Fyzika barev – Umění barev (Johannes Itten)
V roce 1676 Sir Isaac Newton použil trojúhelníkový hranol k rozdělení bílého slunečního světla do barevného spektra. Podobné spektrum obsahovalo všechny barvy kromě fialové.
Newton sestavil svůj experiment následovně (obr. 1): sluneční světlo procházelo úzkou štěrbinou a dopadalo na hranol. V hranolu byl bílý paprsek rozvrstven do samostatných spektrálních barev. Takto rozprostřený byl pak nasměrován na obrazovku, kde se objevil obraz spektra. Souvislá barevná stuha začínala červenou a přes oranžovou, žlutou, zelenou a modrou končila fialovou. Pokud pak tento obraz prošel sbíhavou čočkou, pak spojením všech barev opět vznikla bílá.
Tyto barvy se získávají ze slunečního paprsku prostřednictvím lomu. Existují i jiné fyzikální způsoby tvorby barev, například způsoby spojené s procesy interference, difrakce, polarizace a fluorescence.
Pokud spektrum rozdělíme na dvě části, například na červeno-oranžovo-žlutou a zeleno-modro-fialovou, a každou z těchto skupin sesbíráme speciální čočkou, výsledkem budou dvě smíšené barvy, jejichž směs se postupně dá nám také bílou barvu.
Dvě barvy, které se spojí a vytvoří bílou, se nazývají doplňkové barvy.
Pokud ze spektra odebereme jednu barvu, například zelenou, a čočkou shromáždíme zbývající barvy – červenou, oranžovou, žlutou, modrou a fialovou – pak se získaná smíšená barva ukáže jako červená, tzn. doplňková barva k zelené, kterou jsme odstranili. Pokud odstraníme žlutou barvu, zbývající barvy – červená, oranžová, zelená, modrá a fialová – nám dají barvu fialovou, tedy doplňkovou barvu ke žluté.
Každá barva je komplementární ke směsi všech ostatních barev ve spektru.
Ve smíšené barvě nevidíme její jednotlivé složky. V tomto ohledu se oko liší od hudebního ucha, které dokáže rozlišit jakýkoli zvuk akordu.
Různé barvy vytvářejí světelné vlny, které jsou specifickým druhem elektromagnetické energie.
Lidské oko může vnímat světlo pouze o vlnových délkách mezi 400 a 700 milimikrony:
- 1 mikron nebo 1μ = 1/1000 mm = 1/1000000 m.
- 1 milimikron nebo 1mμ = 1/1000000 mm.
Vlnové délky odpovídající jednotlivým barvám spektra a odpovídající frekvence (počet vibrací za sekundu) pro každou spektrální barvu mají následující charakteristiky:
| Barva | Vlnová délka v n/m | Frekvence kmitání za sekundu |
|---|---|---|
| Červený | 800-650 mμ | 400 – 470 miliardy |
| oranžový | 640-590 mμ | 470 – 520 miliardy |
| Žlutá | 580-550 mμ | 520 – 590 miliardy |
| Zelený | 530-490 mμ | 590 – 650 miliardy |
| Modrá | 480-460 mμ | 650 – 700 miliardy |
| Tmavě modrá | 450-440 mμ | 700 – 760 miliardy |
| Purple | 430-390 mμ | 760 – 800 miliardy |
Poměr frekvencí červené a fialové je přibližně 1:2, tedy stejný jako v hudební oktávě.
Každá barva spektra je charakterizována svou vlastní vlnovou délkou, to znamená, že ji lze přesně specifikovat vlnovou délkou nebo frekvencí vibrací. Samotné světelné vlny nemají žádnou barvu. Barva se objeví pouze tehdy, když jsou tyto vlny vnímány lidským okem a mozkem. Jak tyto vlny rozpozná, je zatím zcela neznámé. Víme pouze, že různé barvy vznikají v důsledku kvantitativních rozdílů v citlivosti na světlo.
Zbývá prozkoumat důležitou otázku barvy těla předmětů. Umístíme-li například červený a zelený propustný filtr před obloukovou lampu, pak oba filtry společně vytvoří černou nebo tmu. Červená barva pohltí všechny paprsky spektra kromě paprsků v intervalu, který odpovídá červené barvě, a zelený filtr zachová všechny barvy kromě zelené. Nevynechá tedy ani jeden paprsek a dostaneme tmu. Barvy absorbované ve fyzikálním experimentu se také nazývají subtraktivní.
