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Farbe

  Farbe ist ein wichtiger Bestandteil der bildenden Kunst.   Vergrößern Farbe ist ein wichtiger Bestandteil der bildenden Kunst.

Farbe (oder Farbe , siehe Schreibunterschiede) ist die visuelle Wahrnehmungseigenschaft, die in entspricht Menschen zu den genannten Kategorien rot , gelb , Weiß usw. Farbe ergibt sich aus dem Lichtspektrum (Verteilung der Lichtenergie gegenüber der Wellenlänge), das im Auge mit den spektralen Empfindlichkeiten der Lichtrezeptoren interagiert. Farbkategorien und physikalische Farbspezifikationen werden auch Objekten, Materialien, Lichtquellen usw. auf der Grundlage ihrer physikalischen Eigenschaften wie Lichtabsorption, -reflexion oder -emissionsspektren zugeordnet.

Typischerweise nur Merkmale der Zusammensetzung von hell die für den Menschen nachweisbar sind (Wellenlängenspektrum von etwa 400 nm bis 700 nm), werden aufgenommen, wodurch das psychologische Phänomen der Farbe objektiv auf seine physikalische Spezifizierung bezogen wird. Da die Farbwahrnehmung von der unterschiedlichen Empfindlichkeit verschiedener Arten von Zapfenzellen in der Retina In verschiedenen Teilen des Spektrums können Farben durch das Ausmaß, in dem sie diese Zellen stimulieren, definiert und quantifiziert werden. Diese physikalischen oder physiologischen Quantifizierungen der Farbe erklären jedoch nicht vollständig die psychophysische Wahrnehmung der Farberscheinung.

Die Wissenschaft der Farbe wird manchmal genannt Chromatik . Es umfasst die Wahrnehmung von Farbe durch das menschliche Auge und Gehirn, den Ursprung der Farbe in Materialien, die Farbtheorie in Kunst , und die Physik von elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich (das heißt, was wir allgemein einfach als bezeichnen hell ).



Physik der Farbe

Farbe Wellenlängenintervall Frequenzintervall
rot ~ 625–740 nm ~ 480–405 THz
Orange ~ 590–625 nm ~ 510–480 THz
gelb ~ 565–590 nm ~ 530–510 THz
grün ~ 500–565 nm ~ 600–530 THz
cyan ~ 485–500 nm ~ 620–600 THz
blau ~ 440–485 nm ~ 680–620 THz
violett ~ 380–440 nm ~ 790–680 THz
  Kontinuierliches optisches Spektrum. Entwickelt für Monitore mit Gamma 1,5. Kontinuierliches optisches Spektrum. Entwickelt für Monitore mit Gamma 1,5.  Computer"spectrum". The narrow red, green and blue bars below the main bar show the relative intensities of the three primary colors mixed to make the color directly above.   Vergrößern Computer 'Spektrum'. Die schmalen roten, grünen und blauen Balken unterhalb des Hauptbalkens zeigen die relativen Intensitäten der drei Primärfarben, die gemischt werden, um die Farbe direkt darüber zu erzeugen.
Farbe   \lambda \,\! /nm   \nicht \,\! /10 14 Hertz   \nu_b \,\! /10 4 cm −1   UND \,\! /eV   UND \,\! /kJ mol −1
Infrarot >1000 <3.00 <1.00 <1.24 <120
Rot 700 4.28 1.43 1,77 171
Orange 620 4.84 1.61 2.00 193
Gelb 580 5.17 1.72 2.14 206
Grün 530 5.66 1,89 2.34 226
Blau 470 6.38 2.13 2.64 254
Violett 420 7.14 2.38 2,95 285
Nahe Ultraviolett 300 10.0 3.33 4.15 400
Weites Ultraviolett <200 >15.0 >5.00 >6.20 >598

Elektromagnetische Strahlung ist durch seine Wellenlänge (oder Frequenz) und seine Intensität gekennzeichnet. Wenn die Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums liegt (der Wellenlängenbereich, den Menschen wahrnehmen können, etwa von 380 nm bis 740 nm), wird sie als 'sichtbares Licht' bezeichnet.

