MITÄ SÄ KYYLÄÄT?

LÖYTÖRETKI VISUAALISEN MAAILMAMME PERUSTEISIIN -

tai kuinka keksimme mitä silmämme näkevät.

359 vuotta.

Sen verran aikaa on tätä kirjoittaessa kulunut siitä, kun Isaac Newton suoritti kokeitaan Woolsthorpen kartanossa Englannissa. Vuonna 1666 rutto alkoi leviämään Lontoossa, ja Cambridgen yliopisto suljettiin ihmisten paetessa maaseudulle. Woolsthorpessa oleskelunsa aikana Newton teki useita merkittäviä löytöjä eri tieteiden aloilla, jotka käynnistäisivät matkan kohti modernia aikakautta.

Kuvataiteilijat, tänään, huomenna ja satojen vuosien päästä, voivat merkitä tuon vuoden uudeksi aluksi, lähtöpisteeksi joka on johtanut kaikkiin niihin mahdollisuuksiin mitä kuvataiteen eri aloilla voimme kehittää ja hyödyntää tänään.

Olipa kyseessä erikoistehosteiden luominen elokuviin tai TV-ohjelmiin. Peliteollisuuden 3D-veistämisestä ja renderöinnistä virtuaalimaailmassa.

Graafinen suunnittelu kaupallisilla aloilla, suodattimet sosiaalisen median sovelluksissa. Photoshopin alati kehittyvät mahdollisuudet.

Valokuvaus, valoinstallaatiot, piirtäminen jne.

Läpi Ihmiskunnan historian on aina löytynyt yksilöitä joilla on jonkilainen syvään rakennettu halu, intohimo, luoda visuaalista taidetta. Leikkiä muodoilla arkkitehtuurista tuotesuunnitteluun. Luoda muotitrendejä kampauksista ja vaatteista aina tatuointeihin.

Pyrkiä vangitsemaan hetki, tapahtuma tai ehkä visio mielikuvituksesta. Luoda se uudelleen ja jakaa se muiden kanssa kuvana. Se luultavasti herätti uteliaisuuden ympäröivää maailmaamme kohtaan, mistä se on tehty ja kuinka kaikki tapahtuu pinnan alla. Ei ole yllättävää että ymmärryksemme kehittyessä taiteilijoiden ja tiedemiesten polut lopulta ristesivät.

Renessanssin aikakaudella taiteesta tuli visuaalinen tutkimus maailmasta ja sen sisältämistä ilmiöistä. Taide alkoi siirtymään visuaalisesti realistisempaan muotoon, joka kuvasi valon ja aineen käyttäytymistä.

Silti valon ja värien mysteeri pysyi ratkaisemattomana vuosisatoja, kunnes Newton aloitti kokeilunsa lasiprismalla. Kokeessa hän päästi yhden valonsäteen huoneeseen ja loisti sen prisman läpi. Kun valo matkasi prismaan, se jakaantui useiksi värisäteiksi, tätä toimintaa kutsutaan taittumaksi.(Refraktioksi). Tästä Newton otti käyttöön termin "värispektri" kuvaamaan näkemäänsä.

Ja vaikka värit taittuivat ilman selkeästi erottuvia rajoja niiden välillä, Newton päätti jakaa ne seitsemään eri väriin havaittavan ulkonäön perusteella. Punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti. Myöhemmin, useita prismoja apuna käyttäen, hän kykeni lopulta rakentamaan värit takaisin yhdeksi valonsäteeksi.

Tämä koe osoitti, että valkoinen valo sisältää kaikki sateenkaaren värit, ja lisäksi, että esineen väri on ominaisuus, joka määräytyy sen mukaan miten valonlähde siihen vaikuttaa. Yksinkertaisemmin sanottuna, väri ei asu esineessä. Näkemämme väri on seurausta siitä, että esine hylkää tietyn valon-/värialueen.

Tätä hylkäämistä kutsutaan heijastukseksi.

