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Leider ist die Polemik vom Internet verschwunden, daher wird hier ein kleiner Teil nachgeliefert.

Warnung: die Abbildungen auf dieser Seite werden auf jedem Bildschirm und auf jedem Drucker anders dargestellt. Der einfache Grund ist, dass hier meisten Farben "Rein" sein sollten (siehe weiter unten unter Unfug). Diese "verbotenen" Werte sind übrigens eine Teilmenge der "sicheren" Netscape-Palette. Grund: sie sind strahlen besser. Die Aussagen im folgenden Abschnitt sind nur dann korrekt, wenn die impliziten Annahmen (von z.B. Munsell) über die Farbmetrik stimmen. In der gängigen Literatur werden diese Annahmen kaum diskutiert.
FarbenDie reinen Farben sind die Spektralfarben des Lichts: Rot, Gelb, Grün, Cyan, Blau, Violett =(Magenta). Im HLS-Modell liegen diese Farben auf einem Kreis mit je 60 Grad Abstand. Orange als “Mischfarbe” liegt auch auf dem Kreis (ist also eine reine Farbe) und liegt zwischen Rot und Gelb.
Das RGB-Modell bezieht sich auf die Mischung von Licht, weshalb je 100% davon Weiss gibt (geben sollte).
Das CMYK-Modell ist subtraktiv (Druckerfarben) und je 100% davon geben Schwarz. Nun sollten eigentlich auch schon je 100% von CMY-Modell Schwarz geben, was nicht funktionieren kann, weil reine Farben nicht im Handel sind.
Abbildungen sind Glücksache - eigentlich beansprucht eine Farbe auf dem Kreis lediglich einen Punkt. Um Farbe erkennen zu können wird aber eine Fläche gebraucht. Diese Aussage lässt sich unverändert auch auf Tintenstrahl- oder Laserdrucker übertragen, denn mit einem Pixel lassen sich nur Grundfarben übertragen. Mischfarben brauchen mehr Fläche, weil sie als Mosaik aus Pixeln reiner Farben gedruckt werden, wodurch die Auflösung rapide sinkt. Meist sind 150 DPI (dots per inch) das höchste der Gefühle.
Helmholtz und andere erklären, dass man jede Farbe (auch reine Farben) aus drei Grundfarben mischen kann. Geometrisch entsteht aus drei Grundfarben im Farbkreis idealerweise ein gleichseitiges Dreieck. Dieses Schema funktioniert auch mit drei reinen Farben (Valenzen), die nicht gleichmässig verteilt sind. Zudem ist es eine reine Behauptung, dass die Valenz Rot dieselbe Entfernung von Gelb habe, wie Grün von Gelb. Aus der unterschiedlichen Geometrie zwischen einem Dreieck und einem Kreis wird offensichtlich, dass sich ein reines Blau nicht aus Cyan und Magenta mischen lässt. Die Mischfarbe geht immer in Richtung “Schwarz”, respektive das “Mischbraun”, das entsteht, wenn die Grundfarben im Verhältnis 1:1:1 gemischt werden. Es ist eine reine Konvention, rot-grün-blau als additiv und cyan-magenta-gelb als subtraktiv zu bezeichnen. Mit den Gouache-Farbknöpfen rot-grün-blau lässt sich’s auch malen (subtraktive Mischung).

Die Übertragung der Helmholtz-Theorie auf den Farbkreis kann gerettet werden, indem man theoretische Farben erfindet, die reiner sind als
rein (tönt wie eine Waschmittelreklame). Diese lägen auf einem Kreis, dessen Durchmesser minimal zwei
mal grösser ist als der eigentliche Farbkreis. Mit so einem Super-Blau und einem Super-Grün liesse
sich dann ein reines Cyan ermischen.

