Farbenlehre

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    Einleitung

    Die Farbenlehre ist die Wissenschaft von der Farbe als Farbstoff (Gesichtsempfindung aus äußeren, physikalischen, physikalisch-chemischen und inneren, physiologischen und psychologischen Wirkungen), als optische Erscheinung (Lichtstrahlen bestimmter Wellenlänge), als Buntheit, als Art der Strahlung. Umfasst die Entstehung, die Ordnung, Verwendung und Benennung der Farben.

    Durch die Wirkung sichtbaren Lichts auf das Auge (über farbempfindliche Zäpfchen der Netzhaut) wird die Farbempfindung möglich, unterschieden in freie (ohne Struktur und feste Distanz) und gebundene Farben. Erscheinungsformen der Farben sind farbiges Licht (Selbstleuchter) und nicht selbstleuchtende Körperfarben.

    Die DIN-Farbenkarte

    Jede Farbe lässt sich anhand von drei Kriterien beschreiben, mit denen auch die so genannten DIN-Farbenkarte (DIN 6164) arbeitet:

    a) der Farbton (T); fehlt dieser, so haben wir es mit so genannten unbunten Farben zu tun (Schwarz, Weiß, Grau);

    b) die Sättigung (S), die sich an der Stärke des Farbtons bemisst;

    c) die Helligkeit bzw. Dunkelstufe (D).

    Farben gleichen Farbtons liegen auf einer Linie (durch Unbuntpunkt definiert), Farben verschiedenen Farbtons, aber identischer Sättigungsstufe liegen auf einer Sättigungslinie. Durch Farbton und Sättigungsstufe kann also die Farbart und ihre Position in der DIN-Farbkarte fixiert werden.

    Die Helligkeit wird durch den Faktor Dunkelstufe (weiß ist D = 0, schwarz ist D = 10) definiert.

    Im DIN-Farbsystem kann jede einzelne Farbe durch ein Farbzeichen T:S:D. (z.B.: 3:6:2) gekennzeichnet werden.

    3. Der Farbenkreis

    Die Grundfarben (Rot, Gelb, Blau) ergeben mit ihren Mischfarben eine fortlaufende Farbenreihe, den Farbenkreis. Die sich im Farbkreis gegenüberliegenden Valenzen werden als Komplementärfarben bezeichnet (z.B. Orange und Blau); bei additiver Mischung geben sie zusammen Weiß, bei subtraktiver Mischung einen dunklen, fast schwarzen Farbton.

    Die Farbmetrik

    Die Maßbeziehungen zwischen den Farben werden in der Farbmetrik definiert. E. Schrödinger unterscheidet die niedere (Farbvalenzmetrik) und die höhere (Farbempfindungsmetrik) Farbmetrik; auch Ähnlichkeit, Farbabstand werden in der Farbempfindungsmetrik beurteilt; in der Farbvalenzmetrik entscheidet der Augenschein.

    Die Farbvalenz ist Gegenstand der Farbmessung, deren Gesetze im farbmetrischen Grundgesetz fixiert werden: Die drei Zapfentypen der Netzhaut unterscheiden das einfallende Licht linear und stetig nach drei getrennten und spektral differierenden Wirkungsweisen, wobei die Einzelwirkungen in einem Gesamteindruck (Farbvalenz) kulminieren. Dieses farbmetrische Grundgesetz als Mischung optischer Wirkungen (additive Farbmischung) wirkt als Überlagerung von Farbvalenzen (etwa durch Projektion), als rasch abfolgende Farbvalenzen (oberhalb der Flimmergrenze) oder als Farbvalenz, die unterhalb der räumlichen Auflösungsfähigkeit des Auges liegt. Substraktive oder multiplikative Farbmischungen werden demnach durch die spektrale Durchlässigkeit von Filterkombinationen bestimmt.

    Die Farbmaßzahlen (zur Präzisierung der Farbvalenz) werden in der Farbmessung ermittelt, unter einem Lichteinfallswinkel von 45°, bei senkrechter Beobachtung und unter einem Lichteinfallswinkel von 0°. Sie werden auf genormtes Tages-, Glühlampenlicht bezogen.

    Es gibt folgende Messverfahren:

    a) das Gleichheitsverfahren (Vergleich zwischen zu messender Farbvalenz und einer identisch aussehenden Farbvalenz aus der Farbenkarte);

    b) das Spektralverfahren (spektralfotometrisch Messung des Lichts);

    c) das Dreibereichsverfahren (auf drei Fotoempfängern verschiedener Wellenlängenbereiche, die der spektralen Empfindlichkeit des Auges entsprechen müssen, wird die Wirkung der zu messenden Farbvalenz festgehalten). Das Dreibereichsverfahren ist wegen der Schnelligkeit der Farbmessung gut für Differenzmessungen zwischen den Farben geeignet.

    5. Geschichte

    Schon in der Antike finden sich Ansätze einer Farbenlehre, insbesondere aber in den Anfängen neuzeitlicher Naturwissenschaft (Descartes, Grimaldi, R. Boyle, R. Hooke u.a.); 1704 Versuch Newtons, die Farbe auf physikalischer Basis phänomenologisch zu erfassen; 1810 Betonung der physiologische Seite der Farbeindrücke durch J.W. von Goethe in der Schrift "Zur Farbenlehre". H. von Helmholtz entwickelte als eigentlicher Begründer der modernen Farbenlehre 1867 seine physikalisch und physiologisch gestützte Theorie (in Anlehnung an das Farbdreieck von T. Young) der Farbempfindungen (Young-Helmholtz-Theorie). W. Ostwald schuf eine Körperfarbensystematik, Prinzipien und Verfahren zur Farbmessung und Aspekte der Farbmetrik, die durch E. Schrödinger (1920) und durch R. Luther (1927) weiterentwickelt wurden.

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