Palaamme tähän ja sen merkitykseen vielä myöhemmin. Newton julkaisi lopulta valon teoriansa kirjassa "Opticks" vuonna 1704. Tämä johtui kritiikistä, jota hän kohtasi ensimmäisen ilmoituksensa jälkeen vuonna 1672. Tuona aikana oli kaksi vallitsevaa teoriaa siitä mitä valo on. Molemmilla osapuolilla oli omat kannattajansa tiedemiesten keskuudessa ja molemmilla osapuolilla oli todisteita teorioidensa tueksi. Molemmissa teorioissa oli kuitenkin myös useita ongelmia, ja vaikka aihe onkin historiallisen kehityksen kannalta mielenkiintoinen, emme tässä artikkelissa lähde syventymään siihen enempää.

Newtonin teoria selitti, kuinka valonlähde vaikuttaa esineen väriin ja se miten se määrittää miltä esine näyttää, on suorassa suhteessa esineiden kykyyn olla vuorovaikutuksessa valonlähteen kanssa. Tiedän että tämä saattaa kuulostaa monimutkaiselta ja tylsältä, mutta luota minuun, kokonaiskuvan ymmärtäminen helpottaa valtavasti. Ja sen pitäisikin. Valon ja aineen vuorovaikutus on visuaalisen maailmamme perustavanlaatuisin osa ja ainoa asia jonka näemme, kun avaamme silmämme.

Siirrymme vuoteen 1725. Tuolloin julkaistiin uusi merkittävä teos, Coloritto. Tämä kirja esitteli ensimmäisen vähentävän (subtraktiivisen) värimallin. RYB,( punainen, keltainen, sininen ), mutta siihen ei tuolloin vielä viitattu vähentävänä, kestäisi vielä yli 100 vuotta ennen kuin ymmärsimme mihin se perustuu.

Tämä malli on sinulle tuttu, vaikka et ehkä tiedosta sitä. Mallia opetetaan edelleen laajalti ympäri maailmaa lapsille värien sekoittamisesta. Sekoita punaista ja keltaista ja saat oranssia, sekoita keltaista ja sinistä ja saat vihreää, punaista ja sinistä ja saat violettia… no et oikeastaan.

Saatamme saada jotain lähellä laventelia tai hyvin syvän tummaa väriä, mutta puhdasta violettia on lähes mahdotonta saavuttaa tällä tavalla.

Coloritton kirjoittaja oli ranskalais-saksalainen taidemaalari Jacob Christoph Le Blon. Hän kehitti ja esitteli uuden kolmivärisen prosessin kuvien painamiseen täysivärisinä jo vuonna 1708. Hän totesi kirjassaan, että kaikki näkyvät esineet voidaan esittää maalauksissa käyttämällä vain kolmea väriä.

Punainen, keltainen ja sininen - Kaikki nähdyt värit voidaan sekoittaa näistä, joita hän kutsui primitiiveiksi.

Tämä menetelmä oli nykyisen CMY:n (syaani, magenta, keltainen) edeltäjä, jota useimmat tulostimet käyttävät nykyään. Taiteilijat omaksuivat tuolloin laajalti RYB:n, ja se inspiroi eri alojen tutkijoita tutkimaan värien luonnetta ja käyttäytymistä kolmivärisyydessä.

Göttingenistä kotoisin oleva tähtitieteilijä Tobias Mayer esitteli tähän perustuvan värikolmion. Tässä mallissa punainen, keltainen ja sininen on sijoitettu kulmiin, ja niitä voidaan jalostaa lisäämällä mustaa ja valkoista, jolloin saadaan kaksoispyramidi ja eräänlainen 3D-värimalli.

Lähes 100 vuotta sen jälkeen, kun Newton aloitti kokeensa Woolsthorpen kartanossa, vuonna 1760, julkaistiin jälleen uusi teos, nimeltään "Photometria". Kirjan kirjoittaja oli Johann Lambert, matemaatikko joka mielletään kansallisuudeltaan joko sveitsiläiseksi tai ranskalaiseksi. Lambert esitteli Photometriassa täydellisen diffuusion käsitteen, joka kantaa hänen nimeään ja tunnetaan "Lambertin heijastuksena".

Kuten aiemmin mainittiin, johtopäätös, että havaitsemme valon ja aineen vuorovaikutusta, johti tutkimuksiin siitä millaisia ​​vuorovaikutuksia on olemassa. Jokainen aine käyttäytyy yksilöllisesti ja tietyllä tavalla valon kanssa, yksi havaittavissa oleva käyttäytymismuoto on heijastus.

