Mô hình màu sắc từ thế kỷ XVII
Lý thuyết về màu sắc thực sự là một lĩnh vực nghiên cứu nghiêm túc từ thế kỷ XV khi các khái niệm cơ bản được các nhà vật lý, hóa học và toán học xây dựng và diễn giải đầy đủ. Sự phát triển mạnh của khoa học kỹ thuật trong thế kỷ XVII và thời kỳ khai sáng của thế kỷ XVIII đã thúc đẩy các ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn. Việc các nhà hóa học cuối thế kỷ XVII tập trung nghiên cứu các chất màu và thuốc nhuộm để ứng dụng trong kỹ nghệ dệt đã khiến khoa học chú ý tới các thực hành của họa sĩ. Năm 1666, để trình bày mối quan hệ giữa các màu sắc khác nhau một cách dễ dàng hơn, nhà bác học người Anh Sir Isaac Newton lần đầu tiên đã đưa ra một khái niệm gọi là bánh xe màu (The colour wheel). Đây được xem như những bước căn bản cho các nghiên cứu sau này và dần được các học giả thế kỷ XVII phát triển kỹ càng và ngày càng hoàn thiện hơn.
Sir Isaac Newton thực hiện thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng
Giải mã màu sắc: Đỏ, vàng, xanh lam
Toàn bộ lý thuyết trừu tượng và rắc rối về màu sắc của thời Baroque đã bị Isaac Newton (Nhà vật lý, thiên văn học, triết học, toán học, thần học và nhà giả kim thuật người Anh – nhà khoa học vĩ đại và có tầm ảnh hưởng lớn nhất, 1642-1721) lật nhào bằng thí nghiệm tán sắc ánh sáng vào năm 1671. Newton phát hiện ra rằng chùm ánh sáng trắng khi đi qua một lăng kính thì bị tách ra thành bảy chùm ánh sáng có màu đỏ, cam, vàng, lục, làm, chàm và tím. Bảy chùm ánh sáng đơn sắc này sau khi đi qua một lăng kính lộn ngược thì lại hợp nhất thành chùm ánh sáng trắng. Để xây dựng lý thuyết chống lại trực giác và có tính cách mạng này là một việc không dễ dàng. Ngay cả những trí tuệ vĩ đại nhất lúc bấy giờ cũng khó chấp nhận lý thuyết này. Ý tưởng cho rằng màu trắng chứa tất cả các màu sắc đã khiến Goethe bối rối, do vậy ông đã chống lại và vận động những người khác từ bỏ ý tưởng này bất kể kết quả thí nghiệm của Newton.
Isaac Newton (1642-1721)
Newton cũng chứng minh được rằng các chùm ánh sáng có màu khác nhau trong quang phổ khi chiếu qua vật chất thì bị khúc xạ theo một góc khác nhau. Ông phát hiện ra rằng khi đi qua lăng kính, ánh sáng màu đỏ sẽ bị lệch ít hơn trong khi ánh sáng màu tím bị lệch nhiều hơn. Kết quả quan sát này đã khiến Newton tin rằng mỗi màu được tạo ra từ các thành phần thiết yếu duy nhất. Thành phần tạo nên sắc đỏ của màu đỏ khác với thành phần tạo nên sắc tím của màu tím. Mặc dù Newton đã chọn hướng đi đúng nhưng ông đã đưa ra giả thuyết sai rằng những ánh sáng gồm những hạt nhỏ di chuyển trên một đường thẳng xuyên qua một loại ether và hình thành nên “lý thuyết hạt”. Tuy nhiên cuối cùng, cái mà ông gọi là “lý thuyết hạt” sau đó được chấp nhận rộng rãi.
Mô tả thí nghiệm tán sắc ánh sáng:
* Thí nghiệm với ánh sáng trắng
Chiếu ánh sáng Mặt trời qua một lăng kính thủy tinh P thấy vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính đồng thời bị trải dài thành một dải màu biến thiên, dải màu trên được gọi là quang phổ.
* Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc
Vẫn làm thí nghiệm tương tự như thí nghiệm với ánh sáng trắng ở trên. Tuy nhiên chùm sáng đơn sắc sau khi qua lăng kính P tách lấy một ánh sáng đơn sắc (ví dụ như ánh sáng vàng) và tiếp tục cho qua một lăng kính tiếp theo. Khi đó trên màn quan sát M’ nhận thấy chỉ thu được một điểm sáng vàng.
