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Farb-Mischungenmeine Wikipedia-Arbeit:
Additive Farbmischung
Subtraktive Farbmischung
Metamerie
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ZusammenfassungDer Begriff Farb-Mischung ist vieldeutig. Er ist wörtlich erkennbar im Vorgang, Farbmittel (Anstreichfarben) untereinander durch Verrühren zu mischen. Die physikalischen Vorgänge dabei sind unübersichtlich. Die technischen Möglichkeiten, einen gewünschten Farbton gezielt zu erreichen, sind begrenzt. In jüngerer Zeit wurde dafür der Begriff integrale Farbmischung geprägt und ein Sortiment von 6 bunten Farb-Pasten entwickelt und in den Handel gebracht, mit denen zusammen mit weißer und schwarzer Paste eine annähernd systematische Farb-Mischung möglich ist.[2]
Theoretische Beschreibungen von Farb-Mischungen sind auf die additive und die subtraktive Farbmischung beschränkt. Beide lassen sich nicht durch einfache Umkehr der ihnen zugrunde liegenden Gesetze auseinander herleiten, wie aus dem Umkehr-Wortpaar Addition/Subtraktion irrtümlich vermutet werden könnte und leider auch oft so dargestellt wird.[2]
Bei der additiven Mischung werden dem Auge gleichzeitig unterschiedliche Farbreize zugeführt. Die von den Zapfen auf der Netzhaut an das Gehirn weiter gegebenen Signale sind Additionen der Farbreize, die unabhängig voneinander von den Zapfen registriert werden. Man nennt die additive Farbmischung deshalb auch physiologische Farbmischung. Das technische Verfahren einer additiven Mischung - zum Beispiel die Projektion mehrerer farbiger Lichter auf einen Bildschirm - geschieht vor dem Auge, der physiologische Prozess additive Mischung findet aber erst in Auge und Gehirn statt.
Die subtraktive Farbmischung beschreibt Methoden zur Veränderung von Farbreizen. Die Subtraktion -genauer eine multiplikative Reduktion - bezieht sich auf die spektrale Zusammensetzung des manipulierten Lichts. Bestimmte Spektralbereiche werden gezielt ausgefiltert, wobei meistens nur die Intensität der entsprechenden Farben ausreichend vermindert wird. Eine Farbe kann praktisch nicht komplett von einem Farbreiz subtrahiert werden. Am Prozess der subtraktiven Mischung ist das Auge nicht beteiligt. Es nimmt erst das "in der Welt draußen", wo die physikalischen Gesetze anwendbar sind, entstandene Ergebnis wahr. Man nennt die subtraktive Farbmischung deshalb auch physkalische Farbmischung.
Inhalt
1. Additive Farb-Mischung (Physiologische Farbmischung) ↑ Anfang
<< Abb.1 Additive Farbmischung
Auf der Netzhaut des Auges befinden sich bekanntlich drei unterschiedlich farbempfindliche Zapfen. Ihre Empfindlichkeitsmaxima entsprechen denjenigen Wellenlängen des Lichtspektrums, die wir als die Farben Blau, Grün und Gelb/Rot empfinden. Die in Auge und Gehirn stattfindende additive Farbmischung ist am einfachsten darzustellen, wenn das Auge mit Lichtreizen dieser Wellenlängen angeregt wird. In der Abbildung 1 ist diese Mischung schematisch gezeigt.
