Das menschliche Auge ist empfindlich für einen schmalen Bereich elektromagnetischer Strahlung, der im Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 Nanometern liegt und gemeinhin als sichtbares Lichtspektrum bekannt ist. Dieser schmale Bereich der elektromagnetischen Strahlung ist die einzige Quelle der Farbe. Alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts bilden zusammen farbloses weißes Licht, können aber mit Hilfe eines Prismas gebrochen und in ihre einzelnen Farben zerlegt werden.

Die Farben Rot, Grün und Blau werden klassischerweise als Primärfarben bezeichnet, da sie für das menschliche Sehen grundlegend sind. Alle anderen Farben des sichtbaren Lichtspektrums können durch geeignete Kombinationen dieser drei Farben erzeugt werden. Außerdem ergibt die Addition gleicher Mengen von rotem, grünem und blauem Licht weißes Licht, weshalb diese Farben oft auch als additive Primärfarben bezeichnet werden.

	Interaktives Java Tutorial
Primäre additive Farben Erforsche, wie die primären additiven Farben miteinander interagieren und neue Farben bilden.

Wie anhand der sich überschneidenden Farbkreise in Abbildung 1 veranschaulicht, ist die resultierende Farbe Cyan, wenn gleiche Anteile von grünem und blauem Licht addiert werden. Gleiche Anteile von grünem und rotem Licht ergeben die Farbe Gelb, und gleiche Anteile von rotem und blauem Licht ergeben die Farbe Magenta. Die Farben Cyan, Magenta und Gelb werden gemeinhin als Komplementärfarben bezeichnet, da sie jeweils eine der Primärfarben ergänzen, was bedeutet, dass die beiden Farben zusammen weißes Licht erzeugen können. So ist beispielsweise Gelb (Rot plus Grün) das Komplement von Blau, denn wenn die beiden Farben addiert werden, entsteht weißes Licht. Ebenso ist Cyan (Grün plus Blau) das Komplement von Rot, und Magenta (Rot plus Blau) ist das Komplement von grünem Licht.

	Interaktives Java Tutorial
Primäre subtraktive Farben Untersuche, wie sich die primären subtraktiven Farben zu den primären additiven Farben verbinden, sowie Schwarz, die Abwesenheit jeglicher Farbe.

Die Komplementärfarben (Cyan, Gelb und Magenta) werden manchmal auch als subtraktive Grundfarben bezeichnet. Das liegt daran, dass jede von ihnen durch Subtraktion einer der additiven Primärfarben (Rot, Grün und Blau) von weißem Licht gebildet werden kann. So wird beispielsweise gelbes Licht sichtbar, wenn alles blaue Licht vom weißen Licht entfernt wird, magenta, wenn grün entfernt wird, und cyan, wenn rot entfernt wird. Wenn alle drei subtraktiven Primärfarben kombiniert werden, werden folglich alle additiven Primärfarben vom weißen Licht abgezogen, was zu Schwarz, der Abwesenheit jeglicher Farbe, führt.

Bislang hat sich diese Diskussion auf die Eigenschaften des sichtbaren Lichts in Bezug auf die Addition und Subtraktion des übertragenen sichtbaren Lichts konzentriert, das oft auf dem Bildschirm eines Computers oder Fernsehers visualisiert wird. Das meiste, was wir in der realen Welt sehen, ist jedoch Licht, das von umgebenden Objekten wie Menschen, Gebäuden, Autos und Landschaften reflektiert wird. Diese Objekte erzeugen selbst kein Licht, sondern geben Farben durch einen als Farbsubtraktion bekannten Prozess ab, bei dem bestimmte Wellenlängen des Lichts subtrahiert oder absorbiert und andere reflektiert werden. Eine Kirsche zum Beispiel erscheint im natürlichen Sonnenlicht rot, weil sie rote Wellenlängen reflektiert und alle anderen Farben absorbiert. Die Fotoserie in Abbildung 2 veranschaulicht dieses Konzept.