Newton coi cả bảy màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím là bảy màu sơ cấp bởi không có màu nào có thể bị đổi sang màu khác bằng khúc xạ và chúng có thể hòa trộn với nhau. Bên cạnh đó, Newton nhận thấy rằng một màu có thể là màu thuần túy hoặc do sự kết hợp của các tia sáng. Bạn có thể khẳng định một màu là hỗn hợp của ánh sáng hay là màu của quang phổ bằng cách truyền ánh sáng đó qua lăng kính. Ví dụ, ánh sáng màu cam tạo nên do sự phối trộn sau khi qua lăng kính sẽ bị tách thành các màu thành phần, nhưng điều này không xảy ra với ánh sáng màu cam thuần túy. Newton cũng phát hiện ra rằng khi chiếu ba hoặc bốn chùm ánh sáng đơn sắc chồng lên nhau, chúng có thể hòa thành màu trắng.
Vòng tròn màu sắc của Newton
Ngay khi Newton khẳng định rằng các màu quang phổ của ông không biến đổi, ông bắt đầu đặt tên cho chúng. Vào lúc khởi đầu các thí nghiệm, phổ màu theo ông gồm 11 màu sắc, tuy nhiên sau đó khi tạo ra bánh xa màu cùng với ý tưởng cầu vồng phản ánh thang âm, ông đã quyết định đặt tên cho các màu sắc của ông tương ứng với bảy cung trong âm nhạc như sau:
Đỏ tương ứng với 1 cung giữa Re (D) và Mi (E).
Cam tương ứng với ½ cung giữa Mi (E) và Fa (F).
Tuy vậy Newton đã nhầm lẫn khi đồng nhất cách hòa sắc của màu vẽ (theo luật trừ màu) với cách hòa sắc của ánh sáng (theo luật cộng màu). Mặc dù khi trộn các chất màu đỏ, vàng và lam với nhau thu được màu xám trong khi ba chùm ánh sáng đỏ, lục, lam hòa trộn với nhau thu được ánh sáng trắng, nhưng Newton đã đồng nhất các kết quả đó và cho rằng màu vẽ cũng có bảy màu sơ cấp: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, và những màu này cũng hòa với nhau theo quy luật tương tự như bảy màu quang phổ của ông. Kết luận của Newton mâu thuẫn rõ ràng với thực tế bởi người ta nhanh chóng nhận thấy rằng khi trộn màu vẽ đỏ và lục với nhau không thu được màu vàng như Newton nói, mà chỉ thu được màu xám. Cuộc tranh cãi giữa những người ủng hộ lý thuyết hòa sắc của Newton và những người chống đối đã kéo dài hơn một thế kỷ.
Newton với ý tưởng cầu vồng phản ánh thang âm
Mô hình màu sắc của Le Blon
Jacob Chritoph Le Blon (1667-1741)
Năm 1710 họa sĩ đồng thời là thợ in khắc và doanh nhân người Đức Jacob Christoph Le Blon (1667-1741) đã phát minh ra phương pháp in màu dùng ba khuôn in lõm với ba màu sơ cấp đỏ, vàng và lam. Năm 1721, Le Blon xuất bản bức hình in màu với nhan đề “Pr é paration anatomique des parties de l’homme servant à la génération, faite sur les découvertes les plus modernes” (Chuẩn bị giải phẫu các bộ phận cơ thể người phục vụ cho sinh sản, thực hiện trên cơ sở các khám phá hiện đại nhất). Đây là một trong các bức in màu khắc lõm đầu tiên được xuất bản trong lịch sử.
Năm 1725, Le Blon xuất bản cuốn sách “Coloritto: hay sự hài hòa của hòa sắc trong hội họa quy về ứng dụng cơ học” (Coloritto: or the Harmony of Coloring in Painting Reduced to Mechanical Practice). Le Blon là một trong những người đầu tiên chỉ ra sự khác nhau giữa hòa sắc cộng màu và hòa sắc trừ màu. Ông viết: “Hội họa, với ba màu đỏ, vàng và lam, có thể biểu thị tất cả các vật nhìn thấy được, bởi lẽ tất cả các màu khác đều được tạo bởi ba màu đó, mà tôi gọi là ba màu sơ khai. Sự pha trộn của ba màu nguyên thủy này tạo ra màu đen, và tất cả các màu khác… Tôi chỉ nói về màu chất liệu, hay các màu mà họa sĩ dùng, bởi lẽ sự pha trộn tất cả các màu không sờ mó”.
