Angeregt durch meinen Beitrag zur Farbauswahl, habe ich mich mit der Warbwahrnehmung beschäftigt. Und diese Gedanken will ich nicht vor euch verbergen.

Rot, Gelb, Blau

Es gibt Dinge, die einen aufregen. Wahrscheinlich wird es einige Leser aufregen, dass dieser Text mit Schreibfehlern, Kommasetzungsfehlern usw. gespickt sein wird. Mir egal! Ihr müsst den Kram nicht lesen, also fuck off! Beim Thema Farben gibt es aber auch Dinge, die mich aufregen. Beispielsweise wurde mir mal auf Youtube Shorts ein Video empfohlen, in dem irgendein dahergelaufener Besserwisser, mit Passanten in einer Fußgängerzone ein Quizz durchgeführt hat. Bei einer Frage bin ich aber doch ins stutzen gekommen.

Was sind die drei Grundfarben?
Rot, Gelb und Blau
Richtig!

Nein, falsch! Goethe hat im Jahre 1810 seine Schrift »Zur Farbenlehre« veröffentlicht. Darin leitete er her, dass es nur zwei reine Farben gibt: Blau und Gelb, alle anderen Farben sind nur Mischungen aus diesen. Bis zum Ende seines Lebens war er davon überzeugt, dass seine Farbenlehre sein größtes Werk sei. Leider fehlt dabei schon eine ganz wichtige weitere Farbe: Rot! Die lässt sich definitiv nicht aus Blau und Gelb mischen.

Woher der Irrglaube kommt, dass Rot, Gelb und Blau die Grundfarben sind, kann ich nicht richtig nachvollziehen. Entstanden ist diese Idee wohl bereits ein Jahrhundert vor Goethes Farbenlehre. Maler konnten sich damals nur rein intuitiv erschließen, dass Gelb und Blau zusammen Grün ergeben. Das ist auch erstmal richtig, nur nicht die Grundlage unseres Sehorgans. Seit dem 18ten Jahrhunderts haben sich dann doch einige Entwicklungen im Bereich der Physiologie ergeben. Vom Kindergarten bis aufs Gymnasium hat mich diese Farbenlehre verfolgt.

Machen wir zuerst mal ein einfaches Experiment. Das Bild zeigt einen Screenshot und ein Foto vom Monitor von der gleichen Szene, in diesem Beispiel eine Szene aus Rick und Morty:

Die Pixel des Monitors sind nicht rot, gelb und blau, sondern rot, grün und blau. Im Vergleich der Bilder fällt auf, dass Gelb eine Mischung aus Rot und Grün ist!

Jetzt müssen wir noch den größten Unterschied zwischen der Kindergarten-Wasserfarben-Theorie und der richtigen Umsetzung darlegen; und kann man sich folgendes Experiment vorstellen:

• Das Bild mit den Pixeln zeigt die additive Farbmischung. Ganz einfach: Ein Monitor ist im Normalzustand schwarz. Um einen Farbeindruck zu erzeugen werden kleine farbige Lichter eingeschaltet. Im besten Fall können diese farbigen Lichter alle Sinneseindrücke eines Menschen erzeugen, inklusive der Farbe Weiß. Das bedeutet: um einen Farbeindruck zu erzeugen, muss Licht mit einer gewissen Farbe zu Schwarz (= kein Licht) hinzugefügt werden.
• Stellen wir nun den umgekehrten Fall vor: einen Drucker. Üblicherweise ist Druckerpapier weiß. Bei der subtraktiven Farbmischung wird dem weißen Licht (sehr stark vereinfacht: alle Farben sind bereits vorhanden) Farbe abgezogen um einen Farbeindruck zu erzeugen.

Das führt dazu, dass für beide Möglichkeiten zur Farbsynthese unterschiedliche Grundfarben verwendet werden: bei der additiven Farbmischung Rot, Grün und Blau und bei der subtraktiven Cyan, Magenta, Gelb und zur Kostenoptimierung beim Drucken oft auch Schwarz.

