Как теория трехкомпонентности объясняет основные явления цветового зрения. Часть 2.

Описание

↑ Явления одновременного цветового контраста. Индуктивные процессы

Закон взаимной индукции нервных процессов является, по Павлову, одним из основных законов нервной физиологии. Согласно этому закону, возбужденный пункт содействует усиленному торможению, тормозный же пункт содействует усиленному возбуждению. Как отмечает И. П. Павлов, «взаимная индукция обнаруживается как в окружности пункта раздражения или торможения одновременно с их действием, так и на самом пункте по прекращении процессов» (1949, ). «Явления взаимной индукции вполне совпадают,— читаем мы у него же в «Лекциях о работе больших полушарий» (1927), с большой группой контрастных явлений, изученных в тепе решней физиологии органов чувств».

В области цветового зрения к явлениям контраста относится большая и важная группа фактов изменения видимого цвета в зависимости от световых раздражителей, действующих на другие места сетчатки, или от раздражителей, ранее действовавших на те же места сетчатки, посредством которых мы видим данный цвет. При этом, об явлениях специально цветового контраста мы говорим в тех случаях, когда видимый цвет изменяется в направлении увеличения своего отличия от цвета, повлиявшего на него, от индуцирующего светового раздражителя.

Если мы имеем в виду влияние наличных цветовых раздражений других мест сетчатки, мы говорим о явлениях одновременного цветового контраста. Когда же имеется в виду влияние предшествующих цветовых раздражителей, речь идет о последовательном цветовом контрасте.

Контрастные изменения, происходящие от наличия в поле зрения других цветных раздражителей, могут касаться то яркости, то насыщенности, то цветового тона: чаще же они затрагивают сразу все эти три стороны цветового ощущения.

Примером контраста только по яркости может служить то, что цвет одной и той же серой материи положенной в одном случае на белоснежную скатерть, а в другом — на черный бархат, кажется не одинаковым. На белом серое кажется более темным, на черном же более светлым.

Контраст по яркости называется световым контрастом в отличие от контраста собственного цветового (хроматического) - контраста по цветовому тону. Наблюдать последний чрезвычайно просто. Поместим кусочки одной и той же серой бумаги на фоны различного цвета. Кусочки тот час же станут казаться различными по цветовому тону. На красном фоне серое поле приобретает зеленоватый налет, на синем золотисто-желтый, на зеленоватом-оттенок малинового (рис. 32).





Словом, цвет поля изменяется в зависимости от соседнего фона. Подобное же явление наблюдается и тогда, если вместо серых полей взять какие-нибудь цветные (например, желтые) и поместить их на фоне других цветов. Желтое на красном покажется слегка зеленоватым, желтое на зеленом оранжевым, желтое на синем более насыщенным желтым и т. д.

Одновременный же контраст объясняет те цветные тени, которые мы видим нередко при наличии двух разноцветных источников освещения. Поставим перед белым экраном какой-нибудь непрозрачный предмет и будем освещать его двумя лампами - белой и, светящей через красное стекло.В таком случае предмет отбросит две тени на экран. Первая тень будет получать лучи только от красной лампы и покажется насыщенной красной. Весь экран будет освещаться обеими лампами и потому будет казаться розовым. Вторая тень получит свет только от белой лампы и должна бы быть поэтому белой или светлосерой. Между тем она приобретает явно зеленый оттенок. Это происходит в силу контраста с розовым цветом фона, на котором тень находится. Подобный эффект одновременного контраста мы наблюдаем, например при закате солнца, когда предметы отбрасывают длинные лиловато-синие тени. Здесь двумя источниками освещения являются, с одной стороны рассеянный белый свет неба, с другой прямые оранжевые лучи заходящего солнца.

В каком же направлении изменяются цвета под влиянием контраста? В области цветов ахроматических вопрос решается просто. Цвета изменяются в сторону наибольшего удаления друг от друга: на темном фоне поле кажется светлее, на светлом темнее. Применительно же к собственно цветовому контрасту точный ответ оказывается более трудным. В общем и здесь цвет поля сдвигается в сторону цвета, наиболее отличного от цвета фона. Если принять, что такими взаимно наиболее отличными цветами являются цвета дополнительные, то можно сказать что под влиянием цветового контраста цвета изменяются в сторону цвета, дополнительного к цвету фона. Однако если говорить точнее, то цвета, возникающие по контрасту, не вполне соответствуют цветам дополнительным. Например,пары дополнительных цветов: синий - желтый, желтый - синий. Соответственно мы имеем пары цветов, возникающих по контрасту: синий — оранжевый, желтый — фиолетовый. Эбней, например, наблюдал следующие соотношения (табл. 4).
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]



