Когда свет, испускаемый естественными или искусственными источниками, а также отраженный различными объектами сцены, достигает органов зрения, начинается процесс зрительного восприятия. Хрусталик глаза фокусирует свет от объекта на сетчатой оболочке, или сетчатке, в виде его изображения. Сетчатка располагает двумя видами клеток для восприятия света — палочками и колбочками. Число этих клеток очень велико (около 7 млн колбочек и более 100 млн палочек). Эти микроскопические сенсоры распределены по всей сетчатке (в середине сетчатки преобладают колбочки, а на периферии — палочки), и каждый их вид служит строго определенной цели. Все палочки имеют одинаковую чувствительность к световым волнам разной длины и поэтому не могут различать цвет объекта. Все предметы они «видят» в оттенках серого цвета. Поскольку палочки гораздо более чувствительны к свету, чем колбочки, то они позволяют видеть человеку в условиях недостаточной освещенности, например ночью при свете луны и звезд. При ярко освещенных сценах палочки «слепятся» падающим светом и перестают продуцировать сигнал, поступающий в мозг для зрительного восприятия окружающего мира. В этом случае информация в мозг начинает поступать от колбочек [10]. Таким образом, колбочки обеспечивают дневное хроматическое зрение, а палочки — ночное ахроматическое.

Палочки и колбочки преобразуют свет в бесконечно малые электрические импульсы, передающиеся по нервным волокнам в мозг, где преобразуются в матрицу, имеющую форму и цвет наблюдаемого объекта. Таким образом, глаза — это часть головного мозга. Они вынесены на периферию для контакта с внешней средой (как органы слуха и обоняния) [3]. Зрительная зона головного мозга находится в затылочной части — это поля зрительного анализатора.

Человеческий глаз воспринимает объект как белый, если все цвета спектра отражаются от освещенной поверхности (или когда луч света не разложен на монохроматические простые цветовые потоки). Цвет какого-либо объекта воспринимается черным, если все цвета спектра поглощаются поверхностью этого объекта. Объект или пространство воспринимается черным и при отсутствии какого-либо света.

Частичное, или избирательное, отражение поверхностью объекта тех или иных монохромных цветовых потоков при поглощении остальных цветов спектра определяет цвет отражающей поверхности объекта. Например, отражение красных лучей (при частичном отражении оранжевых и желтых) создают впечатление красной отражающей поверхности. При этом зеленые, голубые, синие и фиолетовые лучи спектра поглощаются этой поверхностью.

Прозрачные и полупрозрачные объекты (светофильтры определенного цвета) избирательно пропускают те или иные цвета спектра, соответствующие цвету данного фильтра. Остальные цвета спектра пропускаются незначительно или не пропускаются вовсе. Например, светофильтр зеленого цвета пропускает зеленый цвет, возможно, частично голубой, синий и желтый, но совсем не пропускает красный, оранжевый и фиолетовый, поэтому и цвет его воспринимается зеленым. Цвет объекта, находящегося за светофильтром, смешивается с цветом самого светофильтра и образует в зрительном восприятии какой-либо сложный неспектральный цвет [3].

Глаз человека отлично приспособлен для зрительного восприятия пространства на свету и в темноте, к различению предметов вблизи и на расстоянии. В темноте глаза могут приспосабливаться к слабой освещенности, и чувствительность сетчатки возрастает. При этом в колбочках чувствительность возрастает в десятки раз (по сравнению с дневным освещением), а в палочках — в сотни тысяч раз.

При наступлении сумерек различные цвета спектра исчезают из зрительного восприятия. Сначала исчезают длинноволновые теплые цвета (красные, оранжевые, желтые), затем — цвета средневолнового спектра (желтозеленые, зеленые, голубые). Какое-то время остаются доступны для восприятия цвета коротковолнового спектра (синие и фиолетовые), но и они вскоре исчезают. Хроматическое восприятие мира сменяется ахроматическим — серо-черно-белым, а при отсутствии света — черным.

Характеристики цвета объектов могут меняться при освещении различными источниками цвета. При свете ламп накаливания (цветовая температура 2500...2900 К) цвета длинноволновой области спектра становятся теплее и насыщеннее, повышается их яркость. Наоборот, цвета коротковолнового спектра — синий, голубой — тускнеют, сереют и становятся более теплыми.

При освещении люминесцентными лампами с более высокой цветовой температурой (4800.6400 К) коротковолновые цвета и холодные зеленые становятся более насыщенными и яркими, а длинноволновые, напротив, теряют насыщенность, становятся более холодными, искажаются фиолетовым налетом.

Следует заметить, что ощущение цвета в мозге человека происходит не только благодаря внешнему излучению, но и также благодаря зрительной памяти, внутреннему представлению об объекте или явлении, воображению (особенно творческому). Кроме того, избирательное ощущение цвета может возникать в мозге человека благодаря механическому воздействию на глаза и голову (давление, удар) — различные цветовые пятна или световая вспышка (искры из глаз). Все это происходит благодаря психофизиологическим механизмам мозга [3]. Возможна также психофизиологическая реакция мозга на длительное интенсивное воздействие на сетчатку глаз яркого света определенного цвета (например, появление фиолетовых пятен после желтого цвета или зеленых — после ярко-красного).

Таким образом, архитекторы и дизайнеры должны учитывать в своем творчестве изменения цвета в создаваемых ими объектах при их реальном восприятии людьми в различных условиях освещения или в разные времена года.