Der Bildrand ist schwarz und symbolisiert, dass fehlendes Licht als Dunkelheit empfunden wird. Das ist der Zustand, der durch Zufügen (Addieren) von farbigen Lichtreizen verändert wird. Jeder der drei verschiedenen Reize wird von den jeweils passenden Zapfen (als Sensoren) für sich registriert. Treffen zwei der Reize auf dieselbe Stelle der Netzhaut, werden zwei Arten der sehr eng stehenden Zapfen getroffen. Ihre Signale werden im Gehirn als eine dritte Farbe interprediert. Die als Urfarben [2] bezeichneten Farben Blau, Grün und Rot führen bei paarweisem Vorhandensein und passender Intensität zu den als Grundfarben [2] bezeichneten Farben Cyan, Gelb und Magenta. Da die doppelte Zahl von Zapfen Lichtenergie aufnimmt, werden diese Farben auch als heller empfunden als ihre allein auftretenden Summanden. Die Informationen, die von einer Stelle der Netzhaut stammen, die von allen drei farbigen Reizen getroffen wird, werden im Gehirn als Weiss interprediert. Die Addition ist vollständig, ihr Ergebnis ist die größt-mögliche Helligkeit, die zugleich farblos ist.Anwendungen
Bei der additiven Farbmischung werden dem Auge verschiedenfarbige Lichtreize zugeführt, die von verschiedenfarbigen Lichtern stammen. Die Lichter können entweder direkt vom Auge oder von einer Leinwand reflektiert gesehen werden. Beim drehenden Farbkreisel empfängt das Auge kurzzeitig nacheinander unterschiedliche Körperfarben. Auf einem Kreisel findet eine zeitliche "Vormischung" statt (die rasche Folge verschiedener Farben ist vom Auge nicht auflösbar), während diese auf einer Leinwand örtlich geschieht.
Die häufigste technische Anwendung der additiven Farbmischung ist die örtliche "Vormischung" des Lichtes der auf Bildschirmen (Fernseh-, Computer- und Digitalkamera-Bildschirme eng beieinander befindlichen farbigen Lichter. Die Lichter sind so klein und eng beisammen, dass sie mit dem Auge nicht einzeln erkennbar sind. Gemischt werden die "Urfarben" Blau, Grün und Rot.
Eine stetige örtliche "Vormischung" findet auf Leinwänden statt, auf die unterschiedlich-farbige "Auszüge" des Bildes mit mehreren Einrichtungen übereinander projiziert werden. Sie wurde in älteren Beamern mit getrennten Blau-, Grün- und Rot-Projektoren angewendet.
2. Subtraktive Farb-Mischung (Physikalische Farbmischung) ↑ Anfang
<< Abb.2 Subtraktive Farbmischung
Als subtraktive Farbmischung (auch subtraktive Farbsynthese) wird die Änderung eines Farbreizes durch Intensitäts-Minderung bestimmter spektraler Anteile bezeichnet.
Das Licht, das ein gefärbter oder in natürlicher Farbe belassener Körper reflektiert, ist verändert. Die Körperoberfläche absorbiert Teile des Lichtes, mit dem sie beleuchtet wird. Der von ihr mit den reflektierten Teilen ausgehende Farbreiz - die Körperfarbe - ist das Ergebnis subtraktiver Farbsynthese.
Im engeren Sinne wird als subtraktive Farbsynthese die Änderung eines Farbreizes bezeichnet, die durch Verwendung von Farbfiltern erreichbar ist. Teile des durchleuchtenden Lichtes werden absorbiert. Durch Aufeinanderlegen (“Mischen”) mehrerer Filter läßt sich der Farbreiz in vielfältiger Weise ändern.
Die häufigste technische Anwendung ist das subtraktive CMY-Verfahren mit Hilfe von durchscheinenden Farbschichten, die in den Farben Cyan (C), Magenta (M) und Gelb (Yellow) erscheinen (Abb.2). Jeder dieser Filter absorbiert etwa ein Drittel des Farbspektrums. Die beiden durchgelassenen Drittel reizen im wesentlichen zwei der Zapfentypen, die gemeinsam zur Empfindung der jeweiligen Zwischenfarbe führen.