Barva předmětů vzniká především v procesu pohlcování vln. Červená nádoba se jeví jako červená, protože pohlcuje všechny ostatní barvy světelného paprsku a odráží pouze červenou.
Když říkáme „tento kalíšek je červený“, máme na mysli to, že molekulární složení povrchu kalíšku je takové, že pohlcuje všechny světelné paprsky kromě červených. Pohár sám o sobě nemá barvu;
Pokud je červený papír (povrch, který pohlcuje všechny paprsky kromě červeného) osvětlen zeleným světlem, pak se nám papír bude jevit jako černý, protože zelená barva neobsahuje paprsky odpovídající červené barvě, které by náš papír mohl odrážet.
Všechny malířské barvy jsou pigmentové nebo materiálové. Jedná se o savé (savé) barvy a při jejich míchání byste měli dodržovat pravidla odečítání. Když jsou v určitém poměru smíchány další barvy nebo kombinace obsahující tři základní barvy – žlutou, červenou a modrou – výsledkem je černá, zatímco podobná směs nepodstatných barev získaná v experimentu s Newtonovým hranolem vede k bílé, protože zde kombinace barvy je založeno na principu sčítání, nikoli odčítání.
V umělecké praxi nepoužíváme vždy čisté barvy. Dokonce i při pohledu na pásmo spektra můžete vidět, že oranžová obsahuje červenou a žlutou a zelená obsahuje žlutou a modrou, modrá se zdá být složena z modré a zelené a fialová se skládá z modré a červené.
V praxi vyučování umělců se vyvinulo schéma základních barev, které se skládá ze žluté, červené a modré. Jejich smícháním na paletě bychom měli získat celé barevné spektrum. Pokusíme se to reprodukovat v uvedeném diagramu.
Upozorňujeme, že červená v kombinaci s modrou neposkytne čistě fialovou barvu, ale spíše hnědou s fialovým nádechem. Chcete-li získat fialovou, musíte nahradit červenou červenou s chladným odstínem. V tomto případě bude schéma primárních barev vypadat takto.
Ve vědecké praxi se za primární barvy považují červená, zelená a modrá (někdy modrá s modrým odstínem). Navíc se výsledek optického míchání těchto barev může zdát neočekávaný, už jen proto, že smícháním červené a zelené vznikne žlutá.
Dostáváme se tedy ke dvěma typům míchání barev: mechanickému a optickému.
Následující směsi lze klasifikovat jako mechanické:
- Míchání barev (barvy) na paletě, v libovolné nádobě pomocí štětce, paletového nože a dalších zařízení.
- Překrytí průhledných a barevných desek na světlém pozadí nebo podsvícení.
- Míchání barev na molekulární úrovni (barevná fotografie).
Optické míchání zahrnuje:
- Překrytí barevných světelných paprsků na světelné obrazovce. (Pokud například nasměrujeme červené a zelené paprsky do jednoho bodu na obrazovce, získáme žlutou skvrnu).
- Časté změny dvou a více barev, které náš zrak nestihne zafixovat (dětská kolovrátek).
- Vícebarevné tečky umístěné poblíž, které v určité vzdálenosti, splývající v našich očích, tvoří novou barvu. Tento princip se používá při stavbě obrazů pointilistických umělců (point – francouzský bod).
Výsledek mechanického a optického míchání barev může být stejný nebo se může výrazně lišit. Například červená a žlutá barva, když se smísí jakýmkoli způsobem, dávají oranžovou barvu, a žlutá a modrá, které při smíchání na paletě dávají tradičně zelené tóny, které se opticky míchají, nás překvapí téměř achromatickým tónem.
Bylo pozorováno, že výsledky optického a mechanického míchání se stávají podobnými v případech, kdy jsou míchané barvy umístěny blízko sebe na barevném kruhu a liší se, jak se vzdalují. Jistě lze namítnout, že optické míchání protikladných (doplňkových) barev bude velmi nevýrazné (odbarvené), protože se tyto barvy vzájemně pohlcují.
Níže jsou uvedeny práce studentů uměleckého studia, které ilustrují rozdíly mezi těmito dvěma typy míchání. Horní řada obsahuje míchané barvy, druhá řada zobrazuje výsledek mechanického míchání barev na paletě a třetí zobrazuje výsledek optického míchání, získané rychlým otáčením původního kruhu dvěma barvami pomocí elektromotoru.
Zajímavý výsledek optického míchání získáte, pokud geometrickou kompozici zobrazíte pointilistickým způsobem pomocí akvarelu nebo kvaše.