Eine bestimmte Lichtquelle kann Licht mit vielen verschiedenen Wellenlängen emittieren (und die meisten tun dies); es ist Spektrum ist dann eine Verteilung, die ihre Intensität bei jeder Wellenlänge angibt. Obwohl das Lichtspektrum, das aus einer bestimmten Richtung auf das Auge trifft, die in dieser Richtung wahrgenommene Farbe bestimmt, gibt es viel mehr mögliche spektrale Kombinationen als Farbempfindungen. Tatsächlich kann man eine Farbe formal als eine Klasse von Spektren definieren, die dieselbe Farbempfindung hervorrufen, obwohl solche Klassen zwischen verschiedenen Arten und in geringerem Maße zwischen Individuen derselben Art stark variieren würden. In jeder solchen Klasse werden die Mitglieder gerufen Metamere der betreffenden Farbe.

Spektrale Farben

Die vertrauten Farben der Regenbogen im Spektrum – benannt nach der Latein Wort für Aussehen oder Erscheinung durch Isaac Newton 1671 – enthält all jene Farben, die nur durch sichtbares Licht einer einzigen Wellenlänge erzeugt werden können, die reines Spektral oder einfarbig Farben. Die Farbtabelle rechts zeigt ungefähre Frequenzen (in Terahertz) und Wellenlängen (in Nanometern) für verschiedene reine Spektralfarben. Die Wellenlängen werden im Vakuum gemessen (siehe Refraktion).

Die Farbtabelle sollte nicht als endgültige Liste interpretiert werden – die reinen Spektralfarben bilden ein kontinuierliches Spektrum, und wie es in verschiedene Farben unterteilt wird, ist eine Frage der Kultur, des Geschmacks und des Geschmacks Sprache . Newton fügte eine siebte Farbe, Indigo, zwischen Blau und Violett hinzu, aber die meisten Menschen sind nicht in der Lage, sie zu unterscheiden, und die meisten Farbwissenschaftler erkennen sie nicht als separate Farbe an; es wird manchmal als Wellenlängen von 420–440 nm bezeichnet. Außerdem die Intensität einer Spektralfarbe kann ihre Wahrnehmung erheblich verändern; Beispielsweise ist ein Orange-Gelb mit geringer Intensität braun und ein Gelb-Grün mit geringer Intensität ist olivgrün.

Wie im Abschnitt über das Farbsehen besprochen, muss eine Lichtquelle nicht unbedingt eine einzige Wellenlänge haben, um als reine Spektralfarbe wahrgenommen zu werden.

Zur Diskussion von nicht spektralen Farben siehe unten.

Farbe von Objekten

Lässt man die Lichtanpassung und Kontexteffekte außer Acht, scheinen Oberflächen die Farbe des Lichts zu haben, das sie in Richtung des Auges verlässt. Da die Zusammensetzung dieses Lichts von der Ausrichtung der Oberfläche und den Lichtverhältnissen abhängen kann, hängt auch die wahrgenommene Farbe eines Objekts von diesen Faktoren ab. Einige Verallgemeinerungen lassen sich jedoch ziehen.

Licht, das auf eine undurchsichtige Oberfläche trifft, wird entweder „spiegelnd“ (d. h. nach Art eines Spiegels) reflektiert, gestreut (d. h. diffus gestreut reflektiert) oder absorbiert – oder eine Kombination davon.

Undurchsichtige Objekte, die nicht spiegelnd reflektieren (die dazu neigen, raue Oberflächen zu haben), haben ihre Farbe dadurch bestimmt, welche Wellenlängen des Lichts sie stärker streuen und welche sie weniger streuen (wobei das nicht gestreute Licht absorbiert wird). Wenn Objekte alle Wellenlängen streuen, erscheinen sie weiß. Wenn sie alle Wellenlängen absorbieren, erscheinen sie schwarz.

Undurchsichtige Objekte, die Licht unterschiedlicher Wellenlängen mit unterschiedlicher Effizienz spiegelnd reflektieren, sehen aus wie Spiegel, die mit Farben getönt sind, die durch diese Unterschiede bestimmt werden. Ein Objekt, das einen Teil des auftreffenden Lichts reflektiert und den Rest absorbiert, kann schwarz aussehen, aber auch leicht reflektierend sein; Beispiele sind schwarze Gegenstände, die mit Emaille- oder Lackschichten überzogen sind.

Objekte, die Licht durchlassen, sind beides durchscheinend (Streuung des durchgelassenen Lichts) oder transparent (das durchgelassene Licht wird nicht gestreut). Wenn sie auch Licht unterschiedlicher Wellenlängen unterschiedlich absorbieren (oder reflektieren), erscheinen sie mit einer Farbe getönt, die durch die Art dieser Absorption (oder dieses Reflexionsvermögens) bestimmt wird.