empfundene Farbe je nach Filter-Kombination (Abb.2) Filterfarbe absorbierte Farbe durchgelassene Farben empfundene Farbe -------------------------------------------------------------------------------- Cyan Rot Grün und Blau Cyan Magenta Grün Rot und Blau Magenta Gelb Blau Rot und Grün Gelb Filterfarben absorbierte Farben durchgelassene Farbe empfundene Farbe -------------------------------------------------------------------------------- Cyan + Magenta Rot und Grün Blau Blau Magenta + Gelb Grün und Blau Rot Rot Gelb + Cyan Blau und Rot Grün Grün Filterfarben absorbierte Farben durchgelassene Farbe empfundene Farbe -------------------------------------------------------------------------------- Cyan+Magenta+Gelb Rot, Grün und Blau keine Schwarz
Die subtraktive Farbmischung kann nicht durch Umkehr der Gesetze der Additiven Farbmischung erklärt werden. Im Gegensatz dazu handelt es sich hier um einen reinen physikalischen Vorgang, der von den Vorgängen im Auge unabhängig ist. Mit Hilfe von Färbung (Färben, Anstreichen oder die natürliche Farbe der Körper) oder Farbfiltern werden nicht Farben gemischt, sondern es findet eine spektrale Beeinflussung statt, in deren Folge erst veränderte Farben gesehen werden.[1, S.89]
Der Vorgang ist auch nicht subtraktiv sondern multiplikativ. Das veränderte Strahlungsspektrum ist das Produkt des beleuchtenden Spektrums mit den spektralen Remissionsgraden (Maß dafür wieviel verschluckt wird) oder Transmissionsgraden (Maß dafür wieviel herausgefiltert wird) der Mittel und wird Farbreizfunktion φ(λ) genannt (Anmerkung).Anwendungen
Körperfarben
Die natürliche oder künstliche, z.B. durch Anstreichen eines Körpers erreichte Färbung absorbiert (verschluckt) bestimte Lichtwellen und reflektiert die übrigen. Da die Körperoberflächen in der Regel nicht gleich glatt beziehungsweise nicht gleich rau sind, ändert sich der Farbreiz zusätzlich, weil die Lichtstreuung unterschiedlich ist.
Filterfarben:
Farbdruck und Fotobild:
Beim Drucken mit übereinanderliegenden, durchsichtigen Farbschichten (zum Beispiel beim Tintenstrahldrucker) auf weißer Unterlage durchdringt das Licht die Schichten zweimal. Die Unterlage wirft das auftreffende Licht zurück, der das Lichtspektrun verändernde Vorgang findet zweimal statt.
Auch das farbige Papierfoto enthält übereinanderliegende, durchsichtige Farbschichten auf weißer Unterlage, die den Konturen des Bildinhaltes folgen.
Fotonegativ-und Fotodiapositivfilm :
Bei den Farbfilmen liegen durchsichtige Farbschichten übereinander auf einem glasklaren Trägerfilm. Sie verändern das Farbspektrum des durchscheinenden Lichtes. Das Prinzip ist sowohl beim Negativfilm als auch beim Diafilm die subtraktive Farbmischung. Auf dem Negativfilm befinden sich die “negativen”, das sind die Komplementärfarben der im Folgeprozeß auf dem Papierbild erzeugten “richtigen” Bildfarben. Auf dem Diafilm werden bereits die “richtigen” Bildfarben “gemischt”.
3. Mischung metamerer Farben ↑ Anfang
<< Abb.3 Subtraktive Mischung zwischen Cyan und Gelb, schematisch Mitte: "reines" Cyan unter Gelb-Filter
unten: metameres Cyan unter Gelb-Filter
Bedingt gleiche (metamere) Färbemittel oder Filter ergeben je bei Aufeinanderlegen auf ein drittes Mittel unterschiedliche Farbreize, während sich bedingt gleiche Farben (Strahlungen) bei Additiver Farbmischung völlig gleich verhalten.[1]
Bedingte Gleichheit bedeutet, dass Farbreize unterschiedliche spektrale Zusammensetzung haben, aber Auge und Gehirn zu gleicher Farbempfindung veranlassen. Beispielsweise wird Cyan empfunden, wenn der Farbreiz aus einem schmalen Spektralband der Cyan zugeordneten Wellenlänge enthält. Die Empfindung ist auch Cyan, wenn der Farbreiz aus je einem schmalen Spektralband der Blau und Grün zugeordneten Wellenlängen enthält. (Die empfundene Intensität des Cyan kann unterschiedlich sein.
Legt man ein Gelb-Filter auf einen Cyan gefärbten Körper (subtraktive Farbmischung), so bleibt das "reine" Cyan weiter sichtbar. Der blaue Anteil des mit metamerem Cyan gefärbten Körpers kann das Gelb-Filter nicht passieren. Der resultierende Farbreiz ist Grün. Unter dem Filter sieht der Körper jetzt grün aus.
Die additive Mischung geschieht im Auge. Ein zusäztlicher Farbreiz führt immer zur gleichen neuen Farbempfindung unabhängig von der ungleichen Zusammensetzung des ersten (dessen Varianten allein gleiche Farbempfindungen bewirken).
4. Literatur (inklusive Bildnachweisen)