Tam giác màu sắc của Mayer
Vòng màu của Newton chỉ cho thấy sự thay đổi của sắc và độ bão hòa của từng màu chứ không cho thấy độ sáng tối của các màu thay đổi như thế nào. Các lý thuyết gia thế kỷ XVII mong muốn xây dựng mô hình màu sắc đảm bảo bốn tiêu chuẩn:
1. Mô hình phải phân loại tất cả các màu sắc có thể được tạo bởi tổ hợp của các màu cơ bản, được gọi là các màu sơ cấp.
2. Mô hình phải có một cấu trúc hình học chỉ rõ vị trí của các màu, mối tuonwg quan giữa chúng với nhau và với các màu sơ cấp.
3. Chuẩn hóa tên các màu.
4. Công thức pha trộn màu để có thể tạo ra các màu giống màu của vật tự nhiên hoặc nhân tạo.
Hệ thống trật tự màu sắc toàn diện đầu tiên đã được nhà toán học và thiên văn học người Đức Toblas Mayer (1723-1762) đề xuất vào năm 1758. Tam giác màu sắc này dựa trên ba màu tinh khiết của họa sĩ là đỏ thần sa (cinnabar), vàng Cao Miên (gamboge) và lam azurite (khoáng vật đồng), nằm tại ba đỉnh, và được lấp đầy bởi các chuyển sắc giữa ba màu này. Mỗi cạnh tam giác có 12 chuyển sắc – con số chuyển sắc lớn nhất mà Mayer cho rằng mắt người có thể phân biệt được. Dùng tam giác màu sắc của Mayer người ta có thể đi từ các màu sơ cấp tại ba đỉnh sang các ô màu khác nhau và biết chính xác tỉ lệ đỏ, vàng và lam để pha được màu của mỗi ô. Ô ở tâm tam giác có tỉ lệ đỏ (D), vàng (Y), lam (B) bằng nhau, được Mayer ký hiệu là r4y4b4.
Tháp hòa sắc của Tobias Mayer
Mayer còn mở rộng tam giác cho không gian 3 chiều bằng cách thêm trục đen trắng vuông góc với mặt phẳng tam giác. Theo trục này các màu sáng hơn do thêm trắng được xếp tại các tam giác nằm ở tầng trên so với tam giác màu cơ sở, tầng càng cao có màu càng sáng, còn các màu tối hơn do thêm đen được xếp tại các tam giác nằm ở tầng “dưới đất” so với tam giác màu cơ sở, tầng càng sâu có màu càng tối. Toàn bộ không gian màu sắc của Mayer có 819 màu.
Tobias Mayer
Tuy là một bước tiến vượt bậc so với mô hình của Le Blon, song hệ thống màu sắc của Mayer có các nhược điểm sau: Các tổ hợp bất kỳ của ba màu sơ cấp trong hệ thống của Mayer không thể tạo ra tất cả các màu sắc. Hệ thống hòa sắc của Mayer không thể áp dụng được cho cả chất màu và ánh sáng bất chấp khẳng định của ông. Không có một thang chuyển sắc độ liên tục từ đen sang trắng hoặc thiếu trục bão hòa do đó khó diễn giải chuyển đổi màu. Mô hình khó áp dụng trong thực tiễn vì các chất màu thực tế có độ nhuộm khác nhau nên tỉ lệ trên tam giác của Mayer có khi cho màu xám bẩn.
