צבע

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ערך זה עוסק בתכונה נראית של עצמים. לערך העוסק בחומרים שמשנים את מראה העצם, ראו צבע (חומר).

צבע הוא תחושה שנוצרת במוח בעת צפייה בעצמים שמוטל עליהם (או שהם פולטים) אור. המדע העוסק במדידת צבע נקרא קולורימטריה.

[עריכה] פיזיקה של צבע

תחושת הצבע הנתפסת של עצם איננה תכונה של העצם לבדו. הצבע הנתפס על ידי המוח נקבע על ידי כמות ההארה שמגיעה אל העין בכל אורך גל בתחום הנראה. כמות הארה זו נקבעת על ידי מכפלה של שני גורמים: ספקטרום הפליטה של מקור האור ועקומת ההחזרה הספקטרלית של העצם. כאשר אור ממקור כלשהו פוגע בעצם, חלק מהקרינה האלקטרומגנטית נבלעת בעצם וחלקה מוחזרת ממנו. הבדלים פיזיקליים בין עצמים יכולים לגרום להם להחזרה שונה באורכי גל שונים, והבדלים אלה גורמים לנו לתחושת צבע שונה. מצד שני, ישנם עצמים בעלי החזרה שונה באורכי גל שונים שתחת תאורה מסוימת יוצרים תחושת צבע זהה, למרות שתחת תאורות אחרות צבעם ייראה שונה. תופעה זו נקראת מטמריזם.

התחושה הפסיכופיזית שנוצרת תלויה בספקטרום האור הנקלט וגם ברגישות העין לאורכי גל שונים של האור. על כן, למשל, יהיה צבעו של עצם שונה אם מסתכלים עליו תחת תאורות שונות, וכמו כן הוא יכול להתפס כשונה בעיני אנשים או בעלי חיים שונים. בדרך כלל כשמתייחסים לצבע של עצמים מתכוונים לצבע בתאורה "לבנה" (ולא, למשל, אור ירוק - שבו כל העצמים ייראו בגוונים ירקרקים) כשרואה אותם צופה בעל ראיית צבע נורמטיבית. מאחר שזוהי הגדרה רופפת למדי, ניתן במקרים רבים לשטות במוח (על ידי אשליה אופטית מסוימת) וליצור תחושת צבע מטעה. את התלות במקור האור או ברגישות הצופה ניתן לסלק רק על ידי שימוש במכשור מדויק (ספקטרופוטומטר) שלא מסתפק בתחושת הצבע הסובייקטיבית אלא מודד את עקומת ההחזרה עצמה.

"אור לבן" מורכב מאנרגיה בתחום הנראה של אורכי גל אשר מגרה את שלשת סוגי המדוכים באופן מאוזן. האור הנראה הוא חלק קטן מספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית, ומאופיין באורכי גל שבין 400x10^-9 מטרים בקירוב ועד 700x10^-9 מטרים בקירוב. זהו התחום שרשתית העין רגישה אליו. תחום זה ניתן לחלק באופן גס לפי רגישות העין של האדם הממוצע לתחומי הצבעים בטבלה משמאל. אורכי הגל בטבלה מדודים בננומטר (נ"מ), ועל מנת להמירם למטרים יש להכפילם ב-10^-9). התדירויות נמדדות בטרה הרץ (טה"צ), שהם 10¹² הרץ.

צבעו של עצם שאינו מחזיר כלל אורכי גל שהעין רגישה להם יהיה שחור. בחיי היום-יום לא קיימים עצמים שלא מחזירים כלל אור בתחום הנראה, אבל העין לא יכולה להבחין בקרינה בעוצמה נמוכה מסף מסוים שתחתיו נראה העצם שחור לחלוטין.

עצם לא חייב דווקא להחזיר אור כדי שיוכל להראות. למשל, כאשר מתבוננים דרך זכוכית צבעונית או נייר צלופן, האור הנראה הינו האור המועבר דרך החומר. חומר יכול גם לפלוט אור בעצמו: חומרים זרחניים, מנורות פלואורסנטיות, לייזר ונורות להט כולם פולטים אור משל עצמם, באמצעות מנגנונים שונים. נורת הלהט פולטת בעיקר קרינת גוף שחור - היא מתחממת לטמפרטורה מסוימת, אשר הצבע המאפיין אותה הוא צבע צהבהב. בה במידה, ברזל מלובן פולט אור בצבע אדום כאשר הוא מתחיל להתחמם, מכיוון שהוא נמצא בטמפרטורה שבה עיקר הפליטה של גוף שחור הוא באדום. רוב הקרינה מן השמש מגיעה מקרינת הגוף השחור שלה, אשר מרכזה נמצא בצבע הירוק.

