W. Chróścicki. Wizualne podstawy nauki o świetle i barwie

W latach 60. i 70. ubiegłego wieku na Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie działała jednostka naukowo-badawcza przy Wydziale Architektury Wnętrz zorganizowana z inicjatywy prof. Bohdana Urbanowicza. Zakład Światła i Barwy, o którym mowa był prowadzony przez dr. Witolda Chróścikiego, eksperta w dziedzinie badań nad barwami i ich wzajemnymi relacjami. Jednym z efektów jego pracy był podręcznik dla studentów szkół artystycznych pt. „Wizualne podstawy o świetle i barwie” zawierający dwa wiodące tematy: „Wzajemne oddziaływanie barw” i „Oddziaływanie światła na barwy” wydany w 1976 roku.

Niestety owa publikacja powstała w kilku kopiach i były to wersje napisane na maszynie z namalowanymi ręcznie ilustracjami przedstawiającymi omawiane zjawiska. Ten fakt sprawił, że ogromna praca dr. Witolda Chróścickego nie dotarła do szerokiego grona odbiorców, a z biegiem lat została wręcz zapomniana, spoczywając gdzieś głęboko w bibliotece akademickiej, w zbiorach uczelni.

Natknąłem się na tę książkę w 2018 r. i od razu pomyślałem, że jest to publikacja o ogromnym znaczeniu dla Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie, jak i dla każdej osoby (w tym dla studentów), która chce zgłębić tajniki oddziaływania barw na barwy. To właśnie to pierwsze wrażenie oraz chęć pokazania dziedzictwa Akademii, szerszej publiczności sprawiło, że postanowiłem zacząć pracę nad jej zreprodukowaniem.

Prace nad publikacją trwały 3 lata. Po przepisaniu całego tekstu została wykonana redakcja. Aby zachować spójność z oryginałem, starałem się zachować wszystkie teksty takie, jakimi one były zarówno pod względem słownictwa, jak i stylistycznym. Oprócz ilustracji barwnych w książce pojawiają się różne wykresy, które zostały odwzorowane zgodnie z oryginałem.

Podręcznik jest podzielny na dwie części. W pierwszej części opracowania spotykamy się z takimi zjawiskami jak: kontrastem równoczesnym (Simultaneous Contrast), kontrast następczy (Afterimage), natomiast druga część przybliża problem oddziaływania światła na barwy.

Książka została wydana nakładem 300 szt. przez Akademię sztuk Pięknych w Warszawie oraz Towarzystwo Przyjaciół Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie.

Mając jednak świadomość, że ów nakład nie jest duży na tyle, by dostęp miał każdy, postanowiłem umieścić skorconą wersję książki w ramach strony internetowej. A zatem niniejsza cyfrowa wersja publikacji jest kontynuacją działania, którego fundamentem była idea, aby wiedza zawarta w podręczniku była dostępna na szeroką skalę. Dzięki wersji internetowej jest szansa, że tak się stanie.

dr Krzysztof Ćwiertniewski

Wprowadzenie to część pozwalająca na wyjaśnienie sposobu doboru kolorów, metod uzyskiwania zjawisk barwnych, a także wyjaśnienie pojęć związanych z barwami.

Koło barw czystych – barwy czyste to kolory, które powstały w wyniku zmieszania dwóch barw podstawowych np. żółty i Magenta zmieszane w równych proporcjach dadzą pomarańczowy. W przypadku koła użytego w nowej wersji podręcznika zastosowano przestrzeń barwną CMY: Cyan, Magenta, Yellow. Mieszając po dwa kolory w różnych proporcjach, z wyżej wymienionego zestawu powstało koło barw czystych zawierające 24 kolory. Sytuację ukazuje ilustracja nr 1.

Skala szarości – skala szarości zaproponowana przez dr. Chróścickiego składa się z 10 pól. Pierwsze i ostatnie oznaczone są literami B oraz Cz i oznaczają kolor biały, oraz czarny. Pomiędzy nimi znajdują się pola szare oznaczone literą S od 1 do 8. Sytuację ukazuje ilustracja nr 2.

Kolory złamane (sczernione, zbielone i zszarzone) – aby móc przeprowadzić wszystkie zjawiska zawarte w książce dr Chróścicki użył barw o różnym stopniu jasności i nasycenia. B0. B1, B2 to kolory zbielone, czyli takie, w których barwa mieszana jest dodatkowo z kolorem białym. Kolory sczernione to takie, do których dodana została czerń w odpowiednich proporcjach. Kolory zszarzone powstały w wyniku mieszania się kolorów czystych najprawdopodobniej z barwą szarą, natomiast w nowej wersji powstały w wyniku mieszania trzech składowych CMY w określonych proporcjach. Sytuację ukazuje ilustracja nr 3.

Próbka i tło – próbki i tła to elementy, które są bazą dla większości doświadczeń przeprowadzonych przez dr. Chróścickiego. Tła to większe płaszczyzny, na które nakładane są próbki – mniejsze kwadraty (które ulegają zmianie pod wpływem barwy tła) lub linie, które zmieniają kolory teł w przypadku badania zjawiska odwrotnego – odziaływania próbki na tło. Sytuację relacji próbek i teł ukazuje ilustracja nr 4.

Jasność, kolor, nasycenie, faktura – podstawowymi cechami barwy jest kolor, jasność oraz nasycenie. Dr Chróścicki do tego zestawu bada jeszcze fakturę koloru, czyli świecenie i matowienie.

Kolor to inaczej rodzaj barwy czystej np. czerwony, zielony, żółty.

Jasność odpowiada ilość widzianego koloru na czarnym tle. Im mniejsza jasność tym więcej czarnej barwy miesza się z kolorem. W ten sposób powstały próbki sczernione.

Nasycenie – to ilość czystego koloru w mieszaninie barw.

Faktura związana jest z dwoma terminami: świecenie i matowienie:

• Świecenie. Efekt świecenia, ogólnie biorąc, występuje wtedy, kiedy mamy trudności z długotrwałą obserwacją próbki na określonym tle, gdyż zacierają się kontury próbki, występuje pulsowanie jasności próbki, migotanie itp.

• Efekt matowienia próbki jest bardziej widoczny przy barwach czystych niż przy barwach złamanych. Wydaje się, że barwa matowieje, kiedy położymy daną próbkę na tle nieco jaśniejszym od niej, tzn. kiedy próbka w niewielkim stopniu się ściemnia.

Oddziaływanie tła na próbkę – próbki achromatyczne i tła achromatyczne

Próbka na tle jaśniejszym od niej – ciemnieje, a na tle ciemniejszym – rozjaśnia się. Jest to podstawowe prawo określające zmianę jasności przy oddziaływaniu tła na próbkę. Sytuację ukazuje ilustracja nr 6, 7 oraz 8. Końcowy efekt zmiany jasności próbki zależy od wzajemnej odległości jasnościowej użytych teł. Oddalając od siebie jasności teł można uzyskać coraz większą zmianę tej samej próbki i oczywiście maksymalne jej ściemnianie wystąpi na tle białym, a maksymalne rozjaśnienie – na tle czarnym. Ilustracja 9 podaje uogólniony schemat zmian jasności.

Oddziaływanie tła na próbkę – próbki achromatyczne i tła barwne

Zmiany próbek szarych na tłach barwnych wykazują pewną prawidłowość. Mianowicie, próbka punktowa szara na tłach ciepłych oziębia się, a na tłach chłodnych ociepla się. Przy próbkach powierzchniowych prawidłowość tę można uściślić: barwa próbki szarej na tle barwnym zmienia się w kierunku barwy leżącej naprzeciwko na kole barw, oczywiście w stosunku do barwy tła. Sytuację można przeanalizować na przykładzie ilustracji nr 10, 11, 12 oraz 13.