Auf dem ersten Foto links werden eine Spielkarte, eine grüne Paprika und eine violette Weintraube mit weißem Licht beleuchtet und erscheinen so, wie man sie bei natürlichem Licht sehen würde. Auf dem zweiten Foto hingegen werden die Objekte mit rotem Licht beleuchtet. Beachten Sie, dass die Spielkarte das gesamte auftreffende Licht reflektiert, während nur der Traubenstiel und die Glanzlichter auf den Trauben und dem Pfeffer das rote Licht reflektieren. Der Großteil des roten Lichts wird von den Weintrauben und der Paprika absorbiert. Das dritte Foto zeigt die Objekte unter grüner Beleuchtung. Die unterschiedliche Wellenlänge der Strahlung bewirkt, dass die Symbole auf der Spielkarte schwarz erscheinen und der Kartenkörper grünes Licht reflektiert. Die Weintrauben reflektieren etwas grünes Licht, während die Paprika normal, aber mit grünen Reflexen erscheint. Das vierte Foto zeigt die Objekte unter blauer Beleuchtung. In dieser Situation erscheint die Weintraube normal mit blauen Reflexen, aber der Stiel ist unsichtbar, da er mit dem schwarzen Hintergrund verschmilzt. Der Körper der Spielkarte reflektiert blaues Licht und die Symbole erscheinen schwarz, während die Paprika nur blaues Licht als Glanzlichter reflektiert.

	Interaktives Java Tutorial
Farbfilter Untersuchen Sie, wie Farbfilter funktionieren, um die scheinbare Farbe von Objekten zu verändern, die unter weißem Licht und monochromatischer Beleuchtung sichtbar sind.

Das menschliche Auge kann sehr geringe Farbunterschiede wahrnehmen und ist vermutlich in der Lage, zwischen 8 bis 12 Millionen einzelnen Farbtönen zu unterscheiden. Die meisten Farben enthalten jedoch einen gewissen Anteil aller Wellenlängen des sichtbaren Spektrums. Was sich von Farbe zu Farbe unterscheidet, ist die Verteilung dieser Wellenlängen. Die vorherrschenden Wellenlängen einer Farbe bestimmen ihren Grundton, der z. B. violett oder orange sein kann. Das Verhältnis der dominanten Wellenlängen zu den anderen Wellenlängen bestimmt jedoch die Farbsättigung der Probe und damit, ob sie blass oder stark gesättigt erscheint. Die Intensität der Farbe und das Reflexionsvermögen des abgebildeten Objekts bestimmen dagegen die Helligkeit der Farbe, die zum Beispiel bestimmt, ob etwas dunkel oder hellblau erscheint.

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Klassifizierungssysteme entwickelt, um die Farbe systematisch anhand dieser Konzepte zu beschreiben. Eines der am weitesten verbreiteten Systeme ist der Munsell-Farbbaum, der in Abbildung 3 dargestellt ist. Wie in der Abbildung dargestellt, wird jede Farbe in diesem System durch eine bestimmte Position im Baum dargestellt. Der Farbton wird durch die Position auf dem Umfang, die Sättigung durch den horizontalen Abstand der Farbe von der Mittelachse und die Helligkeit durch die vertikale Position auf dem Stamm dargestellt.

Wenn man etwas über Farben lernt, ist es auch wichtig, Pigmente und Farbstoffe zu berücksichtigen, die für einen Großteil der auf der Erde vorkommenden Farben verantwortlich sind. Zum Beispiel reflektieren und absorbieren die natürlichen Proteinpigmente in Augen, Haut und Haaren das Licht auf eine Weise, die eine wunderschöne Vielfalt an Erscheinungsbildern bei der menschlichen Rasse erzeugt. Um eine ähnliche Farbvielfalt bei unbelebten Gegenständen wie Autos, Flugzeugen und Häusern zu erreichen, werden sie häufig mit pigmenthaltigen Farben beschichtet und durch den Prozess der Farbsubtraktion in verschiedenen Schattierungen dargestellt. Gedruckte Gegenstände wie Bücher, Zeitschriften, Schilder und Reklametafeln erzeugen Farben auf dieselbe grundlegende Weise, jedoch mit Hilfe von Farbstoffen oder Tinten anstelle von Pigmenten.