Objekte können Licht emittieren, das sie selbst erzeugen, anstatt Licht nur zu reflektieren oder zu übertragen. Sie können dies aufgrund ihrer erhöhten Temperatur tun (man sagt dann, sie seien es weißglühend ), als Folge bestimmter chemischer Reaktionen (ein Phänomen namens Chemolumineszenz ) oder aus anderen Gründen (siehe die Artikel Phosphoreszenz und Liste der Lichtquellen).

Objekte können Licht absorbieren und als Folge davon Licht mit unterschiedlichen Eigenschaften abgeben. Dann werden sie gerufen fluoreszierend (wenn Licht nur emittiert wird, während Licht absorbiert wird) oder phosphoreszierend (wenn Licht emittiert wird, selbst nachdem Licht nicht mehr absorbiert wird; dieser Begriff wird manchmal auch lose auf Licht angewendet, das aufgrund chemischer Reaktionen emittiert wird).

Zur weiteren Behandlung der Farbe von Objekten siehe Abschnitt Strukturfarbe weiter unten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Farbe eines Objekts ein komplexes Ergebnis seiner Oberflächeneigenschaften, seiner Transmissionseigenschaften und seiner Emissionseigenschaften ist, wobei all diese Faktoren zu der Mischung von Wellenlängen in dem Licht beitragen, das die Oberfläche des Objekts verlässt. Die wahrgenommene Farbe wird dann weiter durch die Art der Umgebungsbeleuchtung und durch die Farbeigenschaften anderer Objekte in der Nähe beeinflusst (siehe Artikel Farbkonstanz); und schließlich durch die permanenten und vorübergehenden Eigenschaften des wahrnehmenden Auges und Gehirns.

Farbwahrnehmung

  Normalisierte typische menschliche Zapfenreaktionen (und die Stäbchenreaktion) auf monochromatische spektrale Stimuli   Vergrößern Normalisierte typische menschliche Zapfenreaktionen (und die Stäbchenreaktion) auf monochromatische spektrale Stimuli

Entwicklung von Theorien des Farbensehens

Obwohl Aristoteles und andere antike Wissenschaftler hatten bereits über die Natur des Licht- und Farbsehens geschrieben, erst danach Newton dieses Licht wurde als Quelle der Farbempfindung identifiziert. 1810 veröffentlichte Goethe seine umfassende Theorie der Farben . 1801 schlug Thomas Young seine trichromatische Theorie vor, basierend auf der Beobachtung, dass jede Farbe mit einer Kombination von drei Lichtern abgeglichen werden kann. Diese Theorie wurde später von verfeinert James Clerk Maxwell und Hermann von Helmholtz. Wie Helmholtz es ausdrückt: „Die Prinzipien des Newtonschen Mischungsgesetzes wurden 1856 von Maxwell experimentell bestätigt .'

Zur gleichen Zeit wie Helmholtz entwickelte Ewald Hering die Gegenprozesstheorie der Farbe, wobei er feststellte, dass Farbenblindheit und Nachbilder typischerweise in Gegenpaaren auftreten (rot-grün, blau-gelb und schwarz-weiß). Letztendlich wurden diese beiden Theorien 1957 von Hurvich und Jameson synthetisiert, die zeigten, dass die retinale Verarbeitung der trichromatischen Theorie entspricht, während die Verarbeitung auf der Ebene des Nucleus lateralis geniculatum der entgegengesetzten Theorie entspricht.

1931 entwickelte eine internationale Expertengruppe namens Commission Internationale d'Eclairage (CIE) ein mathematisches Farbmodell, das den Raum der beobachtbaren Farben abbildete und jedem einen Satz von drei Zahlen zuordnete.

Farbe im Auge

Die Fähigkeit des Menschen Auge Farben zu unterscheiden basiert auf der unterschiedlichen Empfindlichkeit verschiedener Zellen in der Retina auf Licht unterschiedlicher Wellenlängen. Die Netzhaut enthält drei Arten von Farbrezeptorzellen oder Zapfen. Ein Typ, der sich relativ von den anderen beiden unterscheidet, reagiert am stärksten auf Licht, das wir als violett wahrnehmen, mit Wellenlängen um 420 nm. (Kegel dieses Typs werden manchmal genannt kurzwellige Kegel , S Kegel , oder irreführend, blaue Kegel .) Die beiden anderen Typen sind genetisch und chemisch eng verwandt. Einer von ihnen (manchmal auch genannt langwellige Kegel , L-Kegel , oder irreführend, rote Zapfen ) ist am empfindlichsten gegenüber Licht, das wir als gelblich-grün wahrnehmen, mit Wellenlängen um 564 nm; der andere Typ (manchmal auch als Kegel mittlerer Wellenlänge , M Kegel , oder irreführend, grüne Zapfen ) ist am empfindlichsten für als grün empfundenes Licht mit Wellenlängen um 534 nm.

