Для лучшего понимания художественной теории света полезно освежить в памяти основы его физической теории. Это поможет провести параллели между физическими и художественными терминами, лучше понять их смысл и установить четкую взаимосвязь между ними.

Еще из школьного курса физики мы знаем о том, что свет является одной из разновидностей электромагнитных колебаний и его волновые свойства легко поддаются описанию традиционными физическими методами. Как и любое другое электромагнитное излучение, свет представляет собой энергетический поток, распространяющийся от породившего его источника в окружающее пространство. Как правило, источниками света являются раскаленные до высоких температур тела, тепловые колебания атомов которых и вызывают излучение. Различие резонансных частот атомов химических элементов, составляющих эти тела, порождает сложный поток излучений, состоящий из множества элементарных составляющих.

Каждое элементарное волновое колебание представляет собой синусоиду, т. е. гармоническое колебание, основными характеристиками которой являются частота и амплитуда. Амплитуда характеризует размах колебания, частота – периодичность изменения амплитуды. Сама же синусоида является образом  равномерного и непрерывного во времени колебательного процесса. Расстояние между соседними гребнями или впадинами синусоиды равно длине волны колебания и является величиной, обратной ее частоте. В приложении к свету, элементарное колебание может быть представлено синусоидой, длина волны которой ассоциируется с ее цветом, а амплитуда – с яркостью. Такой свет, несущий излучение только одной определенной частоты, называется монохромным, т. е. одноцветным. Следует отметить, что достаточно заметные источники монохромных излучений практически не встречаются в земной природе. Даже кажущиеся очень красными закаты и рассветы излучают лишь незначительно измененный солнечный спектр со слегка ослабленной сине-фиолетовой частью.

Смесь элементарных колебаний называется полихромным светом и представляет собой спектр монохромных излучений, а ее цвет определяется суммой цветов всех составляющих. Если представить себе, что все синусоиды монохромных излучений выстроены на плоскости “по частотному ранжиру”, то взгляд на эту плоскость “с торца” (со стороны частотной оси), поможет понять суть традиционного изображения спектра в научной литературе. С этой точки зрения видны только амплитуды отдельных составляющих и их расположение вдоль оси частот. Обыкновенный солнечный свет, кажущийся белым, является характерным примером полихромного и содержит весь спектр видимых излучений.

Первым на спектральный состав света обратил внимание Исаак Ньютон, проанализировав факт появления за освещенной солнцем стеклянной призмой яркого радужного блика. Ученый выяснил, что радужная полоска образовалась благодаря разным величинам отклонения лучей различных цветов, т.е. лучей с различными длинами волн. Анализируя результаты эксперимента, Ньютон пришел к выводу, что белый свет является суммой всех цветов радуги. Более того, он выяснил, что цвет не является независимым свойством предмета, неизменно присущим ему, подобно форме и размерам, как считалось раньше.

Цвет – это лишь характеристика параметров отражения световых лучей поверхностью предмета при определенном освещении. Те, кому приходилось печатать фотографии, могли заметить, что при красном свете розовый пакет из-под фотобумаги выглядит белым, а зеленая ванночка – черной. Тот же радужный блик от призмы, прекрасно видимый на белом листе бумаги, на темной поверхности практически исчезает.

Открытие взаимосвязи между цветом и светом не только позволило подвести научную базу под зарождающуюся теорию изобразительного искусства, но и создало предпосылки для последующего появления полиграфии, кино и телевидения. Так, способность белой поверхности отражать весь видимый спектр, явилась предпосылкой к созданию кинематографического экрана. Освещенный сквозь цветную кинопленку экран дает вполне реалистичное изображение, созданное без  наложения на него физических красочных пигментов. Свечение всего трех цветов люминофора создает иллюзию многоцветного изображение на мониторах телевизора и компьютера. А полиграфический способ смешения четырех красок позволяет факсимильно воспроизводить и тиражировать любые изображения в форме, визуально не отличающейся от традиционных техник изобразительного искусства.