Bánh xe màu sắc của Harris:
Moses Harris (1730-1788)
Năm 1766 nhà nghiên cứu côn trùng và họa sĩ đồ họa người Anh Moses Harris (1730-1788) xuất bản cuốn sách nhan đề “Hệ thống tự nhiên của màu sắc”, trong đó ông xây dựng một bánh xe hòa sắc dựa trên ba màu sơ cấp đỏ, vàng và lam. Ông là người đầu tiên đề xuất ý tưởng về sự tương phản giữa các màu bù nhau, và đưa ý tưởng đó vào bánh xe hòa sắc của mình. Ông viết: “Nếu muốn một màu hay sắc độ tương phản trong bánh xe màu sắc, hãy nhìn vào màu đối diện. Chẳng hạn nếu muốn tìm màu nào là màu tương phản nhất với màu đỏ, hãy nhìn vào màu đối diện với nó trên bánh xe – đó là màu lục. Màu ngược nhất với lam là màu cam, và ngược nhất với vàng là tím”. Bánh xe hòa sắc của Harris đã gây ảnh hưởng rất lớn tới các họa sĩ, trong đó có Joseph Turner (1775-1851) – danh họa Anh với các bức họa dự báo sự ra đời của hội họa Ấn tượng Pháp vào thế kỷ XIX. Bánh xe hòa sắc của Harris cũng đã khởi xướng cho sự ra đời của một loạt các bánh xe hòa sắc của các tác giả khác như của James Sowerby năm 1809, George Field năm 1817 và Charles Hayter năm 1826. Những người chống đối lý thuyết hòa sắc của Newton dùng bánh xe hòa sắc của Harris như một bằng chứng rằng trên thực tế màu sắc hòa với nhau không tuân theo quy luật hòa sắc của ánh sáng.
Bánh xe hòa sắc của Moses Harris
Quả cầu màu sắc Runge
Họa sĩ người Đức Philipp Otto Runge (1777-1810) là người đề xuất hệ thống hòa sắc hiện đại đầu tiên. Mô hình quả cầu hòa sắc của Runge (xuất bản 1810) dùng ba màu sơ cấp đỏ, vàng, lam cùng hai màu đen và trắng để tạo ra tất cả các màu còn lại. Trên quả cầu của Runge độ sáng được xếp theo đường vĩ tuyến, trong khi sắc được xếp theo kinh tuyến, còn độ bão hòa màu sắc được tính từ tâm ra mặt quả cầu. Đây là lần đầu tiên mỗi màu có vị trí chính xác trong tương phản với tất cả các màu nguyên cũng như các pha trộn. Tiếc rằng Runge đã mất năm 33 tuổi vì bệnh lao, trước khi ông kịp lập bảng đánh dấu phân loại màu sắc trên quả cầu của mình.
Philipp Otto Runge (1777-1810)
Quả cầu màu sắc của Runge
Bán cầu màu sắc của Chevreul
Michel Eugène Chevreul (1786-1889)
Thừa kế quả cầu màu sắc của Runge, năm 1839 nhà hóa học Pháp Michel Eugène Chevreul (1786-1889) đã đề xuất mô hình bán cầu màu sắc. Ông chia đường xích đạo của mặt cầu thành sáu phần bằng nhau dành cho ba màu sơ cấp đỏ, vàng, lam và ba màu thứ cấp cam, lục, tím. Mỗi phần màu lại được chia thành 12 sắc, tổng cộng có 72 sắc được xếp quanh xích đạo. Độ sáng tối của mỗi sắc được xác định thông qua nhân tố đen (nero factor): đen nhất ở bề mặt bán cầu, càng vào tâm càng trắng dần. Trục vuông góc với mặt phẳng xích đạo (tức trục từ cực bắc tới tâm quả cầu) chỉ có hai màu đen trắng chuyển từ đen ở đỉnh tới trắng tại tâm.
Bán cầu màu sắc và 72 sắc quanh xích đạo của Michel Eugène Chevreul
Coleurs d’un Spectre Solaire 1864
Bán cầu màu sắc của Chevreul:
Henry Munsell (1858-1918)
Hệ thống màu sắc đầu tiên của thế kỷ XX đã được họa sĩ người Mỹ Albert Henry Munsell (1858-1918) đề xuất vào năm 1900. Munsell dùng một hình trụ để sắp xếp 1200 màu sắc. Trục đối xứng của hình trụ biểu thị độ sáng tối (value), trục bán kính biểu thị độ tinh khiết của màu (chroma), và trục vòng quanh tâm biểu thị các sắc màu (hue) đỏ, đỏ ngả vàng, vàng, lục ngả vàng, lục, lục ngả lam, lam ngả tím, tím, tím ngả đỏ (tía). Mô hình màu sắc của Munsell vẫn còn được dùng tới ngày nay.
Hình trụ màu sắc của Munsell
- Trịnh Phương Anh -