Lambert esitteli uuden termin "albedo" kuvaamaan materiaalien kykyä heijastaa valoa. Tämä termi on edelleen käytössä 3D-veistämisessä ja renderöinnissä. Lasit, peilit ja metallit, heijastavat valoa eri tavalla kuin kuidut, kivi ja puu.

Ymmärrämme sen helpommin vertaamalla termejä kiiltävä tai matta. Yleensä voimme ajatella niiden välistä eroa sen kautta, miten valo heijastuu niiden pinnalta. Matassa tapaa jolla valo heijastuu, kutsutaan diffuusioksi, ja kiiltävällä se on peilimäistä. Kun katsot kuvaa kiiltävästä, se näyttää sileän pinnan. Kun yhdestä kulmasta tuleva valo törmää pintaan, se heijastuu pois samassa kulmassa. Se luo korostetun tarkan muodon alueelle, jossa heijastus tapahtuu, tämä heijastuksen kohokohta näkyy eri paikoissa riippuen siitä, mistä kulmassa sitä tarkkailemme.

Matta-kuvassa se osoittaa, että pinta ei ole sileä. Joten kun valo törmää siihen, se heijastuu eri suuntiin, mikä johtaa siihen, että korostuksen muoto ei näytä yhtä tarkalta tai se ei ehkä näy ollenkaan. Paperi on hyvä esimerkki tästä, koska se näyttää yhtä kirkkaalta kulmasta tai sijainnista riippumatta.

Lambertin työ valon ja aineen käyttäytymisen parissa, on ollut minulle yksi hedelmällisimmistä aiheista, valittaessa materiaaleja tai välineitä taideteoksille ja kuvan luomisprosessille. Loppujen lopuksi valitsemiini materiaaleihin pätevät samat säännöt, jotka pätevät aiheeseen, jota piirrän tai maalaan. Suurin osa fyysistä piirustus- tai maalausprosessia on vain ulkoasun olosuhteiden rekonstruktio. Järjestän materiaalini uudelleen välineiden kanssa vastaamaan materiaalien käyttäytymistä valon kanssa joko todellisuudessa, tai referenssiksi valitsemassani valokuvassa…. ja joskus vain mielikuvituksestani abstraktien ideoiden kanssa.

Halusit tai et, loppujen lopuksi valmis työsi on esitys valon ja aineen käyttäytymisestä. Lambert ymmärsi myös että valituilla pääväreillä voi olla erilaiset voimat mitä tulee siihen kuinka tehokkaasti ne kykenevät värittämään esineet, ja teki oman 3D-väripyramidin Tobias Mayerin tutkmusten perusteella.

Vuoteen 1777 mennessä tiede oli jo tehnyt löydöksiä siihen pisteeseen, että fysiikka ei yksin pystynyt selittämään kokemustamme visuaalisesta maailmasta. Tiesimme, että sen täytyi liittyä jotenkin meihin biologisina olentoina, jotain meissä, tapaan jolla mittaamme ja tarkkailemme näitä fyysisiä valon ilmiöitä.

Lopulta kaksi lontoolaista, George Palmer ja John Elliot, jotka eivät ilmeisesti koskaan tavanneet toisiaan, esittelivät ensimmäisenä ajatuksen kolmivärisyydestä ihmisen näössä useissa julkaisuissa vuosina 1777–1796. Samoihin aikoihin astui tieteen maailmaan uusi jättiläinen. Hänen askeleitaan seuraisi sarja löydöksiä, jotka auttaisivat useita tieteenaloja ottamaan massiivisia harppauksia ja silti me tavalliset ihmiset emme välttämättä ole koskaan kuulleetkaan hänestä.

Sallikaa minun esitellä Thomas Young.

Vuosina 1795 - 1796 hän osallistui fysiikan luentoihin Göttingenin yliopistossa ja tutustui Tobias Mayerin tutkimuksiin, jotka sisälsivät värillisiä jälkikuvia, rajavärejä ja samanaikaista värikontrastia sekä Lambertin tutkimuksiin. Youngin mielestä taiteilijat ymmärsivät värejä ja niiihin liittyviä komplikaatioita paljon paremmin kuin tavalliset tiedemiehet siihen aikaan.

