Koło barw
Światło widzialne (nazywane także białym), którego naturalnym źródłem jest słońce, jest mieszaniną fal elektromagnetycznych o długości od 380 do 780 nm. Można je rozłożyć na składniki (np. za pomocą pryzmatu), uzyskując widmo świetlne od fioletu (fale najkrótsze) do czerwieni (fale najdłuższe). Zjawisko to można obserwować podczas powstawania tęczy, gdzie rolę pryzmatów spełniają kropelki wody. Jeżeli barwy otrzymane przez rozszczepienie światła białego ułożymy na obwodzie koła to otrzymamy koło barw tęczowych.
Występuje sześć barw podstawowych: czerwień, pomarańcz, żółcień, zieleń, błękit i fiolet. Wśród nich wyróżniamy tzw. barwy proste (zasadnicze, monochromatyczne): czerwoną, żółtą i niebieską, których już nie można dalej rozszczepić. Łączenie barw prostych pozwala na otrzymanie barw złożonych (dwuskładnikowych), nazywanych także barwami pochodnymi:
czerwona + żółta = pomarańczowa
czerwona + niebieska = fioletowa
żółta + niebieska = zielona
Przez zmieszanie barw złożonych dwuskładnikowych można otrzymać barwy złożone trójskładnikowe:
pomarańczowa + fioletowa = brązowa
pomarańczowa + zielona = oliwkowa
fioletowa + zielona = granatowa
Zmieszanie zasadniczych barw promieni świetlnych (czerwieni, żółcieni i błękitu) w równym stosunku daje zawsze barwę światła białego, co nie zachodzi przy zmieszaniu dwóch barw zasadniczych. Powstaje wówczas barwa inna, z odcieniem o przewadze jednej z barw zasadniczych.
To samo co przy barwach świetlnych dzieje się przy ciałach barwnych (barwnikach), z tą różnicą, że w przeciwieństwie do barw światła słonecznego, w przypadku którego mieszanina wszystkich promieni daje zawsze barwę białą, przy ciałach barwnych mieszanina wszystkich barw daje zawsze kolor czarny. Można to wytłumaczyć tym, że przy dodawaniu barw świetlnych następuje dodawanie się barw światła, aż do światła białego, natomiast przy mieszaniu barwników następuje proces odwrotny, polegający na odejmowaniu światła od źródła oświetlającego, aż do barwy czarnej (przy całkowitym odjęciu).
Powstawanie barwy przedmiotu
Jeżeli promień światła białego pada na jakieś ciało, to może zajść jeden z czterech przypadków:
- promień przechodzi przez dane ciało,
- promień odbija się całkowicie,
- promień zostaje całkowicie pochłonięty,
- promień zostaje częściowo pochłonięty, a częściowo odbity.
W pierwszym przypadku ciało jest przezroczyste, w drugim o barwie białej (lub jasnoszarej), a w trzecim o barwie czarnej (lub ciemnoszarej). Najczęściej zachodzi czwarty przypadek i wtedy barwa ciała jest równa barwie promieni odbitych (np. przy odbiciu promieni czerwonych ciało będzie barwy czerwonej, a przy odbiciu promieni żółtych i niebieskich ciało będzie barwy zielonej).
Obserwowana różnorodność barw wynika z tego, że promienie świetlne o barwach zasadniczych: żółcień, czerwień i błękit mieszają się ze sobą w niejednakowym stosunku i różnym natężeniu.
Cechy barw
Barwy neutralne (obojętne), do których zaliczamy biel, czerń i wszelkie odcienie szarości, są obojętne pod względem ciepłoty i mogą występować w zestawach z wszystkimi kolorami, gdyż podkreślają zabarwienie.
Barwy leżące obok siebie w kole barw tęczowych tworzą grupy barw zharmonizowanych, natomiast barwy leżące naprzeciw siebie, nazywane barwami dopełniającymi, są wobec siebie kontrastowe. Są to pary barw:
żółta – fioletowa
czerwona – zielona
niebieska - pomarańczowa
Barwy dopełniające ułożone obok siebie potęgują wzajemnie swoje działanie.
Barwy skali tęczowej mają różną jasność, szczególnie widoczną w kolorach zasadniczych. Najjaśniejsza jest barwa żółta, ciemniejsza czerwona, a najciemniejsza barwa niebieska. Jasność barw pochodnych zależy od jasności barw zasadniczych, z których powstały. Najjaśniejszą jest barwa pomarańczowa, następnie zielona (równa jasności barwy czerwonej), a najciemniejszą barwa fioletowa. Można ułożyć pięciostopniowy szereg jasności barw:
- żółta
- pomarańczowa
- czerwona, zielona
- niebieska
- fioletowa.
Każdy ze stopni można rozszerzyć przez włączenie różnych odcieni barw pochodnych.
Inną cechą charakteryzującą barwy jest ich temperatura. Kolory pomarańczowe, żółte, czerwone, kojarzące się z promieniami słonecznymi, z ogniem, nazywane są ciepłymi. Natomiast kolory zielone, niebieskie i fioletowe określane są jako zimne. W obu tych grupach można obserwować jednak pewne zróżnicowanie ciepłoty, np. kolor zielony jest cieplejszy od niebiesko-zielonego, mimo iż zarówno zielony, jak i niebieski zaliczamy do kolorów zimnych.
Cechą barwy, niezależną od jej temperatury i czystości, jest stopień jej nasycenia (stężenie barwy), nazywany walorem. Kolory ciemne są więc kolorami o mocnych walorach, natomiast jasne, nienasycone kolorami o słabych walorach. Stąd też spotykamy się z określeniami koloru, np. jasnozielony, ciemnoczerwony, zielony nienasycony, czerwony nasycony. Barwy nasycone można otrzymywać np. przez nakładanie barwnika aż do momentu, w którym barwa już się nie wzmacnia. Stężenia barwy nie można jednak utożsamiać z jasnością barw skali tęczowej, gdyż każda z nich może występować w różnych walorach. Możemy mówić np. o kolorze: jasnożółty lub ciemnożółty, mimo iż barwa żółta jest barwą jasną. Podobnie możemy powiedzieć: kolor fioletowy nasycony, fioletowy nienasycony, mimo iż fiolet w skali barw należy do najciemniejszych.
Do określeń kolorystycznych należą również takie, jak barwy czyste i złamane. Barwami czystymi są barwy zasadnicze i ich pochodne zbliżone do barw tęczy. Pozostałe nazywamy barwami złamanymi lub stonowanymi. Jest to związane z żywością barwy, zależną przede wszystkim od rodzaju barwnika i czystości barwionego surowca. Na surowcu brudnym nie otrzyma się nigdy żywych i czystych barw, szczególnie jasnych. Są barwniki żywe i czyste, lecz również są barwniki brudne, tępe, matowe, niezależnie od tego, czy barwa jest jasna, czy ciemna.
Wzajemne oddziaływanie sąsiadujących ze sobą kolorów nazywamy relatywizmem barw. Ogólnie można stwierdzić, że kolory wpływają na sąsiednie w kierunku odwrotnym do cech jakie same posiadają. Dla przykładu, kolor zielony umieszczony między pomarańczowym i żółtym będzie tworzył plamę ciemną i zimną, a ten sam kolor zielony umieszczony między niebieskim i fioletem będzie plamą jasną i ciepłą. Kolor czarny rozjaśnia sąsiednie kolory, a biały przyciemnia.
Autor: dr inż. Ewa Marczak, dr inż. Piotr Marczak