Роль цвета в производственной среде

Человек воспринимает внешний мир посредством органов чувств, причем основной объем информации — зрением. Окружающий мир предстает перед человеком в безграничном многообразии цвета, вызывая при этом различные состояния и эмоции. Цвет способен изменять настроение человека, рождать у него ощущение бодрости или угнетения, радости или печали. Цвет может усиливать ощущение тяжести, зрительно изменять пропорции и размеры пространства и предметов, влиять на ощущения тепла и холода, вызывать определенные вкусовые представления и т. д. В быту и особенно в производстве важна роль цвета как средства зрительной информации, особенно при процессах, протекающих в высоком темпе и таящих опасность ситуаций.В отношении людей к цвету всегда существовал научный и художественный подход. Важные открытия в области науки о цвете были сделаны И. Ньютоном и М. Ломоносовым, позже Г. Гельм-гольцем, Д. Максвеллом и др. Научные знания в области физиологии цветового зрения в начале XX в. достигли высокого уровня и техника не могла не считаться с ними. Технический прогресс, повышение скорости и точности обусловили стремление использовать цвет как резерв частичной компенсации затраченной нервной энергии, как средство интенсификации труда с целью увеличения прибылей. Чисто утилитарное отношение к цвету привело к появлению в США в 20—30-х годах теории динамичного цвета, вошедшей в общую теорию «гуманизации» производства по Тэйлору, согласно которой промышленный интерьер должен держать рабочего в состоянии постоянного напряжения, стимулируя производительность. Практическая реализация этой теории привела к появлению теории оптимальных цветов. Наиболее точное экспериментальное подтверждение оптимальности цветов середины спектра принадлежит советскому проф. Е. Б. Рабкину. Правда, система оптимальных цветов с узкофизиологическим подходом к их организации не решала целого ряда психологических задач.

Более поздние взгляды на использование цвета учитывали как физиологические особенности цветового восприятия, так и психологические возможности человека, требования соразмерности цветовых сочетаний. Помимо функционального значения цвет обладает и самостоятельными художественными возможностями, поэтому при применении его в производстве нужно исходить не просто из утилитарных позиций, но и учитывать его эмоциональное воздействие. Применение цвета как композиционного средства должно быть согласовано с другими средствами композиции. Все они в сочетании с функциональной основой призваны создать максимальные удобства и комфорт условий труда и отдыха.

Механизм восприятия цвета

Механизм восприятия цвета еще недостаточно исследован и теория трех компонентов является наиболее распространенной и обоснованной. Эта гипотеза была выдвинута в XIX в. Д. Юмом, Г. Гельмгольцем и Д. Максвеллом. В основе современной колориметрии лежит трехкомпонентная теория — принцип трех основных цветов: красный (А=700 нм), зеленый (А= 546,1 нм) и фиолетовый (А= 435,8 нм). Получаемые от смешивания этих цветов тона охватывают практически все оттенки. Поэтому цвет может быть охарактеризован тремя числами — координатами цвета. В 1931 г. Международная осветительная комиссия (МКО) предложила использовать систему цветов, согласно которой любой цвет обозначается как сложение основных, выражаемых через X, У, Z. Любой цвет может быть выражен математически:

Независимость двух относительных коэффициентов (третий равен единице минус сумма двух независимых) позволяет охарактеризовать любой цвет с качественной стороны двумя относительными цветовыми коэффициентами при определенных основных цветах X, У, Z. Эта особенность позволяет изобразить любую цветность в виде точки в прямоугольной системе координат ХY и получить диаграмму цветности, которая связывает коэффициенты х и у с цветовым тоном и насыщенностью относительно белого цвета.

На диаграмме цветности по осям абсцисс и ординат отложены соответственно значения относительных цветовых коэффициентов х и у. На внешней кривой расположены все цвета видимого участка спектра с длиной волны 400—700 нм. Со штрихом указаны пурпурные цвета, которые не являются спектральными. Расположенная внутри точка Е соответствует белому цвету (Р=0). Прямые линии, соединяющие точку Е и соответствующие цветам с одинаковой длиной волны, пересекают линии равной насыщенности в пределах от 0,1 до 1. По известным коэффициентам х и у количественные значения чистоты определяются по кривым равной чистоты, а цветовой тон — по граничной кривой в точке пересечения ее с линией, проведенной через точку Е и точку с координатами X и У. По диаграмме цветности можно определить также дополнительные цвета, которые находятся на граничной кривой в точках пересечения ее с прямой, проведенной через точку Е.

