Вот именно так меня несколько раз спросили в последнее время. Поэтому отвечу и скажу честно. Серой луну не только вы глазом видите, но даже и ваш фотоаппарат на сотовом телефоне передаст луну серым цветом (тоном), если снять её крупно.
Чтобы объяснить, почему так происходит, мне придётся рассказать немного про "нуль-цвет", который вырабатывает сетчатка глаза, и коснуться вопроса автоматической установки экспозиции в цифровых фотоаппаратах.
Поскольку все мы активно пользуемся сотовыми телефонами, то, конечно, вы замечали, что фотоаппарат очень оперативно реагирует на изменение яркости объекта. Стоит провести панораму с тёмной комнаты на ярко освещённое окно, как тут же автомат экспозиции уменьшает выдержку, и пересвеченное в первую секунду окно, становится "нормальным", а находящаяся сбоку стенка комнаты темнеет.
Ниже - подборка из 3 фотографий, пролистайте!
Фотоаппарат своим электронным мозгом "считает", что вы всё время снимаете серое поле с коэффициентом отражения 18%. Или объект, в котором есть разные яркости, но интегральный (суммарный) коэффициент отражения всё равно приближен к 18%.
Если ваши объекты ярче средне-серого поля, например, вы переснимаете надпись на белом листе бумаги, то фотоаппарат притемнит его, и лист вместо белого станет серым. Думаю, вы с этим не раз сталкивались.
А если в кадре много тёмного, например, вы снимете выступление на тёмной сцене, то фотоаппарат высветляет весь кадр, и освещённое лицо начинает выглядеть при этом как белое эмалированное ведро.
Аналогичные явления происходят, когда вы снимаете большие цветные поверхности. Мозг фотоаппарата по-прежнему думает, что вы снимаете СЕРОЕ поле или цветные объекты, которые в сумме приближены к серому. Пока в кадре много разноцветных объектов, всё получается прилично и достоверно по цвету.
Но как только какой-то цветной объект (например, голубой поднос) начинает заполнять больше половины кадра, как тут же фотоаппарат делает цветовую коррекцию и превращает голубой поднос в светло-серый.
Где-то там в алгоритмах пересчёта заложено условие, что если в кадре появляется много одного цвета, то это воспринимается не как цветной объект, а как избыточный цвет освещения. Как будто наш объект стал освещаться холодным светом. И фотоаппарат делает на это поправку, уничтожая избыток голубого цвета.
То же самое происходит и с объектами, близкими по цвету на грунт Луны - они обесцвечиваются. Как вы знаете, лунный реголит вблизи выглядит тёмно-коричневым. Вот сейчас рядом с серой шкалой я положу тёмно-коричневый лист аппликационной бумаги. На него ещё солнечный лучик падает. Пусть это будет имитация цвета лунной поверхности.
А теперь начну приближать фотоаппарат к этому коричневому листу. И - о, чудо! - коричневый лист на наших глазах начнёт "сереть".
Фотошоп показывает, насколько сильно изменилась цветность этого листа, если мы сравним 1-й и 4-й снимок. Наша коричневая поверхность почти приблизилась к средне-серой.
Вот так ведут себя "электронные мозги" цифрового фотоаппарата. Раньше, когда съёмка производилась на фотоплёнку, такого эффекта быть не могло. (И на лунных фотографиях грунт луны должен быть однозначно коричневым.) А с наступлением эры цифровой фотографии мы наблюдаем, как в автоматическом режиме фотоаппарат постоянно производит экспозиционную коррекцию и при этом не забывает внести поправку и в цветовой баланс.
Так вот, точно такой же механизм цветовой коррекции и поправки на яркость существует в нашем глазу. Правда, он немного посложнее, цветокоррекция происходит через "нуль-цвет", который вырабатывает наша сетчатка, но, как вы увидите, параллели с фотоаппаратом просто налицо.
Сейчас я приведу цитату из книги В.Демидова "Как мы видим то, что видим", 1979 года издания.
Там будет упоминаться Ярбус. Но поскольку вам эта фамилия абсолютно ни о чём не говорит, приведу для разъяснения ещё одну цитату из начала книги. Вот такую:
В начале 60-х годов кандидат, ныне доктор биологических наук Альфред Лукьянович Ярбус проделал опыты, на которые сегодня ссылаются во всем мире, все, кто хоть сколько-нибудь причастен к изучению восприятия формы и пространства, — опыты, давшие начало большой серии различных исследований, значительно углубивших наше понимание того, что такое «смотреть на мир».
На глазу испытуемого было укреплено маленькое зеркальце, и световой зайчик писал на фотобумаге след движения глаз, когда человек рассматривал картину. Получившийся узор свидетельствовал, что глаз вовсе не обводит зрачками контуры предметов (увы, даже сейчас еще кое в каких книгах приходится читать, что «глазное яблоко движется в соответствии с контуром»), а совершает странные, поначалу кажущиеся хаотическими скачки. Затем, по мере того как записи движений наслаиваются одна на другую, на свет выходят любопытные закономерности.
Пролистаю до 141 страницы и процитирую вот такой абзац:
А теперь мы можем заняться и другой проблемой, поговорить о том, почему глаз, в отличие от фотопленки, способен приспосабливаться к разному спектральному составу освещения. Ярбус выдвинул по этому поводу очень интересную гипотезу. Он спросил себя: «Зачем палочки и колбочки сетчатки заходят в глазном яблоке даже туда, куда прямой свет, несущий изображение, не попадает? И уж коль скоро они там есть, что они видят?»