Licht, egal wie komplex seine Wellenlängenzusammensetzung ist, wird vom Auge auf drei Farbkomponenten reduziert. Für jeden Ort im Gesichtsfeld liefern die drei Arten von Zapfen drei Signale, basierend auf dem Ausmaß, in dem jeder stimuliert wird. Diese Werte werden manchmal aufgerufen Tristimulus-Werte .

Die Reaktionskurve als Funktion der Wellenlänge für jeden Kegeltyp ist oben dargestellt. Da sich die Kurven überlappen, treten einige Tristimulus-Werte für keine einfallende Lichtkombination auf. Zum Beispiel ist es nicht möglich zu stimulieren nur die mittelwelligen/'grünen' Kegel; die anderen Zapfen werden zwangsläufig bis zu einem gewissen Grad gleichzeitig stimuliert. Die Menge aller möglichen Farbwerte bestimmt den Menschen Farbraum . Schätzungen zufolge kann der Mensch ungefähr 10 Millionen verschiedene Farben unterscheiden.

Die andere Art von lichtempfindlichen Zellen im Auge, das Stäbchen, hat eine andere Reaktionskurve. In normalen Situationen, wenn das Licht hell genug ist, um die Zapfen stark zu stimulieren, spielen Stäbchen praktisch überhaupt keine Rolle beim Sehen. Andererseits werden die Zapfen bei schwachem Licht unterstimuliert, sodass nur das Signal von den Stäbchen zurückbleibt, was zu einer monochromatischen Reaktion führt. (Außerdem sind die Stäbchen im 'roten' Bereich kaum lichtempfindlich.) Unter bestimmten Bedingungen mittlerer Beleuchtung können die Stäbchenreaktion und eine schwache Kegelreaktion zusammen zu Farbunterscheidungen führen, die nicht allein durch die Kegelreaktionen erklärt werden können.

Farbe im Gehirn

Während die Mechanismen des Farbsehens auf der Ebene der Netzhaut anhand von Tristimuluswerten (siehe oben) gut beschrieben sind, ist die Farbverarbeitung danach anders organisiert. Eine vorherrschende Theorie des Farbsehens geht davon aus, dass Farbinformationen durch drei gegnerische Prozesse oder gegnerische Kanäle aus dem Auge übertragen werden, die jeweils aus der Rohausgabe der Zapfen aufgebaut sind: ein Rot-Grün-Kanal, ein Blau-Gelb-Kanal und ein Schwarz- weißer 'Luminanz'-Kanal. Diese Theorie wurde von der Neurobiologie unterstützt und erklärt die Struktur unseres subjektiven Farberlebnisses. Insbesondere erklärt es, warum wir kein „rötliches Grün“ oder „gelbliches Blau“ wahrnehmen können, und es sagt das Farbrad voraus: Es ist die Sammlung von Farben, für die mindestens einer der beiden Farbkanäle einen Wert an einem seiner Extreme misst .

Die genaue Art der Farbwahrnehmung jenseits der bereits beschriebenen Verarbeitung, und zwar der Stellenwert der Farbe als Merkmal der wahrgenommenen Welt bzw. als Merkmal unserer Wahrnehmung der Welt, ist Gegenstand komplexer und anhaltender philosophischer Auseinandersetzungen (siehe Qualia).

Nicht standardmäßige Farbwahrnehmung

Farbmangel

Wenn eine oder mehrere Arten von Farbwahrnehmungskegeln einer Person fehlen oder weniger als normal auf einfallendes Licht reagieren, kann diese Person weniger Farben unterscheiden und wird als solche bezeichnet Farbe mangelhaft oder farbenblind (obwohl dieser letztere Begriff irreführend sein kann; fast alle Personen mit Farbmangel können zumindest einige Farben unterscheiden). Einige Arten von Farbmangel werden durch Anomalien in der Anzahl oder Art der Zapfen in der Netzhaut verursacht. Andere (wie zentral oder kortikal Achromatopsie ) werden durch neuronale Anomalien in jenen Teilen des Gehirns verursacht, in denen visuelle Verarbeitung stattfindet.

