Additive Farbmischung

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Die additive Farbmischung, auch additive Farbsynthese oder physiologische Farbmischung ist ein Phänomen, welches die Änderung des vom Auge empfundenen Farbeindrucks durch sukzessives Hinzufügen eines jeweils anderen Farbreizes beschreibt (additiv = hinzufügend). Grundsätzlich ist das Farbsehen mit Hilfe unterschiedlich farbempfindlicher Sensoren im Auge eine additive Mischung. Da die additive Farbmischung prinzipiell in Auge und Gehirn stattfindet, wird sie auch physiologische Farbmischung genannt.

Werden zum Beispiel die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau „gleichmäßig“ (mithin in geeigneter Helligkeit) addiert, entsteht die Farbempfindung Weiß. Die Empfindung ist Schwarz, wenn die Summe Null ist (kein Licht). Die Summen aus zwei Primärfarben bewirken die Empfindungen Gelb, Cyan und Magenta.

Additive Farbmischung auf einer Bildwand (Rot+Grün=Gelb)

Das Erzeugen örtlich oder zeitlich nahe beieinander liegender Farbreize wird auch schon additives Farbmischen genannt, obwohl der wirksame Mischprozess erst in Auge und Gehirn stattfindet:

  • enge Bündel von unterschiedlich farbigen Lichtquellen (zum Beispiel auf Bildschirmen oder Monitoren) oder Farbtupfern (zum Beispiel auf Bildern in der Maltechnik des Pointillismus); ein enges Bündel wird als Einheit, nicht als mehrere Lichtquellen oder mehrere Tupfer wahrgenommen,
  • rascher zeitlicher Wechsel farbiger Flächen (zum Beispiel beim Farbkreisel)
  • gleichzeitige Beleuchtung einer diffus streuenden Bildwand mit unterschiedlich farbigen Lichtquellen; sie ist ein Grenzfall enger Bündel unterschiedlich farbiger Punkte, weil jeder Punkt das Licht aller Quellen reflektiert.

Werden spektrale Teilbereiche aus dem Licht der Quellen weggenommen (genauer: in ihrer Intensität verringert), spricht man von Subtraktiver Farbmischung (subtraktiv = wegnehmend). Die Subtraktive Farbmischung wird auch Physikalische Farbmischung genannt, weil sie im Gegensatz zur Additiven Farbmischung rein gegenständlich ist, nicht in Auge und Gehirn stattfindet.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Additive Farbmischung
Additive Farbmischung am Röhrenmonitor

Die additive Mischung wird durch die Dreifarbentheorie von Thomas Young und Hermann von Helmholtz beschrieben. Typisches Beispiel sind die Pixel bei Bildschirmen (Fernseher, Computer). Das Bild setzt sich aus vielen kleinen Flächenelementen zusammen. So werden die drei Basisfarben Rot (Orangerot), Grün, Blau (Violettblau) „addiert“. Im ausreichenden Abstand bilden diese Flächenelementstrahler auf der Netzhaut einen „gemischten“ Farbreiz, sie bilden eine einheitlich wahrgenommene Farbnuance.

Drei Strahler (Scheinwerfer) beleuchten mit Lichtfarben in jeweils einer der drei Grundfarben R(ot), G(rün) und B(lau) eine weiße Fläche. Die Farbkegel mögen sich dabei teilweise überschneiden. Jedes Projektionslicht erscheint in seiner reinen Farbe, solange es allein auf die Projektionsfläche trifft. Überschneiden sich zwei Lichtkegel, so entstehen Sekundärfarben, die bunten Grundfarben Gelb, Magenta (Magentarot) und Cyan (Cyanblau). In der Mitte überschneiden sich alle drei Lichtkegel – hier sieht man die Tertiärfarbe Weiß, den definitionsgemäß weißen Hintergrund. Die unbunte Grundfarbe Schwarz wird durch die Dunkelheit im Raum repräsentiert. Durch Intensitätsregelung der Lichtstrahler lässt sich im Überschneidungsbereich aller drei Grundfarben jede beliebige Farbnuance ermischen. An Überschneidungsflächen entstehen dabei farbige Schatten.

