Farbe

Meilensteine der geschichtlichen Entwicklung unserer Vorstellungen von Farbe:

Der Streit zwischen Newton und Goethe (kurz: analytische vs. ganzheitlich-phänomenologische Herangehensweise) beschäftigt z.B. die Anthroposophen bis heute!

DIN-Definition von "Farbe" (Standard 5033 von 1979):

"Farbe... ist ein durch das Auge vermittelter Sinneseindruck, also eine Gesichtsempfindung. Die Farbe ist diejenige Gesichtsempfindung eines dem Auge strukturlos erscheinenden Teiles des Gesichtsfeldes, durch die sich dieser Teil bei einäugiger Betrachtung mit unbewegtem Auge von einem gleichzeitig gesehenen, ebenfalls strukturlosen angrenzenden Bereich allein unterscheiden kann."

Beachte:

Objektive Farbmerkmale:

Subjektive Farbmerkmale:

- Lightness: Helligkeit eines reflektierenden Objektes,
- Brightness: Helligkeit eines selbstleuchtenden Objektes (Lampe, Sonne, Bildschirm...).

Farbspezifikation:
3 Fotorezeptor-Zelltypen Þ 3 Zahlenwerte ausreichend zur quantitativen Spezifikation von Farben.

Grassmannsche Gesetze (1853)

Folgerung:

Folgerung: Farbmischung

Grassmannsche Gesetze (Fortsetzung)

Mischexperimente zeigen: Ganz unterschiedliche Spektralverteilungen können dieselben Farbreize erzeugen!
("Metamerie")

 

Farbmischung:

Additive Mischung

Basis für die Farbdarstellung mit Kathodenstrahlröhren oder LCD-Displays.

Basis für die Farbdarstellung im Druck.

 

Farbfehlsichtigkeit:

Auswirkung: bestimmte Farben, die von normalsichtigen Beobachtern als verschieden wahrgenommen werden, werden von den Betroffenen nicht unterschieden. Wichtig u.a. bei Farbsignalen in interaktiver Software.

 

(Beschreibung hier nach Schlechtweg 2001.)

Im CIE-Farbdiagramm (Normfarbtafel, chromaticity diagram) wird der Helligkeitsanteil Y weggelassen.
Die physikalisch reinen Spektralfarben bilden eine geschwungene, etwa parabelförmige Kurve im x,y-Diagramm.
Diese Kurve ist nicht geschlossen (rot ¹ blauviolett!).
Auf der Verbindungslinie der Enden liegen keine reinen Spektralfarben, sondern Mischfarben aus Rot und Blauviolett ("Purpurgerade").
Alle wahrnehmbaren Farben liegen innerhalb des durch die reinen Spektralfarben und durch die Purpurgerade gegebenen geschlossenen Kurvenzugs.

Zahlen auf der Kurve: Wellenlängen in nm. (aus Krömker 2001)

Das Innere der Normfarbtafel ergibt sich durch additive Farbmischung aus den Randfarben (ganz innen = weiß).

Die Grundfarben (R, G, B) der üblichen Monitore sind keine reinen Spektralfarben, d.h. sie liegen nicht auf der Außenlinie.

Folgerung: Es sind nicht alle Farben des Diagramms durch Mischung aus diesen Farben darstellbar, sondern nur diejenigen innerhalb des von den Grundfarben aufgespannten Dreiecks! Inneres des Dreiecks = Gamut des Monitors.

Quantifizierung von Farben:
XYZ oder Yxy sind normierte und akzeptierte Koordinatenangaben für Farben nach CIE-Standard.
Vorteile:

Aber:
diese Vorgehensweise entspricht nicht der menschlichen Wahrnehmung - Ähnlichkeit von Farben und Farbabstände werden anders empfunden als im Diagramm.
Þ weitere Koordinatentransformationen nötig!

 

(D E* ist der Farbabstand nach diesem System. Er entspricht dem euklidischen Abstand (Norm des Differenzvektors) im neuen Koordinatensystem.) (nach Krömker 2001)

 

 

Man hat damit 2 Varianten:

Der Spektrallinienzug im CIELUV-Koordinatensystem:

(nach Krömker 2001).

Kritik an CIELAB und CIELUV: große Farbabstände werden unkorrekt bestimmt, Farbabstände für kleine Objekte (< 2°) werden fehlerhaft bestimmt.
Somit Entwicklung noch nicht abgeschlossen.

 

Primärvalenzen des NTSC-Systems (1953):
Rot: x = 0,67; y = 0,33
Grün: x = 0,21; y = 0,71
Blau: x = 0,14; y = 0,08
(entsprechen nicht mehr den heutigen Phosphoren für Bildröhren!)
PAL-System (1965):
Rot: (0,64; 0,33); Grün: (0,29; 0,60); Blau: (0,15; 0,06).

Die technisch-physikalischen Farbmodelle (RGB, CNY, YIQ) entsprechen den technischen Gegebenheiten, sind aber zur direkten Farbdefinition durch den Benutzer wenig geeignet.
Deshalb wurden Farbmodelle entwickelt, die näherungsweise (sehr grob) den Größen der menschlichen Farbwahrnehmung entsprechen, nämlich Helligkeit, Farbton und Farbsättigung.
Grundlage: "Farbkreis" nach Hering:

 

Achtung: Durch die unterschiedlichen Farbräume liefert die lineare Interpolation zwischen zwei identischen, aber in verschiedenen Farbräumen definierten Farben völlig unterschiedliche Ergebnisse.

 

Die Gamma-Korrektur
Kompensation für die Nichtlinearität des Elektronenstrahls bei der Kathodenstrahlröhre (CRT).

(Krömker 2001).

 

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Letzte Änderungen: 15. Oktober 2001.