Das Heraldiker-System ist mit seinen “Metallen” und “Tinkturen” (Farben) vergleichsweise einfach. Dort gibt
es nur ein Rot (das verschieden realisiert wird). Die Farben von Fahnentuch unterscheiden sich von
Papierdruckfarben; die Beleuchtung von diesen beiden Medien aber auch.
Urfarben sind Farben (Bunttöne), die sich bei Änderung der Helligkeit nicht verändern. Davon gibt es nur zwei Paare: Gelb/Blau und Grün/Rot. mit den Wellenlängen 568 nm / 468 nm und 504.5 nm. Das dazugehörige Rot hat die komplementäre Wellenlänge von 510 nm. Die eigentliche Wellenlänge von Rot wird in der CIE-Darstellung gefunden, indem man von 510 nm bis zum Punkt x=1,y=0 eine Gerade zieht. Sie schneidet die Purpurgerade und damit kann keine Wellenlänge angegeben werden. siehe Farbverwechslungen Es gibt in der Wahrnehmung weder ein blaustichiges Gelb, noch ein grünstichiges Rot.

orthogonal RG/BY

Weiter oben ist zu lesen, dass auf dem Farbkreis eine Mischung von Rot mit Grün die Valenz Gelb ergeben soll - woraus sich schliessen lässt, dass die Euklidische Metrik am Farbkreis offenbar fehlerhaft sein muss. Neben der Dreifarbentheorie von Young und Helmholtz gab es auch die Gegenfarbentheorie von Hering, die auf den Gegenfarben (Urfarben) beruht. Es ist naheliegend, aus Gelb/Blau, Grün/Rot und Schwarz/Weiss ein rechtwinkliges Koordinatensystem zu machen (siehe linkes Bild) - die Metrik wird dadurch aber nicht einfacher. Beide Theorien wurden in der Zonentheorie durch J. v. Kries vereinigt, die ausser den drei verschiedenen Zapfenarten auch die Verschaltung der Neuronen (Summen und Differenz Bildung) in der Retina berücksichtigt.

Schwierigkeiten entstehen beim Farbcode von Leiterfarben – da leider
zwischen Cyan und Blau kaum ein Unterschied gemacht wird. Der Null-Leiter sollte hellblau sein – hm,
im Baumarkt ist auch anderes vorhanden und möglicherweise liegt diese Schwierigkeit nicht in der optischen
Wahrnehmung, sondern im sprachlichen Bereich (slawischer Lieferant;
himmelblau:голубой „goluboi”;
blau: сйний „sinii”).

Optische Täuschung
Auch wenn es nicht so aussehen mag, der zentrale Fleck hat immer dieselbe Farbe und Helligkeit
Mogeln
Bei Farben lässt sich’s auch mogeln: ein Beispiel sind die Ginkgo-Blätter im Herbst mit ihrem Gelb. Die sind gelber als “die Polizei erlaubt”. Die Farbe Gelb entsteht bei einer Körperfarbe dadurch, dass die anderen Frequenzen fehlen. Nun enthalten diese Blätter einen Farbstoff, der hohe Licht-Frequenzen (UV) auffängt und im längerwelligen Licht (Gelb) wieder aussendet – eine biologische Tagesleuchtfarbe. Im letzten Jahrhundert wurde den Waschmitteln "Wäsche-Blau" zugemischt, um das Gelb von altem Leinenstoff zu kompensieren. Damit wurde die weisse Bettwäsche zwar etwas grau, sah aber weiss aus. Dann fanden die Waschmittelhersteller optische Aufheller (meist Stilbene), die UV-Licht aufnehmen und Blau aussenden - womit die Wäsche weisser als weiss wurde. Als weiteres Beispiel dient eine reife Banane, die im frisch geschnittenen Rasen und im Schatten eines Apfelbaums liegt. Sie wird gelb empfunden obwohl sie “grün” gemessen würde, weil sie gelber ist als der Rest des Blickfeldes.