Oddziaływanie tła na próbkę – próbki barwne – tła achromatyczne

Przy analizie zmiany próbek barwnych na tłach achromatycznych obowiązuje również podane wyżej prawo określające zmianę jasności: próbka na tle jaśniejszym od niej ciemnieje, a na tle ciemniejszym rozjaśnia się, z tym, że uzyskany efekt zmiany próbki nie jest określony tylko zmianami jasności próbki, jak to było przy próbkach szarych, lecz równolegle ze zmianą jasności zmienia się również jej kolor, nasycenie i faktura. Porównanie zmiany jasności i nasycenia próbki barwy czystej ze zmianą jasności próbki barwy szarej np. na tłach białym i czarnym dowodzi, że decydujący wpływ na uzyskany efekt zmian próbki ma różnica jasności użytych teł. Sytuację można przeanalizować na przykładzie ilustracji nr 14, 15, 16 oraz 17.

Oddziaływanie tła na próbkę – próbki barwne – tła barwne

Oddziaływanie tła na próbkę dla próbek barwnych i teł barwnych można rozpatrywać ze względu na różne właściwości barwy:

• Zmiana jasności – zależność zmiany jasności próbki od zróżnicowania jasności użytych teł odnosi się również do próbek barwnych. Sytuację można przeanalizować na przykładzie ilustracji nr 18 oraz 19.

• Zmiana koloru – kolor próbki zmienia się w kierunku przeciwnym do kierunku zmian koloru tła, oczywiście w odniesieniu do koła barw czystych. Nasycenie barw czystych, czyli maksymalnie nasyconych, można zmieniać tylko w niewielkich granicach, dając je na tła sąsiednie do barwy próbki na kole barw. Sytuację można przeanalizować na przykładzie ilustracji nr 18 oraz 19. Zdecydowanie lepsze efekty zmiany nasycenia barw uzyskuje się przy barwach złamanych: zbielonych, zszarzonych oraz sczernionych, i to wtedy, kiedy stosuje się gamę monochromatyczną na tła i próbki.

• Zmiana faktury (efekt świecenia) – efekt świecenia, ogólnie biorąc, występuje wtedy, kiedy mamy trudności z długotrwałą obserwacją próbki na określonym tle, gdyż zacierają się kontury próbki, występuje pulsowanie jasności próbki, migotanie itp. Ogólnie można powiedzieć, że zjawisko świecenia występuje wówczas, gdy jasność próbek jest zbliżona do jasności tła. Sytuację można przeanalizować na przykładzie ilustracji nr 20.

• Zmiana faktury (efekt matowienia) – efekt matowienia próbki jest bardziej widoczny przy barwach czystych niż przy barwach złamanych. Wydaje się, że barwa matowieje, kiedy położymy daną próbkę na tle nieco jaśniejszym od niej, tzn. kiedy próbka w niewielkim stopniu ściemnia się. Sytuację można przeanalizować na przykładzie ilustracji nr 21.

Oddziaływanie tła na próbkę – zrównanie różnych próbek

Przy zrównaniu jasności różnych próbek barwnych i szarych, wykorzystuje się znane już prawo, że próbka na jaśniejszym od niej tle ciemnieje i na ciemniejszym jaśnieje.

Na podobnej zasadzie jak próbki szare, można zrównać ze sobą różne próbki barw złamanych. Należy jednak zaznaczyć, że dają się zrównać ze sobą w zasadzie tylko te same rodziny barw: zbielone ze zbielonymi, zszarzone ze zszarzonymi, sczernione ze sczernionymi, czyste z czystymi itp. Natomiast bardzo trudno, a czasem wręcz niemożliwe jest zrównane ze sobą różnych rodzin barw.