Особенности зрительного восприятия и психофизиологическое воздействие цвета и света

Сетчатая оболочка глаза содержит два вида светочувствительных элементов — колбочки и палочки. Первые являются приемниками хроматических цветов и обеспечивают цветовое зрение. Палочки воспринимают яркость даже слабой освещенности, но не чувствительны к цвету. В зависимости от интенсивности освещенности зрачок глаза может увеличиваться или уменьшаться, т. е. адаптироваться, регулируя количество светового потока.

Цветовая, или спектральная, чувствительность глаза не одинакова. Монохроматические излучения одинаковой мощности, но различной длины волны ощущаются различно. Максимальной чувствительностью колбочки обладают к желто-зеленому цвету с А=555 нм. С изменением А, чувствительность глаза снижается, стремясь к нулю на границах видимой части спектра. Чувствительность палочек наибольшая при А,= 510 нм. С уменьшением яркости максимум видности смещается в сторону коротковолнового излучения. Это явление получило название эффекта Пуркинье по имени чешского физиолога, который в XIX в. установил неодинаковое потемнение различных цветных поверхностей при одновременном снижении их яркости. Так, при переходе к сумеречному зрению зеленые и синие цвета воспринимаются светлее красных при одинаковой их яркости (сравните яркость роз и васильков днем и вечером). Этот эффект важно учитывать при цветовом решении, особенно слабоосвещенных участков, помещений для ночных условий работы и т. п.

В восприятии цвета важную роль играет особенность зрительного аппарата человека. Наиболее правильное представление о цвете поверхности можно получить при солнечном освещении, когда видимые световые волны количественно распределены достаточно равномерно. Лампа накаливания дает все видимые световые волны, но уже неравномерно распределенные. При освещении ими искажения в восприятии цвета происходят из-за количественно неодинакового отражения света различных волн, т. е. из-за изменения яркости различных цветных поверхностей. Так, ввиду небольшого излучения лампами накаливания синих лучей синие поверхности немного их и отражают, поэтому этот цвет кажется темным. Если источник излучения излучает не все видимые волны, соответствующие цвета или не видны или сильно искажены. Например, при освещении натриевыми лампами, излучающими только желтый цвет, все цвета, кроме желтого, кажутся серыми.

Однако цветовые искажения, связанные с неодинаковой интенсивностью излучения различных волн, в известной мере компенсирует так называемое явление константности цвета. Чувствительность глаз к цвету обратно пропорциональна коэффициенту отражения каждой из видимых волн, составляющих этот цвет. Так, например, если излучается больше желтого и меньше синего света, чувствительность к первому снижается, а ко второму возрастает. Поэтому при освещении лампами накаливания с большим количеством желтых и красных излучений соответственно так же окрашенные поверхности вследствие снижения чувствительности к этим цветам практически такими же остаются и даже несколько светлеют. Увеличение же чувствительности к синему и фиолетовому цветам позволяет их лучше воспринимать, хотя они темнеют из-за недостатка соответствующих излучений лампами накаливания, т. е. из-за слабой яркости синих и фиолетовых поверхностей. Отмеченные особенности адаптации глаз к свету источников освещения необходимо учитывать при выборе ламп с различными спектральными характеристиками.

Цвет и степень контрастов между фоном и предметом

Цвет и степень контрастов между фоном и предметом оказывают большое влияние на восприятие объема, формы и положения предметов в пространстве. Различают светлостный, или ахроматический, контрасты, когда сопоставляемые тона различаются по светлоте, и хроматический, когда сопоставляются различные цвета или цвета разной насыщенности. Используя особенности зрительного восприятия, можно добиться впечатления удаленности предметов и ограждающих плоскостей и зрительно увеличить пространство, или, наоборот, зрительно их приблизить и сузить пространство. Теплые, например, красные и желтые, и насыщенные цвета воспринимаются более близкими, выступающими, а холодные, синие и голубые, и разбеленные — более удаленными, отступающими.

Применение выступающих и отступающих цветов дает большие возможности для зрительной корректировки объемов помещений. Используя этот прием, за счет цвета можно зрительно удалить предметы первого плана и приблизить фон. Наоборот, тепло и насыщенно окрашенный первый план на холодном и разбеленном фоне зрительно можно значительно приблизить. Иллюзия же удаления фона в этом случае особенно заметна.

Цветовая адаптация и явления контрастов лежат в основе построения цветовых композиций. Кроме специфики зрительного аппарата, восприятие цветовых композиций связано с воздействием цвета и света на психику человека.

Действие цвета на психику связано с рядом ассоциаций. Например, красный и оранжевый цвета ассоциируются с огнем и вызывают ощущение тепла, голубой — с небом, льдом, морем и вызывает ощущение холода и т. д.