FarbbeurteilungenKörperfarben können nur dann beurteilt werden, wenn weder das Licht noch die urteilende Person farbenblind sind. Ja es gibt auch farbenblindes Licht! Das gängigste Beispiel ist eine energiesparende Natrium-Dampf-Lampe mit ihrem beinahe monochromatischen Gelb. (theoretisch 589 und 589.6 nm + Banden von Hg + Ar etc. zur Zündung etc.)
Weitere Beispiele sind die sogenannten Sparlampen (Quecksilberdampf-Fluoreszenz) mit ihrer dominierenden grünen e-Quecksilberlinie (546.1 nm) und dem grossen Loch zwischen grün und violett.
Die Beurteilung von Farbflächen unterscheidet sich von der Beurteilung von farbigem Licht. Beim Licht wird versucht, mit der "Lichttemperatur" [Kelvin] eine Angabe zu machen. Es handelt sich dabei um einen "schwarzen Strahler" (Planck'schen Strahler), der dasselbe Farbempfinden auslöst. Schon das Sonnenlicht hält sich nicht streng an das Planck'sche Gesetz. Schlimmer wird es mit quasi monochromatischen (farbenblinden) Strahlern (Laser,Na-Dampf, Farb-LEDs etc.). Als Ausweg werden neuestens die X,Y-Koordinaten im CIE-System angegeben. (Beispiele für LEDs Weiss= xy:.26,.25; oder Pink= x:.34,.y:15; ) Solange Leuchtstärken in Einstein (ein Einstein ist ein Mol Photonen) angegeben werden, gibt es theoretisch kein Problem - nur entspricht dieses Mass keines Wegs dem menschlichen Empfinden, daher macht eine Umrechnung von Lumen oder Candela auf Einstein auch kaum Sinn.
Farbmetrik (niedere Farbmetrik oder Valenzmetrik)Die beschriebenen Farbkreise sind zweidimensionale Gebilde. daher lassen sich alle Farben darin auf zwei Koordinaten (x,y) reduzieren. Der Kreis braucht kein Kreis zu sein. Es genügt, wenn die Line für die Farbe des Spektrums stetig ist und dort idealerweise die Grundfarben (Valenzen) des Spektrums gleichmässige Abstände aufweisen. Weil das Auge im grünen Bereich in der Lage ist, feiner zu unterscheiden als in anderen Bereichen, baucht sich der "Kreis" bei Grün aus. Der Anfang und der Schluss wird mit einer Geraden geschlossen. (dies ist eine rudimentäre Beschreibung des CIE-Systems.) Die dritte Dimension ist die Intensität des Lichts.
Die Farblichkeit einer Fläche wird je nach Grösse unterschiedlich beurteilt. Es spielt eine Rolle, ob sie raumfüllend ist, oder nur ein 2° oder 10° Gesichtsfeld liefert. Auch wenn der “Normalbeobachter” vorausgesetzt wird, lassen sich die Systeme nicht mathematisch in einander überführen.
Auch im CIE-System lassen sich unterschiedliche Farben darstellen, die von Auge nicht unterschieden werden können. Sie liegen innerhalb zusammenhängender Räume und über die Form der Begrenzung wird gestritten – ob das nun Ellipsoide oder Kartoffeln sein sollen. Dies ist ein Thema der höheren Farbmetrik.
Hier sollten nun noch Skizzen geliefert werden, um die Metrik zu erläutern. Das Einzige, das einigermassen klar ist: es handelt sich um eine affine Abbildung: jedem Farbeindruck muss ein Punkt, respektive ein Teilraum der Abbildung entsprechen. Weiter ist bekannt, dass es sich nicht um Euklidische Geometrie handeln kann und auch hyperbolische Geometrie scheint nicht zu genügen. Nur — wie zum Kuckuck macht man die Darstellung von Nicht-Riemann'scher Geometrie.
Abkürzungen
CIE: Commission Internationale d'Eclairage (internationale Beleuchtungskommission). Sie beschäftigt sich nicht nur mit Leuchtmitteln, Lampen, Leuchttürmen und Scheinwerfern, sondern auch mit der Wahrnehmung des Lichts. Hier wurden die Grundlagen erarbeitet, die jedermann braucht (auch Firmen, die diese Quelle schamhaft verschweigen).
CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK) wobei Cyan das Himmelblau, Magenta ein helles Purpur, Yellow=Gelb + Schwarz. Nach Helmholtz ist Schwarz überflüssig (also nur CMY). Um eine vernünftige Helligkeits-Skala zu erreichen und auch den Unbunt-Punkt exakt zu treffen, wird Schwarz notwendig. Für eine gute Auflösung (DPI) sind zusätzlich ein helles Magenta und ein helles Cyan notwendig, womit wir beim 6-Farbendruck sind. Auch hellere Schwarz (Grautöne) sind dienlich. Bei Farbnegativfilmen wurden die Farben Gelb-Blaugrün-Purpur gebraucht.
