Мир многоцветен: везде, где есть свет, появляется цвет. Наше ощущение формы и пространства напрямую связано с восприятием цвета. Бесконечный мир цвета разделяется всего лишь на две большие группы: хроматические и ахроматические цвета. Ахроматические цвета — белый, чёрный и все оттенки серого от светлого до тёмного. Хроматические — это локальные цвета солнечного спектра: красные, оранжевые, жёлтые, зелёные, синие, фиолетовые. Человеческий глаз способен различать до 300-х оттенков ахроматических и десятки тысяч хроматических цветов в различных сочетаниях.
Хроматические цвета в их спектральной последовательности можно расположить по окружности — в результате получается цветовой круг. Цветовой круг — это упрощённая схема, иллюстрирующая взаимодействие и классификацию первичных, вторичных и третичных цветов.
Первичные цвета
Красный, синий и жёлтый — основные цвета. Каждый из них невозможно получить смешением между собой или с другими цветами.
Вторичные цвета
Оранжевый, зелёный и фиолетовый — составные цвета. Они получены смешением первичных цветов (красный и жёлтый создают оранжевый, жёлтый и синий — зелёный, синий и красный — фиолетовый). Составные цвета (вторичные) находятся между первичными цветами в цветовом круге.
Третичные цвета
Красно-оранжевый, оранжево-жёлтый, жёлто-зелёный, зелёно-синий, сине-фиолетовый и красно-фиолетовый — это сложные, комбинаторные цвета. Они образуются путём смешения первичных цветов со вторичными и находятся в цветовом круге между ними.
Красный и зелёный, жёлтый и фиолетовый, синий и оранжевый — это дополнительные цвета, которые в цветовом круге находятся друг напротив друга. Они взаимно усиливают и уравновешивают друг друга.
Сегодня одним из лучших средств для визуализации цветовых сочетаний является цветовой круг. На самом деле замкнутое пространство круга — это неограниченная свобода выбора. Надо только научиться ею пользоваться. С древних времён учёные пытались объяснить природу цвета. Однако вплоть до второй половины XVII века существовали самые неправдоподобные теории. Становлению колористики как самостоятельной науки мешало то, что цветом по традиции занимались многие — оптики, искусствоведы, лингвисты, культурологи, психологи, организаторы труда... и каждый из них считал, что цвет можно объяснить только чем-то одним.
Учение о цвете зародилось в Элладе. Ещё Эмпедокл, философ и проповедник V века до нашей эры, высказывал мысли о существовании основных цветов. По его мнению, их было четыре: красный, жёлтый, белый, чёрный, что соответствовало «четырем основным элементам», установленным им же: огонь, земля, воздух, вода. Зрение Эмпедокл объяснял так: из глаза «истекают» потоки мелких частиц, когда они встречаются, возникает зрительное ощущение, в том числе и цветовое. В I веке до нашей эры Демокрит предпринял попытку объяснить природу отдельных цветов, используя свою атомную теорию. Он также признавал четыре основных цвета.
Учению о цвете придавали большое значение и Платон и его ученик Аристотель. А небольшой трактат «О цветах», авторство которого точно не установлено (оно приписывается Аристотелю или его ученику Теофрасту), хотя и не сыграл большой роли в теории цветоощущения, все же содержит ряд интересных и значительных мыслей.
В XVI веке в Европе, в эпоху Ренессанса, Леонардо да Винчи (1452-1519) создал первую научную систематизацию цветов, объединившую оба возможных аспекта цветов — художественный и физический. Около 1500 года он первым установил, что многообразие цвета, открытое ещё древними греками и римлянами, может быть ограниченным. Он написал в «Трактате о живописи» (итал. Trattato della Pittura): «Простых цветов — шесть... Первый среди них — белый, второй — жёлтый, третий — зелёный, четвёртый — синий, пятый — красный, шестой — чёрный». Он считал белый и чёрный истинными цветами, несмотря на то что физически они представляли собой лишь крайние метки на шкале яркости. Зелёный он считал просто ощущением, хотя как художник он получал зелёный цвет, смешивая жёлтую и синюю краски. В действительности из этих частей можно составить все цвета спектра.
Леонардо обратил внимание, что определённые цвета усиливают друг друга, и тем самым открыл контрастные (противоположные) и дополнительные цвета. При очень длительном наблюдении одного цвета наступает хроматическое утомление, которое может привести к путанице цветов (например, зелёный может показаться красным и т. д.).