Perustuen jo siihen tosiasiaan, että RYB-mallilla osataan tuottaa ja leikkiä väreillä yksinkertaisella tavalla, ja loppujen lopuksi itse mallin keksi Le Blon, joka oli myös maalari. Hän oli tietoinen Palmerin ja Elliotin ennustuksista, ja lopulta vuonna 1801 hän muotoili selvästi että olemme kolmivärisiä olentoja ja meillä täytyy olla kolme erilaista reseptoria värien havaitsemiseen valossa. Young haastoi myös Newtonin valoteorian ja huomautti, että korpuskulaarinen teoria ei voinut helposti selittää, miksi valon eri värit taittuvat eri asteisesti. Young keksi kuuluisan kaksoisrako-kokeen perusidean valoaaltojen interferenssin osoittamiseksi, mikä osoitti vankoilla todisteilla, että valo toimii aaltona eikä hiukkasena. Hän käytti myös tietojaan laskeakseen valon eri värien aallonpituuksia, jotka olivat hyvin lähellä nykyaikaisia ​​arvoja.

Youngilla oli valtava rooli eri tieteen aloilla, ilmeisesti hän oppi lukemaan jo kaksivuotiaana ja opetteli itsekseen latinaa kuuden vuoden iässä. Young esitti ensimmäisen artikkelinsa Royal Societyssa 19-vuotiaana ja vuoteen 1801 mennessä hänestä tehtiin luonnonfilosofian professori kuninkaallisessa instituutissa. Seuraavien kahden vuoden aikana hän piti yli sata luentoa hydrodynamiikasta, tähtitieteestä ja fysiikasta.

Ei ole yllätys, että häntä kutsutaan "viimeiseksi ihmiseksi, joka tiesi kaiken".

Vuonna 1802 englantilaisesta kemististä William Wollastonista tuli ensimmäinen henkilö, joka huomasi joukon tummia piirteitä, kuten viivoja auringon spektrissä. Lopulta hän epäili niiden olevan jonkinlaisia ​​värien rajoja. Yli kymmenen vuotta myöhemmin, 1814, Joseph von Fraunhofer löysi ne myös.

Von Fraunhofer oli saksalainen fyysikko ja optisten linssien valmistaja. Hän oli keksinyt modernin spektroskoopin, ja kun hän teki sillä kokeita, hän löysi kirkkaan kiinteän viivan joka näkyy spektrin oranssissa värissä tulen tuottamassa valossa. Tämän jälkeen hän käänsi huomionsa aurinkoon pohtien, ilmestyisikö sama viiva auringon spektriin.

Hän löysi uudelleen samat tummat viivat, jotka Wollaston huomasi, ja alkoi systemaattisesti mitata niiden aallonpituuksia lopulta kartoittaen yli 570 viivaa. Kun hän jatkoi taivaan valonlähteiden tutkimista, hän havaitsi että nämä tummat viivat näkyvät myös useiden tähtien spektrissä, mutta hieman erilaisissa järjestyksissä. Hänen johtopäätöksensä oli, että viivojen täytyy kuljettaa tietoa valonlähteestä, riippumatta siitä kuinka kaukana lähde on.

Syntyi uusi tutkimusalue, astronominen spektroskopia.

Tätä tekevät Hubble- ja Webb-avaruusteleskoopit.

Noin 45 vuotta myöhemmin vuonna 1859 Gustav Kirchhaff ja Robert Bunsen huomasivat, että useat noista Fraunhofer-linjoista osuvat yhteen kirkkaiden emissioviivojen kanssa, joita löydettiin kuumennettujen kemiallisten alkuaineiden spektristä. He päättelivät, että nuo tummat viivat johtuvat auringon kemiallisten alkuaineiden imeytymisestä.

Toisin sanoen viivat kuvaavat tarkasti, mistä valonlähde on tehty.

Valo vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa. Tällä hetkellä se saattaa vielä tuntua liian kaukaiselta ajatukselta, jotta sillä olisi mitään käytännöllistä suhdetta niin yksinkertaiseen asiaan kuin piirtäminen. Piirtäminen on kuitenkin yksinkertaistettuna saman asian pinnalliseen havainnointiin perustuvaa tutkimusta. Löydös osoitti, että valo on vuorovaikutuksessa tietyllä ja ennustettavalla tavalla, kun se törmää tai kulkee aineen läpi. Palataanpa pohtimaan esineiden väriä uudelleen.