DPI (dots per inch) ein Mass für die Auflösung = Feinheit der Darstellung im Druck. Die Auflösung des menschlichen Auges wird in Winkel-Minuten für Doppel-Linien (eine weiss, die nächste schwarz) angegeben (Adleraugen sind besser). Meist interessiert dort auch nur die Auflösung in der Fovea (besser als 2'). Eine kompliziertere Geschichte ist der Visus (Sehschärfe).
GLR, PAR, UV, IR Angaben über den Spektralbereich: GLR: Globalstrahlung etwa 4000 bis 300 nm im Halbraum. Sie reicht ins Infrarote, weil auch die Wärmestrahlung interessiert. PAR: photosynthetic active radiation 400-800nm (gemessen in E/m²s). Bei der Photosynthese geht es um Lichtquanten. UV <380 nm, IR >780 nm; die zwei letzen Angaben sind unsicher und variieren mit dem Alter der Probanden (respektive der Alterstrübung der Augenlinse). Zudem sollten der allgemeinene Begriff Strahlung und der spezielle Begriff Licht sauber getrennt werden. Licht bezieht sich auf die menschliche Wahrnehmung.
HLS (Hue, Lightness, Saturation: Ort im Spektrum,respektive auf dem Farbkreis, Helligkeit und Farbsättigung )
Heraldiker-System besteht aus den Farben: Rot, Blau, Grün, Schwarz und Purpur, sowie den Metallen Silber (=Weiss) und Gold (=Gelb), inklusive den Uebersetzungen in schwarz/weiss-Raster. Mindestens wird hier nicht gestritten, ob Schwarz eine Farbe sei. (Andere behaupten, dass nur Bunttöne Farben seien.)
Kerze, Candela, HK, NHK, photometrische Grösse Einstein(E), Magnitude Strahlungsgrössen; Kerze=Wachskerze, HK: "Hefner-Kerze" = Isoamylacetatbrenner (40mm Flammenhöhe mit einer Schublehre nachmessen!); NHK: dito modif.; NK: neue Kerze entsprach der Candela; ICP: international candle power (Kohlefadenlampe); Candela cd (1948) erstarrendes Platin; cd (1979) Frequenz 540 THz mit 1/683 W/SterRadiant, gesehen durch den CIE-hell adaptierten Normalbeobachter oder gemessen mit einem entsprechenden Filter (damit ist die maximal mögliche Energieeffizienz: 683 Lumen pro Watt). Ohne den Zusatz hätte eine Natriumdampf-Lampe eine Leuchtstärke von Null, auch wenn sie noch so hell ist.
Einstein: Mol Photonen (ist eine Licht- resp. Energie-Menge, es darf gezählt werden); Magnitude: Leuchtstärke der Sterne (im Norm-Abstand von einer Parallaxensekunde 3.09E16m).
Lumen ist die Einheit des Lichtstroms, der von einer punktförmigen Lichtquelle von 1 Candela durch die Raumwinkeleinheit (1 Sterradiant, sr) ausgesandt wird.
Lux, Troland: Beleuchtungsstärken Lux: 1 lm/m², Troland (Trol) eine Einheit der Augenärzte für die Netzhautbeleuchtung: Pupillenlichtstärke = 1 Trol, wenn Licht von 1cd/m² durch eine Pupille von 1 mm² beobachtet wird.
Munsell arbeitete mit Farbtafeln, die zu einer "Kartoffel" zusammengesetzt waren (Kugel oder Zylinder wäre der falsche Ausdruck, denn das Gebilde hat Dellen und "Ohren").
Johannes Itten vom Bauhaus vernachlässigen wir, wie auch J.W.Goethe aus Weimar (der als Sonnen-Spektrum zufälligerweise das Spektrum von Schattengrenzen analysierte, es hat pressiert, denn sein Freund wollte endlich die optische Bank zurückhaben; und der Geheimrat hatte wirklich noch andere Arbeiten.)
Netscape-Palette Farben werden im Internet als RRBBGG Hex-Zahlentrippel dargestellt. Nun hatte Netscape einige davon benannt und als sicher deklariert. Absurd sind dabei die Bezeichnungen Fuchsia= statt Magenta, Green= statt Dunkelgrün, oder Lime= statt Grün etc. Die benannten Farben halten zwar Abstand voneinander, aber deren Darstellung variert mit der Einstellung des Monitors.
Pantone ist eine Firma mit eigenem Farbsystem.
RGB (Rotes, Grünes und Blaues Licht)
RAL: zu Beginn der deutschen Republik wurde die Institution: Reichsanstalt für Lieferbedingungen (R.A.L.) gegründet. Böse Mäuler behaupten, dass sie sich damals hauptsächlich mit Anstrichen der Reichsbahn beschäftigt habe, davon gibt's noch jede Menge Nummern. Die Farben bestanden aus nummerierten Farbmustern - daher wissen wir recht exakt, wie die Neuanstriche der Reichsbahn ausgesehen haben müssen (Alterung war nicht vorgesehen). Inzwischen hat diese Anstalt mutiert - sie nennt sich nur noch RAL - und normt viel mehr und gut.

