Светология дизайна. 
Архитектурная физика

Светоцветовая среда — основа дизайна

Свет — излучение оптической области спектра, которое вызывает биологические, главным образом, зрительные реакции.

Цвет — особенность зрительного восприятия, позволяющая наблюдателю распознавать цветовые стимулы (излучения), различающиеся по спектральному составу.

Световая среда — совокупность ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных излучений, генерируемых источниками естественного и искусственного света; это важнейшая составляющая жизненной среды живых организмов и растений, определяемая световыми потоками источников света, трансформируемыми в результате взаимодействия с окружающей предметной средой, которая воспринимается по распределению света и цвета в пространстве.

Глаз человека хорошо приспособился к солнцу как к источнику света. Хрусталик глаза пропускает к сетчатке только лучи солнца, безвредные для организма. Сетчатка обладает большой чувствительностью; однако при дневном интенсивном освещении эта чувствительность резко снижается, а при ночном — возрастает.

Рассматривание цветных поверхностей при изменении уровня яркости в пределах, соответствующих области дневного зрения, сопровождается изменением цветового ощущения, которое особенно заметно при солнечном освещении поверхностей (фасадов, деталей). Это явление архитектуры определяют словами «солнечный свет съедает цвет».

Зрение — чрезвычайно сложный процесс. Химические и электрические явления в сетчатке глаза, передача нервных импульсов по зрительному нерву, деятельность клеток в зрительных зонах мозга — все это составные части процесса, называемого зрением.

Процесс зрения не завершается изображением на сетчатке, а начинается с него. Глаз превращает падающий на него свет в сигналы, преобразует эти сигналы и посылает их в мозг. Как возникают сигналы, когда свет попадает на сетчатку? Как мозг преобразует эти сигналы в зрительные образы? Исчерпывающих ответов на эти вопросы наука не дает. Однако многое о работе сетчатки глаза уже известно и может быть использовано при решении разнообразных задач световой архитектуры.

Глаз способен оценивать общее количество доходящего до него света и распределение его по различным направлениям. Иными словами, глаз представляет собой не только орган светоощущения, но и оптический анализатор окружающего мира. Благодаря зрению все видимое человеком пространство разбивается на отдельные конусы, вершины которых находятся в глазу наблюдателя. Свет, поступающий на каждую группу светочувствительных элементов в определенных направлениях, позволяет оценивать средние значения яркости в пределах каждого из этих пространственных углов. Чем больше число независимых светочувствительных элементов на сетчатке глаза и чем меньше поле зрения, в пределах которого происходит усреднение яркости по направлениям, тем ниже порог светоощущения, т. е. тем меньше размеры предельно различимых деталей.

Видимость предметов окружающего мира основана на получении оптического изображения на светочувствительном слое сетчатки глаза. Каждый участок светочувствительного слоя состоит из элементов, по-разному воспринимающих световую энергию различных полос спектра; это определяет различия в цвете. Отсюда следует, что предмет, рассматриваемый на определенном фоне, может выявляться не только благодаря своей яркости, но и вследствие цветового контраста.

Человеческому глазу присущи дефекты и ограничения, свойственные всякой оптической системе. Однако широкие пределы чувствительности глаза, его способность приспосабливаться к различным условиям распределения яркости в поле зрения позволяют оценивать глаз как наиболее совершенный орган чувств.

Глаз — не только оптический прибор, позволяющий видеть предметы, но и анализатор, дающий возможность получать впечатления, возбуждающие мысли и эмоции, на основании которых рождаются суждения и оценки. Как оптический прибор глаз человека обладает рядом особенностей. Нормальное поле зрения, которое человек видит двумя глазами, приведено на рис. 2.1. Зона бинокулярного видения в вертикальной плоскости приблизительно равна 120°, в горизонтальной — 180°, зона монокулярного видения по горизонтали составляет 40° (справа и слева).

В общем случае различимость объекта (или детали) зависит от шести факторов: контраста между объектом и фоном, его яркости, углового размера, спектра освещения, прозрачности воздуха и продолжительности наблюдения. Первые три фактора имеют решающее значение. Совокупность всех факторов создает световую среду, оптимальное воздействие которой может быть достигнуто при определенных количественных соотношениях этих шести параметров. Если изменять каждый из данных параметров при условии постоянства других, то можно установить, что каждый из них имеет свой абсолютный порог, ниже которого предмет становится невидимым, как бы ни были благоприятны прочие условия наблюдения.

В связи с этим перед дизайнером встают следующие практические задачи: обеспечить хорошую различимость архитектур;

Рис. 2.1. Поле зрения человека при бинокулярном видении (а) и углы зрения в вертикальной плоскости (б) ных ансамблей; обеспечить различимость отдельных объектов, их объемного и цветового решения при наблюдении со средних и близких дистанций; сохранить художественный образ интерьера при переходе от проекта к натуре.