Tetrachromie

Während die meisten Menschen sind trichromatisch (mit drei Arten von Farbrezeptoren), viele Tiere, bekannt als Tetrachromaten , haben vier Arten. Dazu gehören einige Arten von Spinnen, die meisten Beuteltiere, Vögel, Reptilien und viele Arten von Fische . Andere Arten sind nur für zwei Farbachsen empfindlich oder nehmen überhaupt keine Farbe wahr; Diese nennt man Dichromaten und Monochromaten beziehungsweise. Es wird unterschieden zwischen retinale Tetrachromie (mit vier Pigmenten in Kegelzellen in der Netzhaut, verglichen mit drei in Trichromaten) und funktionelle Tetrachromie (mit der Fähigkeit, basierend auf diesem Netzhautunterschied verbesserte Farbunterscheidungen vorzunehmen). Bis zu die Hälfte aller Frauen, aber nur ein kleiner Prozentsatz der Männer, sind retinale Tetrachromaten. Das Phänomen tritt auf, wenn ein Individuum zwei leicht unterschiedliche Kopien des Gens entweder für die mittel- oder langwelligen Zapfen (die auf dem x-Chromosom getragen werden) erhält. Bei einigen dieser retinalen Tetrachromaten wird die Farbunterscheidung verbessert, was sie zu funktionellen Tetrachromaten macht.

Synästhesie

Bei bestimmten Formen der Synästhesie führt das Wahrnehmen von Buchstaben und Zahlen (Graphem → Farbsynästhesie) oder das Hören von Musikklängen (Musik → Farbsynästhesie) zu den ungewöhnlichen zusätzlichen Erfahrungen des Farbensehens. Verhaltens- und funktionelle Neuroimaging-Experimente haben gezeigt, dass diese Farberfahrungen zu Änderungen bei Verhaltensaufgaben und zu einer erhöhten Aktivierung von Gehirnregionen führen, die an der Farbwahrnehmung beteiligt sind, wodurch ihre Realität und Ähnlichkeit mit echten Farbwahrnehmungen demonstriert wird, wenn auch auf nicht standardmäßigem Weg .


Nachbilder

Nach Einwirkung von starkem Licht in ihrem Empfindlichkeitsbereich werden Photorezeptoren eines bestimmten Typs desensibilisiert. Für ein paar Sekunden, nachdem das Licht aufhört, werden sie weiterhin weniger stark signalisieren, als sie es sonst tun würden. Den während dieses Zeitraums beobachteten Farben scheint die Farbkomponente zu fehlen, die von den desensibilisierten Photorezeptoren erkannt wird. Dieser Effekt ist für das Phänomen der Nachbilder verantwortlich, bei denen das Auge nach dem Wegsehen zwar weiterhin eine helle Figur sieht, jedoch in einer Komplementärfarbe.

Nachbildeffekte wurden auch von Künstlern verwendet, darunter Vincent van Gogh .

Farbkonstanz

Es gibt ein interessantes Phänomen, das auftritt, wenn ein Künstler eine begrenzte Farbpalette verwendet: die Auge neigt dazu, dies zu kompensieren, indem er jede graue oder neutrale Farbe als die Farbe betrachtet, die im Farbkreis fehlt. Beispiel: In einer begrenzten Palette, die aus Rot, Gelb, Schwarz und Weiß besteht, erscheint eine Mischung aus Gelb und Schwarz als eine Vielzahl von Grün, eine Mischung aus Rot und Schwarz erscheint als eine Vielzahl von Violett und reines Grau erscheint bläulich .

Die oben diskutierte Dreifarbentheorie ist nur dann streng richtig, wenn die gesamte vom Auge gesehene Szene ein und dieselbe Farbe hat, was natürlich unrealistisch ist. In Wirklichkeit vergleicht das Gehirn die verschiedenen Farben in einer Szene, um die Effekte der Beleuchtung zu eliminieren. Wenn eine Szene mit einem Licht und dann mit einem anderen beleuchtet wird, erscheinen uns die Farben der Szene dennoch konstant, solange der Unterschied zwischen den Lichtquellen in einem vernünftigen Bereich bleibt. Dies wurde in den 1970er Jahren von Edwin Land untersucht und führte zu seiner Retinex-Theorie der Farbkonstanz.

Farbbenennung

Unterschiedliche Kulturen haben unterschiedliche Begriffe für Farben und können auch einige Farbnamen leicht unterschiedlichen Teilen des Spektrums zuweisen: zum Beispiel das Han-Zeichen 青 (wiedergegeben als qīng in Mandarin und zu auf Japanisch) hat eine Bedeutung, die sowohl Blau als auch Grün abdeckt; Blau und Grün gelten traditionell als Schattierungen von „青“. Zeitgemäßer ausgedrückt sind sie 藍 ( Darlehen , in Mandarin) und Grün ( , in Mandarin) bzw. Obwohl die Ampeln in Japan beispielsweise die gleichen farbigen Lichter haben wie andere Länder, wird das grüne Licht mit dem gleichen Wort für Blau, 'aoi', bezeichnet, da Grün als Blauton angesehen wird.