Tiedämme tähän mennessä että useimmissa tapauksissa näkemmämme punainen esine on punainen, koska se heijastaa tätä valon väriä, mutta mihin muut valon värit katoavat? Nyt tiedät, että esine poistaa ne.

Esine imeyttää muut värit.

Ainoa asia jota se ei absorboi tässä tapauksessa, on punainen valo. Voimme tarkastella tätä ideaa pinnallisesti erittäin helposti, koska meillä nykyaikana on niin paljon erivärisiä LED-valoja kaikkialla ympäristössämme.

Kuvaa katsoessa normaalissa valossa, voimme pohtia että punainen esine on punainen, koska se hylkää punaisen valon ja heijastaa sitä. Entä jos punaista valoa ei ole saatavilla?

Kun vaihdamme valon lähteemme vihreäksi, punainen kohde muuttuu tummaksi. Ei ole punaista valoa, jota se voisi heijastaa, ja koska se poistaa muut värit absorboimalla (imeyttämällä) niitä, se toimii kuin sammutettu valo.

Seuraava kuva havainnolistaa mitä materiaalissa tapahtuu.

Ja valitsemasi materiaali, hiili tai maali, toistaa saman valon ja aineen vuorovaikutuksen. Syy kun vastavärejä sekoitetaan yhteen, ja ne kumoavat toisensa, johtuu yksinkertaisesti siitä että emme lisänneet valon heijastusta, vaan sekoitimme materiaalia, joka poistaa kaiken valon. Tämä tunnetaan vähentävänä(subtraktiivisena) värimallina. Mitä tulee Fraunhoferin löytämiin 570 viivaan, nykyään auringon spektrissä tiedetään olevan noin 25 000 juovaa.

Jokainen aine reagoi tietyllä tavalla valon kanssa, jopa silmiemme näkökyvyn ulkopuolella. Mutta tässä ollaan menossa hieman sivuraiteille, joten pysytään tämän artikkelin ydin ajatuksessa, joka on esittää eräänlainen aikajana löydöistä, joista kokemuksemme visuaalisesta maailmasta rakentuu.

25 vuotta aiemmin, 1834, Leipzigin yliopistossa Saksassa, Ernst Weber esitti ehdotuksen siitä, mikä lopulta tunnettaisiin nimellä Weber – Fechner-laki. Weber oli lääkäri ja kokeellisen psykologian edelläkävijä. Merkittävin työ jonka hän teki, oli ihmisen aistijärjestelmän tutkimisesta.

Hän huomasi että kun aistia stimuloidaan useilla ärsykkeillä ja yhden ärsykkeen voimakkuutta lisätään tarpeeksi, muita ärsykkeitä ei kyetä erottamaan. Niiden voimakkuuden tulisi kasvaa suhteessa mukana jotta saavutettaisiin juuri havaittavissa ole ero. Yksinkertaisemmassa esimerkissä: Jos pidät 100 g:n esinettä kädessäsi, niin toisessa kädessä esineen tulee painaa vähintään 108 g ennen kuin huomaat kumpi on painavampi.

Se on juuri havaittavissa olevan eron merkitys.

Mutta miksi tämä on meille tärkeää?

Se koskee kaikkia aisteja, näkö on yksi niistä, mutta vaadittava lisäys toisiinsa liittyvissä ärsykkeissä on erilainen joka aistilla.

Jos esimerkiksi piirrämme tai maalaamme, meidän ei pitäisi mitata tai arvioida tekemiämme asioita, ennen kuin olemme siinä pisteessä, että pystymme tekemään tarkempaa vertailua. Olen varma, että olet päätynyt noidankehään piirtäessä, jatkuvaan edestakaisin korjaamiseen asioita ja sävyjä säätäen. Tai aloittanut pyrkimyksenä viimeistellä yksi osa heti oikein, lopulta turhautuen ja hylännyt piirustuksen/maalauksen.

Weberin ja Fechnerin tutkimusten merkitys syntyy siitä, että ymmärrämme paremmin kuvataiteen metodien prosessia, kun työskennellään kohti haluttua tulosta. Metodien idea on, että jos noudatat ohjeita, pääset lähelle tiettyä tulosta. Menetelmä on olemassa, jotta et joutuisi ansoihin joiden olemassaoloa et tiedosta.