[עריכה] תחושת הצבע אצל האדם

מפת הצבעים של CIE. המספרים בהיקף הפרסה מראים את המיקום של מקור מונוכרומטי בעל אורך הגל המתאים בננומטרים. המשולש מייצג את תחום הצבעים שניתן ליצור במקור אור מסוים, למשל צג, מבין סך הצבעים האפשריים (שהם הפרסה המלאה). הנקודה D65 מייצגת מקור אור סטנדרטי של "אור יום תקני", בעל טמפרטורת צבע של 6500 מעלות קלווין.

הרשתית האנושית מורכבת מאוסף של תאים רגישים לאור משני סוגים: קנים ומדוכים. תאים אלה הם החיישנים שבעזרתם מומרת התמונה המתמקדת על הרשתית לאותות חשמליים המועברים למוח דרך עצב הראייה. הקנים הם תאים פחוסים שרגישותם לאור ולשינויים בעוצמת האור היא גבוהה, אך הם אינם רגישים לצבעו של האור. המדוכים הם תאים ארוכים הרגישים לצבע הנקלט אבל רגישותם לאור היא נמוכה והם זקוקים לתאורה רבה יותר כדי ליצור תמונה. העין מגיבה לכל אורך גל של אור באופן שונה על פי העקומה הפוטופית בתאורה גבוהה ועל פי העקומה הסקוטופית בחשיכה. ככל שעוצמת התאורה יורדת, משתמש המוח בעיקר במידע שמגיע מקנים ולא ממדוכים, ויכולת ראיית הצבע נפגמת. בחשיכה הראייה היא למעשה בשחור-לבן - כמעט שאין יכולת להפריד צבע.

קיימים שלושה סוגי מדוכים, כל אחד בעל עקומת רגישות ספקטרלית שונה. תחושת הצבע הנוצאת במוח מושפעת מעוצמתם של שלושת האותות השונים. מסיבה זו מאופיין הצבע כמרחב תלת ממדי - ניתן לקבוע את תחושת הצבע אם נתונים שלושת הערכים שמודדים הקנים השונים. הקושי בקביעה כזו הוא להגיע לכימות נייטרלי של גדלים אלה, כך שניתן יהיה להשוות תחושה של אדם אחד לאחר, בלי תלות בשום גורם.

לצורך כימות ומדידה מדויקת של צבע קיימים מספר תקנים, שנוצרו על ידי בדיקה שיטתית של התחושה שיוצרות טבלאות בצבעים שונים אצל אוסף גדול של צופים. הגוף שהגדיר את התקנים הוא הוועדה הבינלאומית לתאורה (Commission Internationale d'Eclairage - CIE). הוועדה הגדירה במשך השנים מספר שיטות למדידת צבע כמותית. השיטה הייתה הגדרה של "צופה סטנדרטי" ממוצע, וקביעה של צורת המסננים השונים של הקנים ברשתית, שמאפשרת חישוב של עוצמת שלושת החיוויים השונים שלהם - הקואורדינטות. קואורדינטות אלו הן למעשה נוסחאות שממירות עקומת תאורה ספקטרלית לשלושה מספרים - קואורדינטות הצבע. ב-1931 הוגדרו קואורדינטות xyY, וב-1976 הוגדרה שיטה נוספת, *L*u*v. אלו שתי השיטות העיקריות שבשימוש כיום. התקן המפורסם ביותר של הוועדה מכונה CIE (chromaticity) chart והוא מפה דו ממדית בצורה שמזכירה פרסת סוס, שמציגה את כל הגוונים שניתן לראות. הציר האופקי והאנכי של המפה הן x ו-y, שתיים משלוש קואורדינטות הצבע (הקואורדינטה השלישית Y היא הבהיקות). היקף הפרסה מייצג את הצבע שמייצר אור מונוכרומטי. חלק מהצבעים במפה לא ניתן ליצור בדפוס או במחשב כי לדיו (או לצג) אין תכונות ספקטרליות מתאימות לכך. ככל ששיטת הדפסה או תצוגה מסוגלת לכסות שטח גדול יותר על מפה זו, ניתן לייצר באמצעותה צבע נאמן יותר למציאות.

[עריכה] שילובי צבעים

נהוג להשתמש בביטוי שחור על גבי לבן במשמעות "הברור ביותר". מקור הביטוי הוא דף לבן שעליו מודפסות אותיות שחורות. אין זה באמת הצירוף הברור ביותר - הבחירה של צבע הנייר והדיו בעיתונים לא נעשתה לאחר מחקר למציאת הניגוד (קונטרסט) המיטבי אלא מתוך התפתחות היסטורית. מניסויים שנעשו מתברר שהצירופים הקריאים יותר הם דווקא לפי הסדר הבא (בסדר קריאות יורד):

1. שחור על גבי צהוב
2. ירוק על גבי לבן
3. אדום על גבי לבן
4. כחול על גבי לבן
5. לבן על גבי כחול
6. שחור על גבי לבן

[עריכה] ראו גם

• צבע יסוד
• ייצוג צבע במחשב
• עיוורון צבעים

[עריכה] קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: צבע

• מפת CIE
• אתר CIE