Ebenso sind Sprachen wählerisch bei der Entscheidung, welche Farbtöne in verschiedene Farben aufgeteilt werden, je nachdem, wie hell oder dunkel sie sind. Abgesehen vom Schwarz-Grau-Weiß-Kontinuum teilt Englisch einige Farbtöne je nach Helligkeit in mehrere unterschiedliche Farben auf: wie Rot und Rosa oder Orange und Braun. Für Englischsprachige werden diese Farbpaare, die sich objektiv nicht mehr voneinander unterscheiden als Hellgrün und Dunkelgrün, als völlig unterschiedlich wahrgenommen. Ein Russe wird die gleichen Unterscheidungen zwischen Rot-Rosa und Orange-Braun treffen, aber auch eine weitere Unterscheidung zwischen ihnen treffen sinij und goluboj , die englische Sprecher einfach als Dunkel- und Hellblau bezeichnen würden. Für russischsprachige sinij und goluboj sind so unterschiedlich wie rot und rosa oder orange und braun.

Farbbegriffe entwickeln sich. Es wird argumentiert, dass es eine begrenzte Anzahl universeller 'Grundfarbbegriffe' gibt, die von einzelnen Kulturen in einer relativ festen Reihenfolge verwendet werden. Zum Beispiel würde eine Kultur mit nur zwei Begriffen beginnen, was ungefähr „dunkel“ (für Schwarz, dunkle Farben und kalte Farben wie Blau) und „hell“ (für Weiß, helle Farben und warme Farben wie Rot) bedeutet, bevor sie hinzugefügt wird spezifischere Farbnamen in der Reihenfolge Rot; grün und/oder gelb; blau; braun; und orange, pink, lila und/oder grau. Ältere Argumente für diese Theorie besagten auch, dass der Erwerb und die Verwendung grundlegender Farbbegriffe weiter entlang der evolutionären Ordnung auf eine komplexere Kultur mit höher entwickelter Technologie hindeuteten.

Ein etwas veraltetes Beispiel für eine Theorie der universellen Farbkategorien ist Grundlegende Farbbegriffe: Ihre Universalität und Evolution (1969) von Brent Berlin und Paul Kay. Ein neueres Beispiel für eine linguistische Determinismustheorie könnte sein Ist die Farbkategorisierung universell? Neue Zeugnisse einer steinzeitlichen Kultur (1999) von Jules Davidoff et al. Als Beleg für die Sapir-Whorf-Hypothese wird oft die Idee sprachlich bestimmter Farbkategorien herangezogen ( Sprache, Denken und Wirklichkeit (1956) von Benjamin Lee Whorf).

Darüber hinaus werden verschiedene Farben oft mit unterschiedlichen emotionalen Zuständen, Werten oder Gruppen in Verbindung gebracht, aber diese Assoziationen können zwischen den Kulturen variieren. In einem System wird angenommen, dass Rot zum Handeln motiviert; Orange und Lila beziehen sich auf Spiritualität; gelber Jubel; Grün schafft Gemütlichkeit und Wärme; Blau entspannt; und Weiß wird entweder mit Reinheit oder Tod assoziiert. Diese Assoziationen werden auf den einzelnen Farbseiten und unter Farbpsychologie ausführlicher beschrieben.

Siehe auch: Nationalfarben

Auswirkungen auf die Gesundheit

Wenn das Farbspektrum der künstlichen Beleuchtung nicht mit dem von übereinstimmt Sonnenlicht , können erhebliche gesundheitliche Auswirkungen auftreten, einschließlich eines erhöhten Auftretens von Kopfschmerzen. Dieses Phänomen ist oft mit nachteiligen Auswirkungen einer Überbeleuchtung verbunden, da viele der gleichen Innenräume, die eine Farbfehlanpassung aufweisen, auch eine höhere Lichtintensität aufweisen, als für die in diesem Raum auszuführende Aufgabe wünschenswert ist.