Европа XVII века. В это время в истории классификации цвета начинается новый этап — процесс изучения природы цвета и разделения цвета и света. Исаак Ньютон (1642-1727) вводит научную символику разделения цветов. Дело в том, что Ньютон изучал не цвет, а цветной свет. Для систематизации всего многообразия цветов он придумал целый цветовой график, получивший название цветового круга Ньютона. За основу он взял спектр белого цвета, в котором выделил все хроматические цвета — красный, оранжевый, зелёный, голубой (сине-зелёный), синий, фиолетовый, — добавив к этому сочетанию пурпурный, считая этот цвет смешением красного и фиолетового. Кроме того, Ньютон располагал цвета в одну строчку (или столбиком), что затрудняло систематизацию. Все законы природы и физики (впрочем, других наук тоже) старались сводить к магическому числу семь: семь металлов, семь планет и, с лёгкой руки Ньютона, семь цветов. До сих пор на уроках физики и рисования ученикам предлагают выучить волшебную фразу для запоминания основных цветов: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан».
Первым, кто попытался разрешить проблему цветового восприятия, был английский учёный Томас Юнг (1773-1829). Он выдвинул и разработал первую содержательную теорию цвета, развитую в дальнейшем Германом фон Гельмгольцем. Он исходил из гипотезы трёхкомпонентности цветового зрения (её впервые выдвинул ещё М. В. Ломоносов). Юнг провёл эксперимент и установил, что шесть цветов спектра можно свести к трём основным: зелёному, красному и синему. Он взял три лампы и спроецировал лучи света через фильтры этих трёх цветов — они соединились в один белый луч. Томас Юнг воссоздал свет и классифицировал цвета спектра как первичные и вторичные. Согласно теории Юнга-Гельмгольца, существует три типа цветочувствительных рецепторов (колбочек), которые реагируют на красный, зелёный и синий цвета, а ощущения всех остальных цветов спектра возникают при смешении сигналов этих трёх рецепторных систем.
Великий Иоганн Вольфганг фон Гёте (1749-1832) писал: «Люди в общем очень радуются цветам. Глаз чувствует потребность их видеть... Вспомним о том приятном оживлении, которое мы испытываем, когда в пасмурный день лучи солнца упадут на часть видимого пейзажа и цвета освещённых предметов делаются для нас хорошо видимыми».
Внимание Гёте было обращено на природные цвета, окраску окружающих предметов, на то, как воспринимается цвет человеком. Гёте утверждал, что основных цветов шесть, три элементарных — красный, жёлтый, синий и три смешанных — оранжевый, зелёный, фиолетовый. А попавший в радугу голубой — не основной цвет, а выбеленный синий. Выход был найден в 1735 году, когда Луи-Бертран Кастель расположил цвета по окружности, образовав хроматический круг. Размещение цветов по кругу сразу же по закону симметрии вызвало необходимость в разделении его на чётное количество секторов. И с тех пор шестичастный хроматический круг стал называться кругом Гёте.
В конце XVIII века Гёте предложил новый способ классификации цветов по физиологическому принципу. Он разделил цвета на две группы: тёплые (красный, оранжевый, жёлтый) — положительные и холодные (зелёный, синий, фиолетовый) — отрицательные. Он обнаружил, что цвета положительной группы вызывали у зрителей душевный подъём, а отрицательной — ассоциировались с чувством неустроенности.
В 1810 году Гёте опубликовал труд «Теория цвета».
В XIX веке немецкий математик и физик Герман Грассмон (1809-1877) упростил круг Ньютона, сделав его чётным. Он вводит пурпурный цвет и делает круг восьмичастным. Очень важным был вопрос о выделении основных и дополнительных цветов. Цветовой круг, состоящий из восьми сегментов, до сих пор считается оптимальным: в нём представлены все главные цвета, возникающие при разложении солнечного луча любыми приборами — от простейшей призмы до спектроскопа. В то же время этот цветовой круг не перегружен оттенками, число которых при желании можно довести до многих десятков. Как известно, каждый человек различает в среднем 150 различных оттенков, а живописец благодаря постоянной тренировке — до 350-360 оттенков.
