3.1 Licht und Farbempfindung

Einer der wichtigsten Sinne des Menschen ist das Sehen. Um sehen zu können, braucht der Mensch Licht, welches von einer Lichtquelle ausgesendet wird. Diese Lichtstrahlen durchdringen Objekte oder werden von ihnen reflektiert und gelangen dann in das menschliche Auge, wo sie zum Gehirn weitergeleitet werden, um dort zu einem Gesamtbild zusammengesetzt zu werden. Das für Menschen wahrnehmbare Licht liegt in einem begrenzten Bereich des Spektrums der elektromagnetischen Wellen. Diese Wellen werden über die Wellenlänge l und die Frequenz n charakterisiert, wobei das Produkt l * n = c der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Der Bereich des sichtbaren Lichts geht von 4.3*10¹⁴ Hz (rot) bis 7.5*10¹⁴ Hz (violett), bzw. von. ca. 780 nm bis 380 nm.

Abbildung 1

Die Spektralfarben rot, orange, gelb, grün, blau, indigo und violett decken diesen Bereich ab. Wenn wir nun von Farben sprechen, haben wir immer den Bezug zum menschlichen Auge, da die verschiedenen Wellenlängen als verschiedene Farben wahrgenommen werden. Im Allgemeinen treten dabei Farben nicht als reine Farben genau einer Wellenlänge auf, sondern als Mischungen mehrerer dieser Farbanteile. So gibt es theoretisch unendlich viele Farben, wobei der Mensch imstande ist, ungefähr 350.000 Farben zu unterscheiden. Die eigentliche Farbwahrnehmung ist nun von drei Parametern abhängig. Die dominante Frequenz (oder Wellenlänge) wird die Farbe (hue) genannt, wobei hier die Verbindung zwischen Farbe und Frequenz (Wellenlänge) hergestellt wird. Die Sättigung oder Reinheit gibt an, wie "ausgewaschen" eine Farbe ist. Die Sättigung (saturation) ist eng gekoppelt mit der Anzahl der Wellenlängen, die zur Farbwahrnehmung beitragen. Die Spektralfarben sind z.B. sehr rein, wogegen die Pastellfarben wenig gesättigt sind. Je enger der Wellenlängenbereich ist, desto reiner ist die Farbe. Die Helligkeit (luminance) ist der letzte Parameter und gibt die Intensität des Lichtes an. Durch Mischen von Farben können andere Farben erzeugt werden, wobei die Farben zur Erzeugung dann Grundfarben oder Primärfarben genannt werden. Diese Technik ist die Grundlage für die auf den nächsten Seiten beschriebenen Farbmodelle, die zur Erzeugung von Farben verwendet werden. Als Komplementärfarben bezeichnet man die Farben, die in Kombination die Farbe weiß ergeben, wie z.B. blau und gelb.