Alle Farbfotografien und andere Bilder, die gedruckt oder gemalt werden, werden mit nur vier farbigen Tinten oder Farbstoffen hergestellt – Magenta, Cyan, Gelb (die subtraktiven Grundfarben) und Schwarz. Durch Mischen von Tinten oder Farbstoffen dieser Farben in unterschiedlichen Anteilen können die Farben erzeugt werden, die für die Reproduktion fast aller Bilder oder Farben erforderlich sind. Theoretisch könnten die drei subtraktiven Grundfarben auch allein verwendet werden. Die Grenzen der meisten Farbstoffe und Tinten machen es jedoch erforderlich, Schwarz hinzuzufügen, um echte Farbtöne zu erhalten.

Wenn ein Bild für den Druck in einem Buch oder einer Zeitschrift vorbereitet wird, wird es zunächst in die einzelnen subtraktiven Grundfarben zerlegt, entweder fotografisch oder mit einem Computer, wie in Abbildung 4 dargestellt. Jede einzelne Komponente wird dann zu einem Film verarbeitet, der zur Vorbereitung einer Druckplatte für diese Farbe verwendet wird. Das endgültige Bild wird erstellt, indem die einzelnen Farbplatten nacheinander mit der entsprechenden Druckfarbe übereinander gedruckt werden, so dass ein Komposit entsteht, das das Erscheinungsbild des Originals wiedergibt.

Farbe wird auf eine ähnliche Weise hergestellt. Auch hier werden nur die subtraktiven Grundfarben und Schwarz benötigt. Basispigmente, die diese Farben enthalten, werden gemischt, um die verschiedenen Farben zu bilden, die in den endgültigen Farbzubereitungen verwendet werden.

	Interaktives Java Tutorial
Farbseparation Entdecken Sie, wie die subtraktiven Grundfarben von einem Bild abgetrennt und zu Farbplatten verarbeitet werden, die zur Herstellung von realistisch gefärbten Drucken verwendet werden können.

Ein klares Verständnis der zuvor besprochenen Farbkonzepte ist bei der Verwendung eines Mikroskops zur Betrachtung und Aufnahme von Farbbildern äußerst wichtig. Mikroskop-Lichtquellen sind in der Regel Wolfram-Halogen-Lampen, die ein helles Licht mit einer Farbtemperatur von etwa 3200 Kelvin ausstrahlen können. Für den Betrachter erscheint dies als weißes Licht, das von einer Probe auf dem Mikroskoptisch absorbiert, gebrochen, reflektiert, polarisiert und/oder durchgelassen werden kann. Die Regeln der Primärfarben gelten dafür, wie die Probe mit dem Mikroskoplicht interagiert und welche Farben angezeigt werden, wenn die Probe durch die Okulare betrachtet wird. Die gleichen Regeln gelten auch für den Film, der zur Aufnahme von Mikrofotografien verwendet wird.

Beitragende Autoren

Mortimer Abramowitz – Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive, Melville, New York, 11747.

Shannon H. Neaves und Michael W. Davidson – National High Magnetic Field Laboratory, 1800 East Paul Dirac Dr., The Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310.

Zurück zu LICHT UND FARBE

Fragen oder Kommentare? Senden Sie uns eine E-Mail.

© 1998-2021 von Michael W. Davidson und der Florida State University. Alle Rechte vorbehalten. Keine Bilder, Grafiken, Skripte oder Applets dürfen ohne Genehmigung der Urheberrechtsinhaber vervielfältigt oder auf irgendeine Weise verwendet werden. Mit der Nutzung dieser Website erklären Sie sich mit allen rechtlichen Bedingungen einverstanden, die von den Eigentümern festgelegt wurden.

Diese Website wird von unserem
Graphics &Web Programming Team
in Zusammenarbeit mit der Optischen Mikroskopie am
National High Magnetic Field Laboratory gepflegt.

Letzte Änderung: Freitag, 20. Mai 2016 um 10:22 Uhr

Zugriffszahl seit dem 10. März 2003:164086

Besuchen Sie die Websites unserer Bildungspartner: