Законы физики в живописи

Я учусь в физико-математическом классе, а также занималась живописью и рисованием. Мне очень нравится живопись и искусство в целом. Я выбрала эту тему, с целью узнать о связи физики с живописью. Посещая залы музеев, мы с вами восхищаемся чудесными картинами художников и совсем не задумываемся о том, какую роль играет физика в написание уникальных шедевров. Как бы ни далеки были между собой эти понятия физика и живопись, однако между ними есть связь. Для достижения поставленной цели, я поставила следующие задачи:

1)Изучить законы оптики в живописи. 2)Изучить историю науки о цвете. 3)Световоздушная среда в природе

Наукой о цвете изучено много вопросов, интересующих художника. К ним относятся: изменение цветов от освещения, на расстоянии под влиянием соседних цветов, смешения красок и многие другие. Цветоведение изучает и раскрывает основные закономерности в области цветовых явлений природы, объясняет их с точки зрения физической, химической, физиологической, эстетической и обобщает эти закономерности. Данная наука, например, помогла сформулировать ряд законов оптического смещения цветов, их контрастного действия и изменения под влиянием других, соседних с ними, цветов. Знание закономерностей цветовых явлений полезно художнику. Цветоведение не дает «рецептов»творческих приемов, но объясняет наблюдаемые в природе явления, связанные с цветом, и тем самым помогает в работе живописцам.

Несмотря на различие поэтического, художественного восприятия природы и ее научного описания, между ними есть глубокая связь. Её существование Нильс Бор объяснял тем, что художник всегда полагается на «общечеловеческий фундамент», на котором строят гипотезы также и ученые. Искусство и наука обогащают друг друга.

Научные сведения о цвете

Наука о цвете возникла очень давно. Еще в IV веке до н. э. большое практическое значение и для художников нашего времени. Наукой о цвете – изучено много вопросов, интересующих художника. К ним относятся: изменение цветов от освещения, на расстоянии, под влиянием соседних цветов, смешение красок и многое другое. Выдающиеся художники и теоретики прошлого: Ченнино Ченнини(1400), Леон Батиста Альберти(14040, Пьеро дела Франческа(1416-1492), Леонардо да винчи91452-15190, Джорджо Вазари(1511-15740Альберхт Дюрер(1471-1528), Франциско Пачеко (1564-1654) в своих трактатах писали о цвете. Цвет исследовали такие корифеи науки, как Ньютон(1642-17270,Ломоносов (1711-17650) Ломоносову принадлежит открытие трехцветной основы зрения. Гёте(1749-1832) написал специальный труд «Учение о цветах»

В древней Греции ученый Аристотель пытался объяснить происхождение цвета и разные цветовые явления. Ломоносову принадлежит открытие трех Впервые наиболее близко к объяснению трехцветной природы зрения подошел великий русский ученый М. В. Ломоносов (1711-1765) в своем сочинении «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющую» (1765г. ).

Но только английский физик и врач — Томас Юнг (1773–1829) в 1802 году, впервые объяснил многообразие воспринимаемых цветов строением глаза. Юнг считал, что в глазу находятся три вида светочувствительных окончаний нервных волокон. Действие света приводит к их раздражению. При раздражении волокон каждого отдельного вида возникают ощущения красного, зеленого и фиолетового цвета. При раздражении нервных волокон всех видов возникают ощущения всевозможных других цветов, которые можно рассматривать как смеси трех цветов основного раздражения. Ветной основы эрения. Гёте91749-1832) написал специальный труд «Учение о цвете»

Юнг первый правильно назвал одну из триад основных цветов: красного, зеленого, фиолетового. Для определения сложных цветов он предложил пользоваться графиком, подобным цветовому кругу, но имеющим форму треугольника, в вершинах которого находятся точки трех основных цветов.

Свое подтверждение и дальнейшее развитие трехцветная теория получила в середине XIX века, в работах немецкого физика и физиолога, Германа Гельмгольца (1821–1894), первым давшего математическую формулировку закона сохранения энергии. И английского физика, Джеймса Клерка Максвелла (1831–1879), открывшего электромагнитную природу света.

После Максвелла многие исследователи производили измерения для выражения всех спектральных цветов количествами трех основных. Достаточно точные данные были получены только в 1930-1931 годах, Райтом и Гилдом, которые выполняли свои измерения независимо друг от друга. При этом, в качестве излучений трех основных цветов они брали совершенно разные излучения: в опытах Райта это были однородные излучения, в опытах Гилда — сложные излучения, проходящие через светофильтры. Их опытные данные после пересчета на единую триаду основных цветов очень хорошо совпали Рядом исследователей были рассчитаны спектральные чувствительности трех приемников глаза. В 1947 году, Гранит провел опыты на живом глазу у некоторых животных, обладающих цветовым зрением. В результате опытов он обнаружил наличие в глазу животных трех видов приемников: сине-, зелено- и красночувствительного. Таким образом, подтвердилась трехцветная теория Юнга, которая хотя и была очень достоверной, но все же оставалась гипотезой.

