Ровно 163 года назад, 17 мая 1861 года, шотландский физик Джеймс Кларк Максвелл продемонстрировал широкой публике первую цветную фотографию. За этим знаковым событием скрывается целая история исследований, теорий и экспериментов…
Имя Дж. К. Максвелла широко известно, прежде всего, благодаря его вкладу в электродинамику и его знаменитым уравнениям, объединяющим электричество и магнетизм; он также был тем, кто первым описал свет как электромагнитную волну. Однако не менее примечателен (хоть, вероятно, менее известен) его вклад в развитие физической и физиологической теории цветов.
В середине XIX века, когда молодой Максвелл обратился к этой проблеме, теория цветов оставалась мало изученной областью. Однако первые важные наработки предложил еще Ньютоном в XVII столетии. Он впервые провел эксперименты по разложению света через призму и доказал, что белый свет состоит из смеси лучей различных цветов; он также выявил, что каждый цвет соответствует лучам с разной преломляемостью. Кроме того, уже у Ньютона можно наблюдать четкое различение между физическим описанием цвета и теорией цветового восприятия. Хотя он был сторонником корпускулярной теории света, и верил, что каждому цвету соответствуют определенного рода частицы, его идеи заложили основу для дальнейшего развития области.
Важный импульс этому развитию придал М. В. Ломоносов, сформулировав свою теорию трех основных цветов — красного, желтого и голубого. Эти три цвета, как полагал Ломоносов, объективно воспринимаются человеческом глазом, тогда как все остальные цвета в нашем восприятии образуются из их смесей. Позднее, в XIX веке значительный вклад в теорию цветового восприятия внес английский ученый Томас Юнг, которому, кстати, принадлежит огромная заслуга экспериментального доказательства волновой теории света. Юнг показал, что цвета образуют непрерывный спектр, складывающийся из световых волн разной длины, однако наш глаз воспринимает только три цвета: в сетчатке глаза имеются три вида нервных волокон, каждый из которых воспринимает только один из основных цветов.
Следующий шаг был за Максвеллом и его непосредственными предшественниками — Германом Гельмгольцем и Германом Грассманом. Гельмгольц подтвердил основные положения Юнга и предложил свою теорию восприятия цвета, которая также опиралась на три основных цвета. Грассман вывел три закона сложения цветов. Идеи Максвелла по многом опирались на фундамент, заложенный Томасом Юнгом. Прежде всего, он искал экспериментальные подтверждения идеи трехцветного зрения и изобрел так называемое цветное колесо или цветной диск. Кстати, на одной из самых известных фотографий Максвелл запечатлен с этим приспособлением в руке.
Принцип работы цветного колеса был следующий. Если заполнить окружность плоского диска бумагой разных цветов, при вращении диска создается иллюзия смешения этих цветов. Максвелл продемонстрировал, что, меняя соотношение базовых цветов, размещенных на диске, и варьируя скорость его вращения, можно получить практически любой цвет.
Другая серия экспериментов была связана с так называемым цветным ящиком: плоской, вытянутой емкостью с тремя отверстиями вдоль одной из боковых сторон. Через отверстия, прикрытые призмами, пропускался свет; меняя размер отверстий или перемещая призму, варьировали интенсивность и длину волны, проходившей внутрь коробки. На противоположной стороне внутри коробки помещалось зеркало, в котором отражались и смешивались эти разноцветные лучи; и все это можно было наблюдать через окуляр, размещенный на смежной стороне коробки. Максвеллу удалось произвести довольно точные расчеты, показывающие соотношение трех световых волн — красной, синей и зеленой — для множества различных оттенков, заполняющих так называемый цветовой треугольник, придуманный еще Томасом Юнгом.
В 1861 году Максвелл решил продемонстрировать широкой публике результаты своей кропотливой работы, показав, что человеческий глаз в действительности воспринимает три базовых цвета, а все прочие оттенки получаются в результате их смешения. Для этого он обратился за помощью к профессиональному фотографу Томасу Саттону. Вместе они сделали три фотографии разноцветной ленты: с красным, синим и зеленым светофильтром. Во время презентации в Королевском институте, состоявшейся 17 мая 1861 г., Максвелл продемонстрировал эти три изображения, используя экран и прожектор, а затем наложил их друг на друга, получив картинку, довольно правдоподобно отображающую пеструю ленту-шотландку.
Это изображение, в сущности, представляет собой первый в истории цветной снимок. Таким образом Максвеллу удалось не только обнародовать результаты своих экспериментов со световыми волнами, но и предоставить широкой публике очень наглядное доказательство того, что наше зрительное восприятие основано на трех базовых цветах.
Нет комментариев