Aiemmin kävimme läpi Thomas Youngin ja hänen ennustuksensa siitä että kolmivärisyys on biologisesti osa meitä. James Maxwell oli myös kiehtoutunut väreistä ja tutustui Youngin työhön opiskeluvuosinaan Cambridgen yliopistossa.

Maxwell halusi todistaa matemaattisesti Youngin teorian kolmen värin järjestelmästä oikeaksi, ja hän kehitti ensin työkalun huijatakseen ihmisaivoja. Hän teki levyn, joka todistaa, että kun pyöritetään oikeaa määrää punaista, vihreää ja sinistä samanaikaisesti, värit näyttävät sulavan yhteen ja muodostavan valkoisen. Tämä koe osoitti, että sekoitettaessa värejä valossa ja värejä pigmenteissä on ero. Tämä kokeilu kehittyisi vihdoin käsitteeksi värien additiivisesta- ja subtraktiivisesta sekoituksesta. Tästä konseptista hän päätteli, että valokuvat voidaan tuottaa myös värillisinä käyttämällä punaisia, vihreitä ja sinisiä suodattimia ns. filttereitä.

Ja mitä hän teki sen jälkeen?

Hän kehitti maailman ensimmäisen värivalokuvan vuonna 1861. Tästä syntyi moderni RGB-värijärjestelmä, sama järjestelmä, joka on rakennusten kokoisten näyttöjen, puhelimiemme ja televisioiden perusta. Mutta samaan aikaan tämä merkitsi erotuskohtaa renessanssin aikakaudella alkaneelle rinnakkaiselolle taiteen ja tieteen välillä. .

Tästä eteenpäin molemmat jatkaisivat omilla poluillaan. Tiede ei enää välttämättä tarvitse taiteilijoita luomaan kuvia ilmiöistä realistisessa muodossa, mutta myös taiteilijat saivat vapaasti tutkia ja ilmaista, ei vain realistisena, vaan mitä tahansa mitä mielikuvituksensa ja tunnetilansa kautta haluaisivat esittää. Muutamaa vuotta myöhemmin, 1865, Maxwell julkaisi teoksen ”Dynamical theory of the electromagnetic field”, jossa hän julisti sähkön, magnetismin ja valon saman asian eri ilmenemismuodoiksi.

Maxwellin yhtälöt ennustivat, että valolla voi olla ääretön määrä aallonpituuksia, mikä viittaa siihen, että valoa on energiatasoilla jotka ylittävät näkyvän spektrimme. Tämä tunnetaan valon sähkömagneettisten aaltojen teoriana. Tätä voidaan pitää alkuna joka johti myöhemmin kvanttimekaniikan kehittymiseen, ja se loi myös pohjan Einsteinin erityissuhteellisuusteorian luomiselle.

Einstein kuvaili Maxwellin työtä "syvimmäksi ja hedelmällisimmäksi, mitä fysiikka on kokenut sitten Newtonin aikojen".

Olemme vihdoin päässeet tämän artikkelin loppuun, mutta matkamme ei ole vielä ohi tämän aiheen suhteen. Harppaukset joita pystyimme ottamaan tästä eteenpäin, vaativat oman artikkelin joka on omistettu pelkästään 1900-luvulle. Kuitenkin nämä perustoiminnot jotka löydettiin, ovat enemmän kuin tarpeeksi taiteilijalle tutkittavaksi ja leikittäväksi visuaalisen taiteen muodossa.

Voit olla eri mieltä siitä, mitä jätin pois tai sisällytin tähän mennessä, mutta taiteilijana sanoisin että nämä tieteen löydöt luovat ratkaisevimman pohjan visuaalisen maailmamme sisällölle. Valo ja aine, visuaalinen järjestelmämme sen havainnointiin ja subjektiivinen aistijärjestelmä, joka ohjaa sitä kuinka keräämme ja käsittelemme tämän tiedon kuvaksi aivoissamme.

Miten ja mitä prosessoimme jää tulevaa artikkelia varten, joka käsittelee modernin aikakautemme historiaa visuaalisuuden parissa.

Terveisin

Mikko

15. toukokuu 2024