В 1855 году, Максвелл впервые указал на возможность применения принципов трехцветной теории зрения в практике воспроизведения цветных изображений. А в 1861 году, он впервые продемонстрировал цветную фотографию, полученную трехцветным способом. Эта фотография была получена аддитивным смешением. Лишь в середине тридцатых годов ХХ века, началось освоение современных промышленных методов цветной печати и цветной фотографии, основанных на методах трехцветного воспроизведения.

Восприятие цвета

«Цвет способен на все: он может успокоить и возбудить, он может создать гармонию или вызвать потрясение, от него можно ждать чудес, но он может вызвать и катастрофу» Жак Вьено.

Одним из первых, кто начал исследовать воздействие цвета, был И. Гете, который как поэт смог убедительно прочувствовать, что в зеленом цвете заключены доброта, умиротворение, способность успокоить глаз и душу, синий цвет вызывает чувство холода, а красный действует устрашающе. Иными словами цвет оказывает на нас эмоциональное воздействие цвета. Одни цвета успокаивают нервную систему, другие, наоборот, раздражают. Известно, что человек, нуждающийся в физическом отдыхе, эмоциональном покое, выбирает темные тона. Если же организм нуждается в отдаче энергии путем направленной вовне активности или интеллектуального творчества, тогда естественной реакцией будет выбор светлых и ярких тонов.

Действие цветов обусловлено как непосредственным влиянием на организм человека, так и ассоциациями. Которые вызывают цвета на основе всей предшествующей практики человека.

Цвета делятся по температурным впечатлениям. Теплые: красный, оранжевый, желтый; холодные: голубой, синий. Делятся цвета и по тяжести: легкие - светлый, тяжелые - темные.

Психологическая интерпретация цвета

В психологии есть, например, специальные тесты, основанные на субъективном предпочтении цветовых стимулов: тест Люшера, тест цветовых пирамид. Методика тестов достаточно сложна. Вот наиболее простая трактовка цветов: Красный- цвет страстей, его предпочитают смелые, волевые и общительные натуры, к тому же альтруисты; Зеленый- цвет упорных и настойчивых личностей; Синий- цвет неба, он связан с духовной возвышенностью, чистотой человека, его любят скромные люди; Коричневый любят те, кто твердо стоит на ногах; Серый любимый цвет рассудительных и недоверчивых натур; Черный символизирует мрачное восприятие жизни.

Глюоризм – лечебная живопись

Благодаря синтезу науки и искусства появилось новое направление в живописи – Глюоризм, т. е. лечебная живопись.

Доктор технических наук, профессор Г. Сергеев – специалист в области технической кибернетики молекулярной электроники – разработал оригинальные жидкокристаллические преобразователи и приборы для диагностики и лечения различных заболеваний. Его жена – Ю. Воронцова занимается синтезом высокомолекулярных соединений, проблемами химии полимеров.

Световоздушная среда в природе

В искусстве живописи цвет выполняет одну из главных функций эмоционального воздействия произведения на зрителя. Посредством цвета художник создает на холсте определенный колористический строй картины, помогающий выразить творческую мысль автора, передать состояние изображаемого момента. Пейзаж, написанный в серых, тусклых цветах, кажется холодным, пасмурным, цвета, воспроизводящие краски солнечного дня, вызывают, наоборот, радостное, мажорное ощущение жизни природы.

Цвет в произведении художника-реалиста — не самоцель, а естественный результат его сложных и тонких жизненных наблюдений, знаний закономерностей цветовых явлений в реальной действительности. Только на основе этих знаний законов объективного мира возможна правдивая передача в живописи световоздушной среды, их отсутствие осложняет творческий процесс художника, ведет его зачастую к неоправданной условности выразительных средств. Поэтому познание и передача на холсте объективных закономерностей световоздушной среды должны стать одной из главных задач будущего художника

На основании данных физики можно объяснить объективные закономерности световоздушной среды, знание которых облегчит и сократит процесс обучения живописи, сделает его более сознательным и плодотворным

Природа света и цвета

Свет является одной из форм электромагнитной энергии, которая возникает в большинстве случаев под воздействием высоких температур. К источникам света относятся солнце, электрические лампы накаливания, пламя свечи, костра, раскаленные металлы и другие тепловые излучатели. Воспринимаемая глазом лучевая энергия состоит из ряда излучений, характерных для каждого конкретного источника света.

Видимый свет солнца белый, но, проходя сквозь призму, он разлагается на определенный спектр. На одном его конце мы видим красный цвет, затем — оранжевый, желтый, желто- зеленый, голубой, синий и, наконец, фиолетовый. Таким образом, лучи солнечного света разлагаются на семь цветов и каждому из них присуща определенная длина волны. Так, цвет наиболее длинной волны будет красным, с ее уменьшением он постепенно переходит в оранжевый, затем в желтый, синий, и самой короткой длине волны соответствует фиолетовый цвет. Красный цвет имеет длину волны —760 миллимикрон, фиолетовый —390; остальные — в промежутке между этими диапазонами.