Bleiben wir jetzt bei der additiven Farbmischung. Warum ist dabei Rot, Grün und Blau denn physiologisch die richtige Wahl. Die Sehrezeptoren im Auge unterscheiden sich grundlegend in Zapfen und Stäbchen, wobei die Zapfen noch in S-, M- und L- Zapfen unterschieden werden können. Die Zapfen ermöglichen uns das Farbsehen, die Stäbchen sind dagegen sehr sensitiv und vor allem beim Dunkelsehen wichtig. Der Mensch hat ungefähr 6 Millionen Zapfen und 120 Millionen Stäbchen. Von den 6 Millionen Stäbchen sind 600.000 S-Stäbchen, also die eher blauen Farben empfindlich. Die M- und L- Zapfenverteilung variiert sehr stark unter den Menschen.

In der Abbildung sieht man, dass vor allem der M und der L Bereich sehr stark überlappt. Die frühere Erklärung, dass es Zapfenarten jeweils für Blau, Grün und Rot gibt ist nicht richtig. Der L-Rezeptor für »rotes« Licht hat ein Absorptionsmaximum bei 564 nm; und das ist gelbgrün und nicht rot. Der M-Rezeptor für grünes Licht hat ein Absorptionsmaximum bei 534 nm, was tatsächlich grün ist. Als Vergleich: grüne Laserpointer haben eine Wellenlänge von 532 nm.

Der Mechanismus, wie aus diesen verschiedenen Arten der Sehrezeptoren »Farbe« wird, ist recht komplex. Wichtig ist, dass das Farbsehen immer erst durch einen Reiz mehrerer Stäbchen erfolgt. So gibt es mehrere Verarbeitungsschritte, bis eine Farbwahrnehmung entsteht.

1. Die Summe der Erregungen aus M- und L-Zäpfchen erzeugt die Luminanz/Helligkeit.
   Hell = M + L
2. Der Unterschied zwischen der M- und der L-Zäpfchen Erregung. Hierdurch wird der Rot-Grün Kontrast ermittelt.
   Rot-Grün = M – L
3. Der Unterschied zwischen der Erregung der S-Zäpfchen und der Summe der Erregungen der M- und L-Zäpfchen. Hierdurch wird der Blau-Gelb Kontrast erzeugt.
   Blau-Gelb = S – (M + L)

Das ist jetzt so sehr vereinfacht, dass es wahrscheinlich wieder falsch ist. Es soll ja auch nur sehr einfach erklären, dass für das Farbsehen beim Menschen mehr als nur drei verschiedene Lichtdetektoren notwendig sind.

Wie wird denn nun das Farbsehen wissenschaftlich »gemessen«? Mit einem Experiment und Versuchspersonen. Das hat die Internationale Beleuchtungskommission 1931 und 1964 durchgeführt. Der Versuch scheint auf den ersten Blick sehr einfach. Die Probanden bekamen eine Testfarbe (reine Spektralfarben durch eine einstellbare Lichtquelle) gezeigt und sollten die Intensitäten von drei weiteren Lichtquellen mit den Farben Blau (Quecksilberdampflampe 435,8 nm), Grün (Quecksilberdampflampe 546,1 nm) und Rot (Glühlampe mit Rotfilter >700 nm) so einstellen, dass die Farben gleich erscheinen.

Bei diesem Experiment kam heraus, dass vor allem die Cyan Farben zwischen 440 und 560 nm nicht sinnvoll zugeordnet werden konnten zur korrekten Angleichung zu der Testfarbe Rot hinzugefügt werden musste. Bei Wikipedia wird zitiert: „Gesättigtes Cyan kann also nur hypothetisch mit der Formel: grün plus blau minus etwas rot gemischt werden“.

Trotzdem kann man mit diesem Experiment die komplette Farbwahrnehmung nach einigen weiteren Berechnungen bestimmt werden. Dadurch entsteht die Normalfarbtafel:

Veröffentlicht von Torge Anders unter CC BY-SA 3.0

Das eingezeichnete Dreieck zeigt den Farbraum, der mit dem sRGB Farbraum dargestellt werden kann. Aktuell wird als beste Wiedergabe der Normalfarbtafel der Wide-Gamut RGB Farbraum angesehen. Dieser verwendet die Primärfarben bei 450, 520 und 700 nm, und das sind Blau, Grün und Rot.

Wir haben also was gelernt! Die Grundfarben bei additiver Farbmischung sind:

Rot, Grün, Blau

In Zukunft beantworte ich nochmal drei offene Fragen, die mit Farbe zusammenhängen beantworten:

• Was ist Lila?
• Was ist Weiß?
• Wie wirken Farben?