Оказалось, природа ничего не делает зря: фоторецепторы на периферии сетчатки не что иное, как генераторы нуль-цвета, с которым зрение сравнивает все остальные цвета. Попадающий в зрачок свет не только приходит на сетчатку, но и немного рассеивается прозрачными внутренними структурами глаза. Следовательно, рассеянный поток — это по яркости нечто среднее между всеми светлыми и темными местами изображения. Периферия сетчатки получает свет, как бы прошедший через хорошее, плотное матовое стекло: ровный, спокойный, не изменяющийся поток, как бы ни дергались глаза в своих микродвижениях.
Итак, давайте разбираться. Угол поля зрения одного глаза человека в вертикальной плоскости составляет около 120º. Примерно такой же угол наблюдается и в горизонтальной плоскости (см.рисунок).
Если этот угол мы перенесём на рисунок глаза в разрезе, то увидим, что светочувствительная сетчатка глаза (она на рисунке выделена жёлтым цветом) заходит туда, куда изображение, прошедшее через хрусталик, не попадает.
На эту периферию попадает свет, рассеянный внутри глазного яблока.
До сих пор все руководства по колористике утверждали: цвет будет зависеть от степени возбуждения красного, зеленого и синего светоприемников сетчатки, то есть, во-первых, от спектрального состава света, а во-вторых, от чувствительности светоприемников к разным длинам электромагнитных волн. В теории Ярбуса это правило существенно уточняется: надо учесть еще степень возбуждения светоприемников периферии, иными словами, учесть действие на них света, рассеянного внутри глаза. А поскольку «действие света» это просто сигнал-число, то и все дальнейшее представляется обыкновенной математикой, весьма, кстати, несложной. Разность двух логарифмов — вот что такое «действие света».
Помню, во всех книжках по фотографии приводился такой пример цветовой адаптации глаза. Белый лист бумаги днём при солнечном свете и вечером при свете лампы накаливания воспринимается одинаково белым, хотя спектральный состав света меняется очень сильно.
Так дело в том, что днём на светочувствительные рецепторы глаза попадает дневной свет, и на периферию сетчатки тоже попадает рассеянный дневной свет. Цвет - это разница между периферией и остальной областью сетчатки. Разницы между ними в цветности нет, и мы видим белый лист бумаги белым.
Когда вечером мы зажигаем дома лампу накаливания тёпло-жёлтого цвета или тёплую светодиодную лампу, то теперь на периферию, как и на всю сетчатку попадает одинаковый жёлтый цвет. Разницы между ними в цветности нет, и мы видим белый лист бумаги по-прежнему белым.
Но часто бывают такие моменты, когда на периферию попадает больше или меньше света относительно обычных условий наблюдения. Например, за час-полтора до захода солнца мы едем на машине, и солнце бьёт нам в глаза.
В глазном яблоке происходит сильное рассеивание солнечного света, на периферию попадает света больше обычного. Мозг "думает", что стало очень светло и притемняет "картинку". И мы ничего уже не видим на проезжей части. Приходится ладошкой закрываться от света или опускать козырёк на лобовое стекло, чтобы следить за дорожной обстановкой.
Попробуйте провести простенький эксперимент. Включите фонарик на сотовом телефоне, поднесите его к кончику носа и направьте свет снизу в глаз, чтобы свет попал на периферию сетчатки. Вы тут же заметите, что картинка перед вашим взором моментально потемнеет. На ваших глазах исчезнут из комнаты все тёмные детали. Вот так работает связь периферии сетчатки и основной зрительной области.
Когда вы направляете свой телескоп на Луну, то, конечно, она коричневая и тёмная. Коричневый цвет, как это видно на выкадровках из Фотошопа - это оранжевый цветовой тон низкой светлоты (яркости). Оранжевый свет слабой насыщенности, отражённый от лунной поверхности, попадает на сетчатку глаза, и такой же точно оранжевый свет достигает периферии. Из-за чего мы и не ощущаем имеющейся цветности. Мы воспринимаем луну бесцветной.
А поскольку рядом с лунной поверхностью нет ни белого, ни серого поля для сравнения, то тёмный лунный диск в восприятии человека устанавливается на отметке "светло-серый". Мы не понимаем, что она очень тёмная (как горький шоколад), она нам кажется светло-серой.
Чтобы оценить истинный цвет луны, нужно на цифровом фотоаппарате отключить автоматическую цветокоррекцию и установить (в preset-е) цветовую температуру 5700 Кельвин. Отключить цветовую коррекцию у глаза немножко сложнее, но тоже можно. Для этого в поле зрения нужно ввести определённый "опорный" объект - например, поставить белый скафандр или другой белый объект на фоне лунного грунта. И по отношению к нему лунный грунт сразу станет тёмным и коричневым.
А вот о том, как ввести опорный белый объект в телескоп, я расскажу как-нибудь уже в другой раз.
Вот так бы я ответил на вопрос: Почему глазом в телескоп луна кажется серой? И порекомендовал бы всем желающим прочитать невероятно интересную книгу инженера Вячеслава Демидова "Как мы видим то, что видим", написанную доходчивым популярным языком. Она выдержал два издания в СССР и одно - в Германии.
*
С вами был кинооператор Л.Коновалов. До новых встреч!