Messung und Reproduktion von Farbe

Beziehung zu Spektralfarben

  Das CIE 1931-Farbraum-Chromatizitätsdiagramm. Die äußere gekrümmte Grenze ist der spektrale (oder monochromatische) Ort, wobei die Wellenlängen in Nanometern angegeben sind. Beachten Sie, dass die dargestellten Farben vom Farbraum des Geräts abhängen, auf dem Sie das Bild betrachten, und daher möglicherweise keine absolut genaue Darstellung der Farbe an einer bestimmten Position sind, insbesondere nicht für monochromatische Farben.   Vergrößern Das CIE 1931-Farbraum-Chromatizitätsdiagramm. Die äußere gekrümmte Grenze ist der spektrale (oder monochromatische) Ort, wobei die Wellenlängen in Nanometern angegeben sind. Beachten Sie, dass die dargestellten Farben vom Farbraum des Geräts abhängen, auf dem Sie das Bild betrachten, und daher möglicherweise keine absolut genaue Darstellung der Farbe an einer bestimmten Position sind, insbesondere nicht für monochromatische Farben.

Die meisten Lichtquellen sind Mischungen verschiedener Lichtwellenlängen. Viele solcher Quellen können jedoch immer noch eine Spektralfarbe haben, sofern das Auge sie nicht von monochromatischen Quellen unterscheiden kann. Beispielsweise geben die meisten Computerbildschirme die Spektralfarbe Orange als eine Kombination aus rotem und grünem Licht wieder; es erscheint orange, weil Rot und Grün in den richtigen Proportionen gemischt sind, damit die roten und grünen Zapfen des Auges so reagieren können, wie sie es auf Orange tun.

Ein nützliches Konzept zum Verständnis der wahrgenommenen Farbe einer nicht monochromatischen Lichtquelle ist die dominante Wellenlänge, die die einzelne Lichtwellenlänge identifiziert, die eine Empfindung erzeugt, die der Lichtquelle am ähnlichsten ist. Die dominante Wellenlänge ist ungefähr dem Farbton ähnlich.

Natürlich gibt es viele Farbwahrnehmungen, die aufgrund von Entsättigung oder Purpur (Mischungen aus rotem und violettem Licht von entgegengesetzten Enden des Spektrums) per Definition keine reinen Spektralfarben sein können. Einige Beispiele für notwendigerweise nicht spektrale Farben sind die achromatischen Farben (schwarz, grau und weiß) und Farben wie Pink, Hellbraun und Magenta.

  Ein Farbfoto eines Sonnenuntergangs   Vergrößern Ein Farbfoto eines Sonnenuntergangs

Zwei unterschiedliche Lichtspektren, die auf die drei Farbrezeptoren im menschlichen Auge gleich wirken, werden als gleiche Farbe wahrgenommen. Dies wird durch das von Leuchtstofflampen emittierte weiße Licht veranschaulicht, das typischerweise ein Spektrum hat, das aus wenigen schmalen Bändern besteht, während Tageslicht ein kontinuierliches Spektrum hat. Das menschliche Auge kann den Unterschied zwischen solchen Lichtspektren nicht erkennen, indem es einfach in die Lichtquelle schaut, obwohl reflektierte Farben von Objekten unterschiedlich aussehen können. (Dies wird oft ausgenutzt, um z Obst oder Tomaten sehen in Geschäften heller rot aus.)

In ähnlicher Weise können die meisten menschlichen Farbwahrnehmungen durch eine Mischung aus drei so genannten Farben erzeugt werden Vorwahlen . Dies wird verwendet, um Farbszenen in Fotografie, Druck, Fernsehen und anderen Medien zu reproduzieren. Es gibt eine Reihe von Methoden oder Farbräumen, um eine Farbe in Form von drei bestimmten Primärfarben zu spezifizieren. Jedes Verfahren hat je nach Anwendung seine Vor- und Nachteile.

Keine Farbmischung kann jedoch eine völlig reine Farbe erzeugen, die als völlig identisch mit einer Spektralfarbe wahrgenommen wird, obwohl man bei den längeren Wellenlängen sehr nahe kommen kann, wo das obige Farbdiagramm eine fast gerade Kante hat. Beispielsweise erzeugt das Mischen von grünem Licht (530 nm) und blauem Licht (460 nm) cyanfarbenes Licht, das leicht entsättigt ist, da die Reaktion des roten Farbrezeptors auf das grüne und blaue Licht in der Mischung größer wäre als auf a reines cyanfarbenes Licht bei 485 nm, das die gleiche Intensität wie die Mischung aus Blau und Grün hat.

