение. Цветовое восприятие происходит в результате воздействия на глаз человека потоков электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 380 до 780 нм. Все виды излучений, лежащих за пределами данного диапазона, человеческим глазом не воспринимаются.

В том случае, если луч белого света направить через стеклянную призму, он преломится и расщепится на несколько лучей, из которых можно выделить полосы фиолетового, синего, голубого, зеленого, желтого, оранжевого и красного цвета. Такая совокупность цветных полос называется спектром. Каждой полосе отвечает своя электромагнитная волна, характеризующаяся определенной длинной. Сами по себе волны не имеют цвета. Восприятие видимого электромагнитного излучения происходит благодаря тому, что в сетчатке человеческого глаза располагаются рецепторы, способные воспринимать данное излучение. Научные исследования установили, что все цвета, которые способен воспринимать глаз человека, можно получить смешением трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Если взять три монохроматических источника света (красный, зеленый и синий) и наложить их лучи так, чтобы они частично перекрывали друг друга, в местах пересечения лучей мы увидим новые цвета. Синий и зеленый образуют голубой, зеленый и красный – желтый, красный и синий – пурпурный. В центре, где пересекаются все лучи, образуется белый цвет. Таким образом, белый цвет рассматривается как совокупность всех цветов. В противоположности белому находится черный цвет. Черный цвет рассматривается как полное отсутствие света. Изменяя яркость источников света, и комбинируя их, можно получить большое разнообразие цветовых оттенков.

В темноте цвет всех объектов и окружающего пространства – черный. Объекты окружающего нас мира становятся видимыми и принимают какой-либо цвет только при наличии источника освещения. Цвет объекта определяется цветом отраженной волны спектра, которая, в свою очередь, зависит от молекулярной структуры объекта. Если объект поглощает весь спектр падающих на него волн света, он воспринимается черным. Если объект отражает весь спектр видимых волн, он воспринимается белым. Цвет объекта зависит также от цвета источника освещения. Если источником освещения служит красный светодиод, то все освещаемые им объекты будут иметь только красные, серые и черные цвета. Таким образом, цвет объекта определяется количеством поглощенного и отраженного света, которым данный объект освещается. Например, зеленая трава выглядит зеленой потому, что при освещении белым светом она поглощает красную и синюю волну спектра, а зеленую волну – отражает.

Каждый человек характеризуется индивидуальным цветовосприятием, что связано с различным количеством и различной чувствительностью рецепторов глаза. Восприятие цветов изменяется с возрастом, а также зависит от остроты зрения. Правда, подобные различия относятся в основном к тонким оттенкам цвета, поэтому с некоторым допущением можно сказать, что большинство людей с нормальным зрением воспринимают основные цвета одинаково.

Одной из особенностей человеческого глаза является постоянно меняющаяся чувствительность. Глаз приспосабливается к окружающим условиям. Например, если человек долго находится в помещении с насыщенным красным светом, то, выйдя из него в помещение с нормальным освещением, на время адаптации окружающие предметы приобретут зеленоватый оттенок. Это обусловлено тем, что при раздражении определенной группы светочувствительных рецепторов глаза в них распадается пигмент. Со временем пигмент регенерируется, но происходит это не мгновенно.

Другой особенностью цветовосприятия является эффект последовательного контраста, который возникает в результате резкой смены зрительного образа и связан с инерционностью глаза. Если рассматривать яркий объект, после чего перевести взгляд на однородное цветовое поле, на нем возникнет сначала более светлый (положительный) образ, затем – менее светлый отрицательный. Если долго смотреть на красный объект, а потом перевести взгляд на белое поле, возникнет фантомное изображение зеленого цвета.

Кроме того, существует эффект зрительного контраста, который проявляется в том, что объект на светлом фоне кажется темнее того же объекта на темном фоне:

И, наконец, еще один из видов контраста – краевой, называемый также эффектом Маха. На стыке двух полей разной яркости приграничная часть темного поля становится темнее, а светлого, наоборот, светлее.

Приведенные выше особенности цветовосприятия являются нормой. Однако существуют отклонения, называемые «цветовой слепотой». В сетчатке глаза людей с нормальным цветным зрением содержатся пигменты, чувствительные к красному, зелёному и синему цвету. В случае отсутствия одного из зрительных пигментов в сетчатке глаза человек способен различить только два основных цвета. При отсутствии двух зрительных пигментов человек видит окружающий мир в оттенках одного цвета. Цветовая слепота может быть как врожденной (передаваемой по наследству), так и приобретенной (связанной с возрастными изменениями, катарактой, приемом некоторых медикаментов, травмами затрагивающими сетчатку и зрительный нерв). Для выявления цветовой слепоты в офтальмологии используют полихроматические таблицы, состоящие из кружков разного цвета, расположенных так, чтобы образовать цифры. Люди с нарушением цветоощущения не распознают цифры, указанные в таблицах.

Визуально-колориметрические методы анализа основаны на сравнении окраски индикаторного элемента с окраской цветовой шкалы (компьютерной имитации набора эталонных образцов). При интерпретации результатов анализа, полученных с использованием визуально-колориметрических тест-систем, необходимо учитывать физическую природу цвета. Сопоставление цвета индикаторной зоны с цветовой шкалой следует проводить в условиях нормальной освещенности рабочего места. При этом на индикаторную зону тест-системы должен падать весь спектр видимого света, что проще всего обеспечить в условиях естественного (солнечного) освещения. При искусственном освещении возможно появление аномального окрашивания индикаторных зон, что обусловлено ограниченным спектром излучения источников света. На приведенном ниже изображении можно увидеть разницу в цветах, наблюдаемых при естественном освещении (наверху) и при свете люминисцентной лампы (внизу).

Для получения воспроизводимых результатов рекомендуется провести серию предварительных анализов по установлению контрольных (заведомо известных) концентраций в условиях, максимально приближенных к проведению текущей работы и определить, соответствует ли рабочее место требованиям, предъявляемым к визуально-колориметрическим методам анализа.

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
*
Generation password