Das HLS-Modell soll dem menschlichen Empfinden etwas näher kommen. Schon jedes Kind
sortiert gern die Farbstifte in seiner Schachtel nach dem Regenbogen. Die
Schwierigkeiten sind dort immer die selben. Wo stören braun, schwarz und weiss
am wenigsten? Weitere Service-Farben, wie olivegrün, beige und rosarot sind auch nicht vorgesehen,
aber zum Malen praktisch.

HLS-Modell: Polarkoordinaten: Winkel im Gegenuhrzeigersinn= Hue, (er folgt von Rot bis Violett dem Spektrum des Lichts). mit zwei zusätzlichen Farben wird der Kreis geschlossen. Der Abstand vom Zentrum (Unbuntpunkt) des Kreises bis zum Kreisrand ist die Farb-Sättigung, Die dritte Koordinate Lightness (Helligkeit) steht senkrecht zur Darstellung. Hier ist eine einfache Koordinatentransformation in kartesische Koordinaten möglich.
| Da oben schon so viel über das CIE-Diagramm steht, wird es hier nachempfunden.
Die Einfärbung wurde mit den üblichen RGB/HLS-Transformationen berechnet.
Die Farbsättigung geht hier in 5% Schritten vom Unbuntpunkt (Farbsättigung=0% und Farbe=50% grau) nach aussen.
Der äussere Rand ist etwas zu breit geraten, er hat in der korrekten Darstellung nur
Linienbreite. Auch die Farbabstufung entlang des Spektrums ist relativ grob.

Der Unbuntpunkt wurde entgegen anderer Darstellungen mit grau gewählt, weil die dritte Achse, die Helligkeit senkrecht zu diesem Diagramm steht. Nach der Rechnung wurde das Bild in der HLS-Kanaltrennung nachbearbeitet.
Ich kann nichts dafür, wenn Ihr Bildschirm mit dem Farbcode 00FF00 (bei zirka 515 nm) nicht das selbe Grün liefert wie der Regenbogen. Nach mir sollte die Farbe bei 435.8 und 404.7 violetter sein als das Empfinden des Normbeobachters.
Diese Kurve ist bis auf die Purpurgerade konvex. Dies bedeutet, dass jedes Dreieck, das vom Rand ausgeht, nur einen Teil der Farben abdecken kann.

Die Farbverwechslungen bei Farbsehschwächen liegen häufig auf Geraden im CIE-Diagramm.
Fehlende L-Zapfen (Protan) geben Verwechslungsgeraden aus dem "Rotpunkt", die
S-Zapfen aus dem "Violettpunkt"
und die M-Zapfen (530.8nm) aus x=1,y=0 (also einer virtuellen Farbe, Rot, der Gegenfarbe von Grün).
In der Regel ist die Tritananomalie (Schädigung der S-Zapfen) erworben.

Farbsehstörungen sind Geschlechts-Chromosomen gebunden >8% Männer, etwa 0.4% bei Frauen. Normales Farbensehen ist bei zirka 92% der Menschen vorhanden. Die fehlenden M-Zapfen (Deutan) sind mit 1.1% bei Männern die häufigste Schwäche. Das Wort Rot/Grün-Blindheit entspricht also nur teilweise der Realität, man könnte sie mit gleichem Recht auch Purpur/Cyan-Blindheit nennen.
|Der helladaptierte CIE-Normalbeobachter zeigt eine spektrale Empfindlichkeit, die sich grob mit einer Normalverteilung um 555nm mit einer Standardabweichung von +-44 nm annähern lässt, wobei der kurzwellige Teil etwas Schiefe zeigt. Also etwa: 1/EXP((((nm-555)/44)^2-0.163*((nm-555)/44)^3+0.062*((nm-555)/44)^4)/2) (+- 0.038)|
Quellen:
Lexikon der Optik, Spektrum, Akademischer Verlag Heidelberg, Berlin 2003
Farbenlehre Goethe: mein anthroposophischer Mittelschullehrer
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