Przy zrównaniu różnych próbek barw czystych wykorzystuje się zarówno znane już prawo zmiany koloru próbki, jak i znane już prawo zmiany koloru próbki w zależności od koloru tła, a mianowicie, że kolor próbki zmienia się w kierunku przeciwnym do kierunku zmian koloru tła. Jeśli chcemy zrównać ze sobą próbki dwu barw leżących obok siebie na kole barw, to kierunek doboru barwy teł musi być oddalający się od barw zrównywanych próbek. Sytuację omówioną w tej części można przeanalizować na przykładzie ilustracji nr 22, 23, 24 oraz 25.

Oddziaływanie próbki na tło

Przy oddziaływaniu próbki na tło, wzór próbki ma minimalny wpływ na zmianę tła, natomiast istotny wpływ ma zagęszczenie próbki i zmiana tła rośnie proporcjonalnie do wzrostu zagęszczenia próbki.

Przy stałym zagęszczeniu próbki, decydujący wpływ na zmianę jasności tła ma jasność użytych próbek. Stopień rozjaśnienia lub ściemnienia tła jest zależny od wielkości różnicy jasności pomiędzy próbką i tłem. Efekt rozjaśnienia lub ściemnienia tego samego tła, przy oddziaływaniu tej samej próbki powierzchniowej, jest zależny od odległości oglądu (występowaniu lub nie, optycznego mieszania barwy próbki z barwą tła). Np. to samo tło pod wpływem jaśniejszej od niego próbki, przy oglądzie z bliska – ściemnieje, natomiast przy oglądzie z daleka – rozjaśni się.

Sytuację omówioną w tej części można przenalizować na przykładzie ilustracji nr 26, 27, 28 oraz 29.

Powidoki (obrazy następcze) – wprowadzenie

Wzajemne oddziaływanie barw na siebie przy powidokach (obrazach następczych) odbiega w swojej istocie od efektów oddziaływania tła na próbkę i oddziaływania próbki na tło, omówionych w poprzednich rozdziałach. Tam efekt wizualny był osiągalny na płaszczyźnie papieru, tu – powstaje w oku obserwatora, nie na papierze. W związku z tym przeniesienie go na papier jest bardzo trudne i dlatego zamieszczone w tym rozdziale przykłady powidoków są przybliżone i podające raczej kierunek przebiegu zjawiska. Np. świetlistość powidoków powstająca w oku nie da się przenieść na papier przy użyciu normalnych farb kryjących. Powidok powstający w oku obserwatora jest rezultatem pewnego stanu olśnienia barwą, zakłócającym normalne widzenie barw. Powidok pojawia się po długotrwałym wpatrywaniu się w płaszczyznę barwną (chromatyczną lub achromatyczną) i czas patrzenia potrzebny dla wywołania powidoku waha się od kilku do kilkudziesięciu sekund, zależnie od stanu zmęczenia oka, nasycenia barwy, kontrastu między próbką i tłem itp. Sposób wywołania powidoku podano na ilustracji nr 30, 31 oraz 32. W obu przypadkach, omówionych na tym rysunku, powidokiem barwy żółtej jest jakaś barwa fioletowa, o różnym stopniu złamania bielą lub czernią. Mechanizm mieszania w oku barwy powidoku z barwą tła można przyrównać do mechanizmu mieszania barw na palecie.

Zmiana chromatyki

Kiedy barwa światła/filtru jest przesunięta w stosunku do barw oświetlanych o kąt zbliżony do 90°, licząc na kole barw, wówczas występuje zjawisko zmiany koloru, nazwane tu zmianą chromatyki. Pokazano ten efekt na ilustracji 38 dla grupy barw czerwonych, gdzie nie odróżnia się barwy czerwonej od barwy purpurowej i na ilustracji 39 dla grupy barw zielonych, gdzie nie odróżnia się barwy niebieskiej od barwy zielonej. Na obu rysunkach w górnym rzędzie pokazano barwy wyjściowe czyste, a w dolnym, te same barwy zmienione na skutek oświetlania ich światłem żółtym.