Aus diesem Grund und wegen der Vorwahlen in Farbdrucksystemen sind im Allgemeinen selbst nicht rein, die reproduzierten Farben sind niemals perfekt gesättigte Farben, und daher können Spektralfarben nicht genau angepasst werden. Natürliche Szenen enthalten jedoch selten vollständig gesättigte Farben, daher können solche Szenen normalerweise gut durch diese Systeme angenähert werden. Der Farbbereich, der mit einem gegebenen Farbwiedergabesystem reproduziert werden kann, wird Gamut genannt. Zur Beschreibung des Farbraums kann die CIE-Farbtafel verwendet werden.

Ein weiteres Problem bei Farbreproduktionssystemen hängt mit den Erfassungsgeräten wie Kameras oder Scannern zusammen. Die Eigenschaften der Farbsensoren in den Geräten sind oft sehr weit von den Eigenschaften der Rezeptoren im menschlichen Auge entfernt. Tatsächlich kann die Erfassung von Farben, die einige spezielle, oft sehr 'gezackte' Spektren aufweisen, die beispielsweise durch ungewöhnliche Beleuchtung der fotografierten Szene verursacht werden, relativ schlecht sein.

Arten, die andere Farbrezeptoren als Menschen haben, z. g. Vögel die vier Rezeptoren haben kann, kann einige Farben unterscheiden, die für einen Menschen gleich aussehen. In solchen Fällen kann ein auf einen Menschen mit normalem Farbsehen „abgestimmtes“ Farbwiedergabesystem für die anderen Beobachter sehr ungenaue Ergebnisse liefern.

Das nächste Problem ist die unterschiedliche Farbwiedergabe verschiedener Geräte. Für Farbinformationen, die in digitaler Form gespeichert und übertragen werden, hilft eine Farbverwaltungstechnik, die auf Farbprofilen basiert, die an Farbdaten und an Geräte mit unterschiedlicher Farbreaktion angehängt sind, um Verformungen der reproduzierten Farben zu vermeiden. Die Technik funktioniert nur für Farben im Farbumfang der jeweiligen Geräte, z. Es kann dennoch vorkommen, dass Ihr Monitor Ihnen die Farbe Ihres Goldfisches nicht in Echtfarbe anzeigen kann, selbst wenn Ihre Kamera die Farbinformationen korrekt empfangen und speichern kann und umgekehrt.

Strukturfarbe

Strukturfarben sind Farben, die eher durch Interferenzeffekte als durch Pigmente verursacht werden. Farben werden erzeugt, wenn ein Material mit feinen parallelen Linien eingekerbt wird, die aus einer oder mehreren dünnen parallelen Schichten bestehen oder auf andere Weise aus Mikrostrukturen in der Größenordnung der Wellenlänge der Farbe bestehen. Wenn die Mikrostrukturen zufällig angeordnet sind, wird Licht mit kürzeren Wellenlängen bevorzugt gestreut, um Farben mit Tyndall-Effekt zu erzeugen: das Blau des Himmels, das Aerogel von Opalen und das Blau der menschlichen Schwertlilien. Wenn die Mikrostrukturen in Arrays ausgerichtet sind, zum Beispiel das Array von Pits in einer CD, verhalten sie sich wie ein Beugungsgitter, das Gitter reflektiert aufgrund von Interferenzphänomenen unterschiedliche Wellenlängen in verschiedene Richtungen und trennt weißes Licht in Farben. Wenn die Struktur aus einer oder mehreren dünnen Schichten besteht, reflektiert sie abhängig von der Dicke der Schicht(en) einige Wellenlängen und lässt andere durch.

Die Strukturfarbe ist für die Blau- und Grüntöne vieler Vogelfedern (z. B. Blauhäherfedern) sowie bestimmter Schmetterlingsflügel und Käferpanzer verantwortlich. Variationen im Musterabstand führen oft zu einem schillernden Effekt, wie er bei Pfauenfedern, Seifenblasen, Ölfilmen und Perlmutt zu sehen ist, da die reflektierte Farbe vom Betrachtungswinkel abhängt.

Strukturfarbe wird im Bereich der Dünnschichtoptik untersucht. Ein Laienbegriff, der besonders die geordnetsten Strukturfarben beschreibt, ist Irisieren.

Zusätzliche Bedingungen

  • Farbton: Die Richtung der Farbe von Weiß, zum Beispiel in der CIE-Farbtafel.
  • Sättigung: wie 'dicht' oder 'intensiv' oder 'konzentriert' oder 'rein' eine Farbe ist.
  • Wert: wie hell oder dunkel eine Farbe ist.
  • Tönung: eine Farbe, die durch Hinzufügen von Weiß aufgehellt wird.
  • Farbton: eine Farbe, die durch Hinzufügen von Schwarz dunkler gemacht wird.