В недавнее время различие между цветами дополнительными, возникающими по контрасту, изучалось Федоровым, Юрьевым, Скляревич и Введенской (1948). По данным этих авторов, цвета контрастные совпадают с цветами дополнительными лишь для четырех участков спектра (близких к длинам волн в 460, 500, 510 и 570 m?); для всех же прочих цветов они от них отличаются. Особенно значительны эти расхождения для синего и желто-оранжевого цветов спектра. Здесь цвета одновременного контраста значительно сдвинуты в сторону фиолетового и красного по сравнению с цветами дополнительными. Так, цветом одновременного контраста для синего является оранжевый, цветом одновременного контраста для желтого — сине-фиолетовый. Возникающие по контрасту цвета не взаимны. Если, например, к желто-зеленому цвету 541 m? контрастным является оранжевый 598 m?, то к этому оранжевому контрастным цветом будет уже не желто-зеленый 541 m?, а сине-голубой 487 m?.

Нет оснований удивляться несовпадению цветов контрастных с цветами дополнительными. В основе явлений одновременного контраста лежат процессы индуктивного взаимодействия возбуждений в пространственно различных местах нервной системы. В основе же явлений дополнительности цветов лежит достижение определенного соотношения между различными цветовыми возбуждениями в одном месте нервного субстрата.

Федоровым, Юрьевым, Скляревич и Введенской сделана попытка связать картину различия дополнительных и контрастных цветов с тремя кривыми основных цветовых возбуждений. Беря для данного случая кривые, построенные Джеддом, и делая некоторые допущения, авторы приходят к построению кривой, близко подходящей к опытным данным. Несмотря на эту попытку считать решенным вопрос о связи явлений цветового контраста с тремя кривыми основных возбуждений еще нельзя вот по каким соображениям.

Делаемые указанными выше авторами допущения, что контрастное, «угнетающее», действие всех трех цветоощущающих аппаратов одинаково сильно, едва ли отвечает действительности. Еще старые, авторитетные в области физиологии цветового зрения авторы настойчиво подчеркивали, что «различные цвета фона... обладают весьма различной способностью вызывать контрастные цвета. Зеленый, голубой, фиолетовый, вообще так называемые холодные цвета дают повод к появлению резких контрастных цветов, между тем как красный, желтый и зеленовато-желтый показывают это в весьма незначительной степени».

«Холодные цвета вызывают одновременный контраст на нейтральном фоне сильнее, чем цвета теплые» (Бецольд, 1878). В справедливости этих наблюдений нетрудно убедиться каждому, стоит лишь посмотреть (не двигая глазом) на серую бумажку, положенную на насыщенный красный фон и на серую же бумажку, положенную на хотя бы ненасыщенный зеленый фон. Последняя покажется определенно малиноватой, тогда как зеленоватая контрастная окраска в первом случае если и замечается, то бывает выражена гораздо слабее.

Что цвета зелено-синие в отношении контраста влияют сильнее цветов красно-оранжевых, подтверждают и опыты Шьельдеруппа - Эббе (Schjelderupp-Ebbe, 1926), приводимые на рис. 33.





По абсциссе отложена насыщенность индуцирующего цвета (т.е. цвета фона), по ординате — насыщенность цвета, который требовался, чтобы нейтрализовать в поле вызванный контрастом цвет. Как видно, величина контрастного влияния по мере увеличения насыщенности фона возрастает. Приведенные кривые близки к прямым; из их наклона видно, что зелено-синие цвета в отношении контраста влияют наиболее сильно.

За большую вероятность того, что контрастное действие трех основных цветоощущающих аппаратов глаза не одинаково, говорят и другие факты, свидетельствующие о различной природе этих трех аппаратов нашего цветового зрения, такие, как различная скорость возникновения цветовых ощущений (Мкртычева, 1949), различная скорость цветовой адаптации (Кравков, 1928а), различная адекватная оптическая хронаксия (Макаров, 1949).

Влияние цветности на характер индуктивных процессов в органе зрения ясно выявилось в опытах Галочкиной с парами точек, одинаковых по цвету. Ею найдено, что в условиях темновой адаптации при взаимодействии двух очагов возбуждения, вызванных оранжево-красным светом, в значительном диапазоне интенсивностей, имеют место процессы положительной индукции. Иными словами, видимость одной оранжево-красной точки выигрывает от наличия вблизи ее другой светящейся точки того же цвета. В случае же раздражения сетчатки зеленосиними лучами в том же диапазоне интенсивностей преобладает, напротив, отрицательная индукция, т. е. вторая, соседняя, точка одинакового цвета с первой действует ухудшающим образом на видимость первой точки. Это иллюстрирует рис. 34,





где по абсциссе показаны интенсивности света индуцирующей точки, а по ординате — логарифмы относительного значения чувствительности в месте реагирующей световой точки. Сплошная линия относится к раздражителям красным (630 m?), пунктирная — к раздражителям зеленым (540 m?).

Зависимость индуктивных процессов (лежащих в основе явлений цветового контраста) от цветности (длины волны) применяемых раздражителей вполне определенно была показана и недавними опытами Селецкой (1949). Как и в описанных выше опытах Галочкиной. ею определялось, как сказывается на заметности одной (реагирующей) цветной точки наличие вблизи другой (индуцирующей) цветной точки. В качестве реагирующего и индуцирующего раздражителей испытывались лучи из самых различных участков спектра. Яркость индуцирующей точки всегда была при этом равна ее стократной пороговой яркости. Для темно адаптированно го глаза никакого индуктивного явления не наблюдалось, если один из раздражителей был взят из концов спектра — фиолетовый (около 425 m? или крайний красный (около 706 m?). Для прочих цветов спектра отрицательная индукция неизменно наблюдалась, будучи особенно выражена для среднего участка спектра (соответствующего области зеленого цвета). На рис. 35





приводятся результаты опытов Селецкой для тех случаев, когда в качестве цвета реагирующей точки были взяты крайний красный (706 m?) и зеленый (520 m?), в качестве же цвета индуцирующей точки применялись различные цвета; соответствующие им длины волн отложены по абсциссе, а по ординате в относительных величинах обозначена чувствительность в реагирующей точке; значение чувствительности при отсутствии второй, индуцирующей, точки принято за единицу. Опыты проведены на нескольких лицах и дали для всех качественно одинаковый результат. Кружки на рисунке— средние значения из данных всех испытуемых. Из рисунка видно, что красноощущающий аппарат глаза, возбуждаемый светом с длиною волны 706 m?, ни на какие индуцирующие излучения не реагирует, в противоположность аппарату зелено-ощущающему (520 m?), который реагирует на наличие вблизи точек различных цветов, но реагирует не одинаково. Концевые лучи спектра проявляют себя здесь бездейственными. Особенно же сильно влияют лучи зелено-желтой области спектра, возбуждающие преимущественно зеленоощущающий аппарат глаза.

В условиях световой адаптации, когда возбужденными оказываются все три цветоощущающих аппарата, картина влияния цветности в явлениях контраста уже оказывается иной, чем в опытах на темноадаптированном глазе.

Явление индуктивного взаимодействия участков нашего зрительного прибора, одновременно возбужденных цветными раздражителями, зависит, вообще говоря, от сложной совокупности факторов.

Помимо цветности (т. е. того, какой цветоощущающий аппарат оказывается возбужденным), значение имеет и размер (площадь) раздражения на сетчатке и место раздражения.

В опытах Галочкиной и Селецкой (1950а), выполненных в нашей лаборатории, выяснилось, что положительной индукции (т. е. содействующего влияния одного очага возбуждения на другой) не наблюдается, если раздражители приложены к двум разным глазам. Если же раздражители падают на соответствующие места в одной сетчатке, то положительная индукция уже наблюдается. Из этого факта можно сделать тот вывод, что от одного очага возбуждения в нашем зрительном аппарате, по-видимому, исходят различные влияния на другие, близкие, места зрительного аппарата,— с одной стороны, влияния положительные, с другой — отрицательные.

О постоянном участии в жизни нашей нервной системы процессов возбуждения и торможения, как мы знаем, учит Павлов. Применительно к описанным выше явлениям в зрительном анализаторе можно предполагать, что процессы возбуждения и торможения могут различно протекать на различных уровнях зрительного аппарата.

Селецкой показано, что количественное изменение — увеличение площади индуцирующего раздражителя — может вызывать качественное изменение реакции реагирующей точки. Так, если при точечных раздражителях оранжево-красного цвета индуктор, равный по интенсивности стократному порогу, вызывал понижение чувствительности к зеленой световой точке (или же не оказывал никакого действия), то при индукторах большего размера (порядка 1°) цвета оранжево-красной части спектра уже повышали чувствительность к зеленой реагирующей точке.

Последнее явление и может объяснять факт позеленения серого поля, помещенного па оранжевато-красный фон. Индуктор же зеленого цвета, как показали опыты, и при большем своем размере оказывает лишь угнетающее действие на чувствительность в зеленой реагирующей точке. Это также хорошо согласуется с другим известным фактом — покраснением серого поля на зеленом фоне.

Изложенное выше может быть привлечено к объяснению явлений одновременного цветового контраста с точки зрения трехкомпонентной теории цветового зрения. В индуктивных явлениях в зрении, лежащих в основе контраста, еще недостаточно изучен ряд факторов. Данные Галочкиной и Селецкой позволяют, однако, высказать предположение, что не все цветоощущающие аппараты участвуют в индуктивных процессах в равной мере. Есть основания предполагать, что особая роль принадлежит здесь аппарату зеленоощущающему.

↑ Явления последовательного цветового контраста

Остановимся на явлениях последовательного цветового контраста. Примером его может служить общеизвестный факт: после смотрения на зеленый абажур лампы белая бумага кажется первое время уже не белой, а красноватой. В табл. 5 приведены цвета, видимые в результате явлений последовательного контраста.



С точки зрения теории трехкомпонентности цветового зрения естественно думать, что белый раздражитель вызовет возбуждения тем большие, чем меньше данный цветоощущающий аппарат был возбужден предшествующим раздражителем. Следовало бы ожидать, что цвет, видимый нами на белом в результате явлений последовательного контраста должен быть цветом дополнительным к тому, на который мы перед тем смотрели. В действительности подобный вывод оправдывается лишь приблизительно. Цвета последовательного контраста, возникающие на белом фоне, по своему цветовому тону обычно несколько отличаются от цветов дополнительных.

Различие цветов последовательного контраста от цветов дополнительных изучали недавно Федоров и др. (1948). По данным их опытов, если дополнительным цветом служит, например, цвет голубой (475 m?), то цветом последовательного контраста для того же раздражителя будет синий (460 m?), если дополнительный цвет оранжевый (600 m?), то цвет последовательного контраста красный (630 m?), если дополнительный цвет желтовато-зеленый (540 m?), то цвет последовательного контраста зеленый (530 m?).

По нашим опытам (Кравков, 1929), цветом последовательного контраста к синему (453 m?) будет оранжево-желтый (586 m?), дополнительным же служит правильно желтый (572 m?). Цветом последовательного контраста к этому желтому оказывается не синий, а пурпурный. Для раздражителя зеленого цвет последовательного контраста не отличается от цвета дополнительного. Словом, цвета последовательного контраста по сравнению с цветами дополнительными несколько отодвинуты от зеленого, или что то же, сдвинуты к красному или синему.

Для объяснения несоответствия между цветами дополнительными и цветами последовательного контраста было высказано несколько предположений. Предполагалось, например, что покраснение цветов последовательного контраста есть результат некоторой иллюзии, невольно у нас возникающей. Именно, при материальном смешении красок с белым часто наблюдается изменение цветового тона краски в сторону ее позеленения. Когда же мы видим отрицательный последовательный образ, мы имеем как бы оптическое смешение цвета дополнительного с белым. Не видя в этом случае позеленения, но невольно ожидая его, мы иллюзорно и видим цвет более красным, чем он есть на самом деле. Такое объяснение не может быть принято уже потому, что о результатах материальной разбелки красок знают немногие, в то время как цвета последовательного контраста, сдвинутые в сторону красного, видят все.

Может быть высказано следующее объяснение этого явления (Кравков, 1929). В работе об адаптации глаза к цветным раздражителям было установлено, что чувствительность глаза к красному, зеленому, фиолетовому в начале действия раздражения на глаз снижается не с одинаковой скоростью. Скорее всего чувствительность падает к фиолетовому раздражителю, позже к зеленому. Поэтому при всяком более или менее длительном смотрении на цвет вызываемое им соотношение основных возбуждений изменяется по сравнению с первоначальным так, что после нескольких секунд действия света относительная доля зеленого возбуждения становится больше. Цветовой тон раздражителя сдвигается, следовательно, в направлении к зеленому. Цвет же последовательного контраста является цветом дополнительным к этому, уже изменившему свой первоначальный цветовой тон цвету. При таком допущении становится понятным, что цвета последовательного контраста, по сравнению с цветами дополнительными, должны сдвигаться именно в направлении от зеленого, что и наблюдается.

Как было указано в начале параграфа, явления последовательного контраста сказываются при смотрении не только на белую поверхность. После предварительного, например красного, раздражения чувствительность глаза к красным лучам оказывается пониженной, и мы менее замечаем их подмесь в тех цветах, на которые переводим свой взор. В табл. 5 приведены данные, какой цветовой тон приобретают различные цветные поверхности, после того как наш глаз смотрел на другие цвета.

Заметность цветов последовательного контраста в известной степени зависит и от психических моментов. Известен, например, опыт, когда при одном и том же состоянии сетчатки контрастный цвет может быть заметен или незаметен в зависимости от того, видим ли мы вызывающий контрастный цвет фон в одной плоскости с полем или же сзади него, в другой плоскости. Несомненна зависимость от центральных, корковых процессов и явлений одновременного контраста. Поле, отделенное от фона хотя бы тонким контуром, или поле, входящее как часть в какую-нибудь фигуру, менее подвержено действию одновременного цветового контраста со стороны фона, на котором оно находится.

Продолжение в следующей статье: Как теория трехкомпонентности объясняет основные явления цветового зрения. Часть 3.


---

Статья из книги: Цветовое зрение | Кравков С. В.