Британский учёный Джеймс Максвелл (1831-1879) добавляет к восьмичастному кругу ещё два цвета: зелёно-голубой и пурпурный. Цвета, расположенные друг против друга в этом круге, являются взаимодополняемыми. В круг входят: красный, оранжевый, жёлтый, жёлто-зелёный, зелёный, зелёно-голубой, голубой, синий, фиолетовый, пурпурный. Так получился десятиступенчатый круг.
В экспериментах по смешиванию цветов Максвелл применял особый волчок, диск которого был разделён на сектора, окрашенные в разные цвета (диск Максвелла). При быстром вращении волчка цвета сливались.
В 1860 году за работы по восприятию цвета и оптике Максвелл был награждён медалью Румфорда Лондонского королевского общества.
Иттен Иоганнес (1888-1967), член школы «Баухаус» (сейчас Высшая школа строительства и конструирования в Веймаре (Германия), теоретик цвета и изобразительного искусства из Швейцарии, разработал цветовые гаммы и модифицировал цветовой круг. Иттен на основе шестичастного круга создал 12-частный цветовой круг, добавив промежуточные цвета. Иттен изучал цвет с точки зрения дизайна и науки. В своих экспериментах он исследовал связь между цветом и визуальными эффектами. Следуя идеям Гёте, Иттен уделял особое внимание психологическим и духовным аспектам.
Наиболее значимая работа Иттена «Искусство цвета» кратко изложена в его трактате «Иттен: составные части цвета». Теории Иттена до сих пор лежат в основе курсов большинства художественных школ. Иттен рекомендовал каждому, кто хочет научиться понимать гармонию цвета, хоть раз самостоятельно нарисовать такой круг. Замечено, что если заниматься по этой методике с детьми, то они быстрее начинают развиваться, лучше понимают гармонию цвета и осознают понятие стиля.
Отмотав время назад: в XIX веке в Европе современник Гёте, Филипп Отто Рунге (1777-1810), разработал свою систему классификации цветов, используя принцип шара. Вокруг экватора этой сферы размещён двенадцатицветный круг, верхний полюс покрыт белым, нижний — чёрным цветом. Между чистыми цветами экватора и нецветными полюсами находятся смеси из соответствующей чистой краски с белым цветом (вверху шара находятся пастельные краски) и с чёрным цветом (внизу шара — тёмные оттенки). Каждый пункт в этом цветном глобусе может быть обусловлен долготой и широтой, что делает возможным определение названия цвета посредством соответствующей системы исчисления. В этой системе Рунге предусмотрел все переходы от одного цвета к другому.
Российско-германский химик Вильгельм Оствальд (1853-1932) усовершенствовал систему сферы Рунге и перевёл изображение цветов из плоскости в пространство, сделав его объёмным. Для цветовой классификации круг делится на 24 части, каждый сегмент закрашивается в определённый цвет и представляет все цвета в виде замкнутого цветового тела, состоящего из двух конусов, объединённых общим основанием. Получилась фигура в виде двойного конуса, вертикальную ось которого составляют ахроматические цвета — чёрный, серый и белый, а основание — чистые хроматические цвета — красный, жёлтый, зелёный и синий. Вильгельм Оствальд, лауреат Нобелевской премии, в своей книге «Азбука цвета» (1916) разработал систему цвета в зависимости от психологической гармонии и порядка.
В 1936 году американский художник Альберт Манселл (1858-1918) создал новую универсальную систему, описывающую цвет, с помощью трёх показателей — цветового тона, значения (светлоты) и хромы (насыщенности). На это Манселла вдохновили работы американца Николаса Огдена Руда (1831-1902) и немецкого художника Филиппа Отто Рунге. В дальнейшем созданную им систему назвали «дерево Манселла» — оттенки цвета в нём расположены в трёх измерениях и имеют вид дерева. Ствол (вертикальная ось) представляет шкалу с градациями серого цвета (от чёрного снизу к белому сверху). Тона находятся на хроматическом круге, который как бы насажен на вертикальную ось. Горизонтально оси показывают насыщенность тонов. В несколько изменённом виде эта система была принята в 1931 году Международной комиссией по освещению (CIE — International Commission on Illumination) под названием «цветовое тело Манселла». Это дало возможность специалистам разных стран одинаково называть цвета в науке, искусстве, технике и промышленности.
Цветовая система Манселла пережила многие системы того времени, и хотя в большинстве приложений её заменили более современные системы, она всё ещё применяется в некоторых областях для определения цвета кожи и волос человека, в судебной медицине, геологии и прочее.