Beispiel einer großen Anzahl von Kombinationen und Intensitäten der Primärfarben Rot, Grün und Blau
Farblichter
Additive Farbmischung
 Rot +  Grün =  Gelb
 Grün +  Blau =  Cyan
 Rot +  Blau =  Magenta
 Rot +  Grün +  Blau =  Weiß
Umwandlung zwischen additiven und subtraktiven Farbwerten
(zwischen RGB- und CMY-Modell)
Von subtraktiv zu additiv (Werte in %) Von additiv zu subtraktiv (Werte in %)
Rot = 100 - Cyan Cyan = 100 - Rot
Grün = 100 - Magenta Magenta = 100 - Grün
Blau = 100 - Gelb Gelb = 100 - Blau

Einsatzgebiete[Bearbeiten]

Darstellung einer weißen „12“ auf schwarzem Hintergrund auf einem Röhrenfernseher. In der Nahaufnahme erkennt man die einzelnen Farben, aus denen die Ziffern zusammengesetzt sind.

Die additive Farbmischung ist die Grundlage für die Farbwiedergabeverfahren, die auf dem RGB-Farbraum beruhen. Anwendungen bestehen im Besonderen bei Bildschirmen, wie beim Farbfernsehen. Auch die Digitalfotografie beruht auf dieser Form. Je nach dem farbwiedergebenden Verfahren kommen unterschiedliche Raster zum Einsatz, wie das Kornraster-, das Linienraster- oder das Linsenraster-Verfahren. Die technischen Probleme der Farbwiedergabe beruhen vor allem auf der Verfügbarkeit von wirtschaftlich, technologisch und technisch geeigneten Leuchtstoffen mit entsprechender Lumineszenz im erforderlichen Anregungsbereich. Die Beschreibung von farbigen Flächen auf Webseiten kann durch eine entsprechende Angabe der Anteile der Primärfarben in Webfarben umgesetzt werden.

Bei technischen Systemen wird die additive Farbwiedergabe mit unterschiedlichen dreidimensionalen Farbmodellen beschrieben. Ziel ist es dabei, diese möglichst der „naturgewohnten des Nutzers“, dem natürlichen LMS-Raum, anzupassen. Durch Zusatzlichter (also Vierdimensionalität) kann der (technisch) darstellbare Farbraum verbessert werden. Diese Möglichkeit wählte erstmals Sharp 2010 bei seinen LCD-Fernsehern. Mit einem vierten Leuchtstoff zu den bisherigen RGB-Pixeln, roten, grünen, blauen Leuchtpunkten, werden gelbe Subpixel (RGBY) für die Farbmischung eingebaut. Durch rechnerische Umwertungen werden diese (erweiterten) Leuchtpunkte angesteuert. Technisches Ziel ist die verbesserte Wiedergabe der kritischen Gelb-, Gold- und Brauntöne und der Hauttöne. Diese Wiedergabeprobleme beruhen auf der begrenzten (hier) Verfügbarkeit von wirtschaftlich vertretbaren Leuchtstoffen, mit denen nicht die „idealen“ Primärfarben bereitstehen.

Im Gegensatz zur Mischung von „Farblichtern“ steht die Subtraktive Farbmischung für die Mischung von Körperfarben, wie die farbgebende Wirkung bei der analogen Fotografie und dem Vierfarbendruck erreicht wird.

Literatur[Bearbeiten]

  • Harald Küppers: Farbenlehre. = Schnellkurs Farbenlehre (= DuMont-Taschenbücher 563 DuMont-Schnellkurs). DuMont Literatur und Kunst Verlag, Köln 2005, ISBN 3-8321-7640-3.