Теплые цвета — красные, оранжевые, желтые, пурпурно-красные — возбуждают, поднимают настроение, затрудняют перенесение высоких температур, снижают слуховую чувствительность. Холодные — голубые, синие, фиолетовые, пурпурно-фиолетовые — успокаивают и даже угнетают. Цвета средневолнового участка спектра являются наименее утомляющими. Светлые ахроматические цвета, т. е. серые, занимают промежуточное положение между теплыми и холодными. По воздействию на человека они относительно нейтральны и являются физиологически оптимальными. Белые и светло-серые цвета в больших количествах производят впечатление пустоты и холода, но они являются хорошим фоном для ярких хроматических цветов.

Кроме цветового тона, большое психофизиологическое воздействие на человека оказывают насыщенность и светлота. Эти показатели связаны с «весовой» характеристикой цвета. Ощущение большей тяжести создают темные насыщенные цвета.

Особо следует остановиться на восприятии цвета детьми. Оно несколько иное, чем у взрослых, и это необходимо учитывать при цветовом решении интерьеров детских и школьных учреждений, детской мебели и т. д.

Дети более чувствительны к цветам, их отношение к ним острее, чем у взрослых. Дети младшего школьного возраста любят яркие и чистые цвета. Предпочтение они отдают красному, синему, желтому цветам. С возрастом цветовые предпочтения изменяются. В качестве излюбленных называются более холодные и сложные тона, а чистота и яркость привлекают уже в меньшей степени.

Применение цвета в производственной среде

Правильное использование цвета в производственной среде является одним из важнейших путей улучшения условий трудовой деятельности. Цвет является средством функциональной организации среды, и его возможности психофизиологического воздействия должны быть правильно использованы. Основной функциональной задачей цвета является улучшение условий зрительной работы, компенсация неблагоприятного воздействия среды на человека. Однако необходимо помнить, что критерием оценки цветового решения производственной среды является и художественное начало, т. е. в целом эстетической значимостью цветового решения является единство функционального и художественного начал.

При выборе цветового решения производственных помещений необходимо учитывать характер и условия зрительной работы, требования техники безопасности, освещения и т. д.

Функциональные задачи цветовой отделки и возможности ее художественного решения неодинаковы для различных элементов производственных помещений.

Строительные конструкции (стены, потолки, перегородки) занимают наибольшую площадь и функциональная задача их окраски заключается в повышении общей освещенности, создании благоприятного фона для обрабатываемых деталей, участии в организации цветового и яркостного комфорта, зрительном уравновешивании температурно-влажностного режима. Окраска таких конструкций должна быть более простой, содержать небольшое количество светлых и малонасыщенных цветов с мягкими контрастами.

Наиболее светлую окраску необходимо придавать элементам, расположенным в верхней зоне. Соотношения яркостей цветового решения обеспечиваются подбором коэффициентов отражения окрашиваемых поверхностей.

Роль цвета как архитектурной композиции сводится к расчленению или объединению форм, усилению или нивелировке пространственных соотношений, подчеркиванию тектонического строя интерьера. Цвет должен находиться в соответствии с гармоничной объемно-пространственной структурой или компенсировать ее недостатки. Его необходимо рассматривать в связи с идейно-художественным образом интерьеров, поэтому в окраске рабочей обстановки можно применять более яркие насыщенные цвета, использовать их декоративные особенности.

Цвет рабочей зоны должен облегчать зрительное восприятие. При выборе его необходимо учитывать характер выполняемой работы и закономерности изменения цвета как фона в производственном процессе. Цвет как фон должен обеспечивать такие условия, при которых бы человек хорошо и быстро различал предметы при минимальном утомлении.

Фон имеет большое значение при работе на станках. В системе станок — деталь он должен быть однородным, без блестящих элементов, с рассеивающим отражением света. Важными показателями являются яркость фона и яркостный контраст между ним и обрабатываемой деталью.

С увеличением яркости фона и детали чувствительность зрения повышается. Она наибольшая при одинаковой яркости фона и детали. В этом случае хорошо распознается цвет. С уменьшением яркости происходит кажущееся снижение насыщенности цвета. Таким образом, яркость фона необходимо приближать к яркости детали. Но повышать яркость фона можно до определенного предела. Наиболее благоприятная величина яркости, когда поверхность отражает свет в пределах 40—60%, а наибольшая острота зрения обеспечивается при разнице яркости фона и детали не более 20%.

При небольшом различии яркости фона и детали между ними необходимо создавать цветовой контраст с помощью дополнительных цветов, что обеспечивает в этом случае наименьшую зрительную утомляемость.