Видимый цвет предметов находится в прямой зависимости от их способности поглощать и отражать определенную часть спектральных лучей. Так, цвет какого-то предмета воспринимается нами, скажем, зеленым потому, что из всей совокупности излучений, составляющих белый свет солнца, поверхность этого предмета отражает преимущественно зеленые лучи спектра. Отраженные от нее, они воздействуют на наш глаз и создают ощущение зеленого цвета.

Законы оптики в живописи

В живописи пользуются не только механическим смешением красок, но и оптическим смешением цветов. В лабораторных условиях оптически смешивать цвета можно с помощью быстро вращающегося, различно окрашенного диска.

Законы преломления и отражения света всегда учитываются художниками.

В искусстве импрессионистов (Э. Мане, О. Ренуар и еще в большей степени постимпрессионистов Сезанн, Ван Гог, П. Гоген передавалось ощущение сверкающего солнечного света. Разложением сложных тонов на чистые цвета, накладываемые на холст раздельными мазками и рассчитанные на оптическое освещение их при восприятии картины зрителем, цветные тени создают здесь светлую, трепетную и воздушную живопись.

Великие художники отлично разбирались в физике света: они заметили, что на зеленой ткани в глубине складок появляются красные тени, а на синей - желтые. Многие живописцы используют особую технику письма.

Взгляните на картину В. Сурикова «Боярыня Морозова». Почему художник пишет снег не чистой белой краской, а отдельными мазками? Оказывается, он хорошо знает и поэтому учитывает физическое свойство белого света -дисперсию (разложение в спектр). Или художники импрессионисты. Многие из них работали в технике пуантилизма (живопись точками или запятыми). Главное для них - найти такие цвета, которые при взаимном влиянии отбрасывают свой собственный, новый цвет, а в сетчатке глаза при этом происходит их сложение, создавая общее впечатление воздуха и света. Обратите внимание на то, что тени на снегу художники пишут не в черных и серых тонах, а в синих и голубых (картины И. Грабаря, И. Левитана (смотрите приложение 5)). Тени становятся голубыми по причине отражения небесной синевы от снега в ясный солнечный день.

«Почему от многих картин Репина, написанных в старости, на чужбине, веет холодом лиловых тонов?» У пожилых людей под старость хрустально-прозрачная среда глаза понемногу желтеет. Значит, многие старики начинают глядеть на мир, как сквозь слабое желтое стекло. А ведь желтое стекло потому и желто, что легко пропускает желтые и красные лучи, а фиолетовые и синие поглощает. Смотрит художник пожелтевшими глазами. Сверкают синие краски на полотне, рвутся с холста и не могут пробиться через желтую среду глаза.

Впрочем, эта беда не одних пожилых людей: все мы каждый вечер попадаем в это положение.

Вечером, при свете электрической лампочки, картины заметно изменяют свои цвета. В свете электрических ламп накапливается мало синих лучей, зато много красных, оранжевых и желтых.

Вечерами, в желтом свете электрических ламп, глаза как бы стареют, и не одни художники попадают впросак из-за этой временной старости зрения.

Физика помогла разгадать тайны многих картин. Также она играет огромную роль в реставрации полотен.

Применяя знание о свойствах невидимых лучей оптического диапазона, делаем вывод о значении этих лучей для искусствоведения: УФ излучение выявляет позднейшие записи, ИК излучение как бы снимает лак и позволяет судить о состоянии поверхности картины приповерхностных слоев краски, рентгеновские лучи обнаруживают структуру (слои, мазки). Метод спектрального анализа позволяет определить химический состав красок и связующих веществ, фотография, особенно при сильном увеличении, - выявить почерк художника, т. е. движение кисти, манеру наложения краски; микрофотография выявляет этапы старения живописи, колориметрия – эталон цвета художника.

Мне очень понравилось работать над этим проектом. Я узнала много нового о связи физики и изобразительного искусства. Эта область показалась мне очень интересной и увлекательной. Знание основ цветоведения необходимо многим специалистам, которые по роду своей творческой и производственной деятельности имеют дело с цветами, красками, расцветками, орнаментами. В повседневной работе сталкиваются с цветами не только художники изобразительного искусства и работающие в промышленности, архитекторы, дизайнеры, декораторы, оформители, а в последнее время — работники кино, фотографы и многие другие. Эти знания помогают специалистам, занимающихся отделкой зданий и помещений, создающим художественные произведения искусства и предметы народного потребления, разобраться во многих процессах, связанных с цветами. Различные явления, с которыми мы повседневно сталкиваемся в природе и практической деятельности. Изучение цветоведения в свою очередь дает возможность специалистам расширить и углубить свои знания, повысить мастерство.