световой поток, излучаемый поверхностью, в зависимости от яркости фонового освещения и ряда других обстоятельств, мы можем воспринять и как «черный» (то есть, вовсе не увидеть, поскольку световой поток по яркости ниже текущего порога чувствительности глаза), как некий «темно-серый» или «светло-серый», или даже как ослепительно, болезненно белый. (В данном случае «ослепительность» и «болезненность» следует понимать буквально: наблюдатель испытает болезненные ощущения и будет на короткое время ослеплен.)
В реальной жизни мы рассматриваем объекты и их изображения не в «абсолютно черной комнате», а в условиях фонового освещения, которое может варьироваться от света звезд (ясная безлунная ночь) до яркого солнечного света. Органы чувств человека представляют собой измерительные приборы, но очень своеобразные: они измеряют относительные приращения величин, почти не интересуясь их абсолютными значениями. Например, рука отчетливо ощущает вес отдельно взятой стограммовой гирьки, но мало кто способен распознать эту же гирьку, подброшенную в тяжелый чемодан. Способность человека различать неодинаковую яркость отдельных участков на светлом фоне {пороговый контраст) зависит от яркости самого фона. Так, если мы в темной комнате направим на какой-либо участок стены луч фонарика, этот участок покажется нам существенно светлее окружающих. Однако, если та же стена освещена ярким светом Солнца, никакого приращения освещенности мы не заметим, хотя собственная мощность фонарика, естественно, не изменилась.
Экспериментами установлено, что зависимость порогового контраста от фоновой величины носит логарифмический характер (закон Вебера-Фехнера). Этот закон действителен для всех органов чувств (кстати, впервые он был открыт для ощущения веса). Из него вытекает, в частности, такое важное следствие: гипотетические поверхности, отражающие 100 %, 10 %, 1 % и 0,1 % падающего света, покажутся нам равноотстоящими друг от друга по светлоте (десятичные логарифмы 0, – 1, —2 и —3 соответственно). В качестве меры «черноты» в полиграфии широко используется оптическая плотность (D) – отрицательный логарифм коэффициента отражения поверхности (применительно к фотопленке говорят о коэффициенте пропускания).
Заметим, что в природе не существует материала, отражающего или поглощающего 100 % падающего на него света. Максимальную оптическую плотность (2,7 ед. D) имеет черный бархат, он поглощает 99,8 % падающего на него света (коэффициент отражения 0,002). Минимальную (0,03 ед. D) – спрессованный в плитку порошок химически чистого сернокислого бария, отражающий примерно 94 % падающего света (коэффициент отражения 0,94). С другой стороны, фотопленка может иметь и более высокую оптическую плотность.
Важную роль в теории цвета играет так называемая кривая видности, которая описывает зависимость визуальной яркости света от длины волны. Максимум чувствительности глаза лежит в области X = 555 нм (желто-зеленая область), в других областях чувствительность глаза убывает. На практике это означает, что наблюдаемые предметы можно сравнивать не только по цвету, но и по условной