Farbe

Additive & subtraktive Farbmischung, Komplementärfarben

Additive Farbmischung

Wenn zwei Taschenlampen auf ein und dieselbe Fläche gehalten werden, so wird diese Fläche heller beleuchtet, als wenn sie nur von einer einzigen Taschenlampe angestrahlt würde. Auch dann noch, wenn man vor die eine Taschenlampe einen grünen Filter setzt und vor die andere einen roten: Das Licht addiert sich und die Fläche strahlt heller. Weil sich die Intensitäten der Lichtfarben addieren, heißt dieser Vorgang additive Farbmischung. In folgender Grafik sind drei Scheinwerfer mit jeweils rotem, blauem und grünem Licht in einem stark abgedunkelten Raum auf eine helle Fläche gerichtet: Man sieht, dass rotes und grünes Licht sich zu gelbem Licht addieren, rotes und blaues Licht zu Magenta und blaues und grünes Licht zu Cyan, gleichzeitig nehmen auch die Helligkeiten der Farben zu. Ebenso, wie man weißes Licht in seine bunten Komponenten auftrennen kann (z.B. wenn man es durch ein Prisma schickt), ergibt die Summe aller Komponenten auch wieder weißes Licht, was an der mittleren Fläche zu sehen ist.

Wir erleben das additive Mischverfahren täglich beispielsweise am Computer: Ein Monitor erzeugt
Farben, indem verschiedene Leuchtstoffe zum Leuchten angeregt werden. Jedes Pixel auf dem Bildschirm besteht aus drei unterschiedlichen Leuchtstoffen, die den drei RGB-Farben entsprechen. Auf dem PC-Monitor sind die Pixel sehr klein und können nur mit Hilfe einer Lupe erkannt werden. Auf dem Fernseher allerdings sind sie mit bloßem Auge sichtbar: Zeigt der Fernseher eine weiße Fläche, so leuchten die drei Leuchtstoffe gleichmäßig stark auf. Die roten, grünen und blauen Punkte sind dann sehr gut zu erkennen. Bei einer gelben Fläche leuchten nur die roten und grünen Leuchtstoffe, die blauen sind dunkel.

Ein Monitor kann mit nur drei Grundfarben einen Eindruck von Millionen von Farben erzeugen. Das
additive Farbmischverfahren wird immer dann angewendet, wenn Licht direkt - ohne Reflexion durch einen Gegenstand - in das Auge gelangen soll.

Subtraktive Farbmischung

Die eigentlich reflektierende Schicht eines Spiegels ist eine unter das Glas eingearbeitete hauchdünn ausgewalzte Silberfolie. Es existiert kein anderes Material, das Licht besser reflektieren kann als Silber: Die Energie der einfallenden Lichtstrahlen wird vom Spiegel nahezu vollständig wieder zurückgeworfen. Ähnlich wie beim Spiegel wird das Licht von einem weißen Blatt Papier reflektiert, jedoch in geringerem Maße - bei einem grauen Blatt Papier noch weniger und ein schwarzes Blatt am wenigsten. Kein anderer auf der Erde vorkommender Stoff ist bekannt, der das Licht so stark absorbiert wie schwarzer Samt.
Reflexion und Absorption stehen in direkter Abhängigkeit zueinander: Je größer das Reflexionsvermögen eines Stoffes, desto geringer die Absorption, und umgekehrt.

Die visuelle Wahrnehmung unserer Umwelt ist nur deshalb möglich, weil alle Gegenstände das auftreffende Licht reflektieren. Stark reflektierende Gegenstände erscheinen uns heller, schwach reflektierende erscheinen uns dunkler. Durch diese Kontraste erst können wir eine genaue optische Differenzierung der Gegenstände untereinander vornehmen. Die folgenden Abbildungen veranschaulichen die Reflexion:
starke Reflexion
mittelstarke Reflexion
schwache Reflexion
Warum die Reflexion von Rot und Grün uns als Gelb erscheint, dürfte klar werden, wenn man sich
nochmals die Grafik aus der additiven Farbmischung vor Augen führt: Rotes Licht und grünes Licht
ergeben gelbes Licht.
Was ist nun der Unterschied zwischen additiver und subtraktiver Farbmischung? Die farbige Erscheinung
von Licht bzw. eines Lichtstrahls bezeichnet man als Lichtfarbe, die farbige Erscheinung von
Objekten bezeichnet man als Körperfarbe.
Während bei der additiven Farbmischung sich die Lichtfarben addieren und deshalb die Helligkeit
zunimmt, ist es bei der subtraktiven Farbmischung umgekehrt: Hier nimmt die Helligkeit wegen der
Absorption der Lichtstrahlen ab und die gemischten Farben erscheinen dunkler.
Folgende Grafik veranschaulicht die subtraktive Farbmischung. Wichtig ist der Unterschied, dass hier
nicht drei Scheinwerfer auf eine Fläche leuchten. Man muss sich einen weißen Untergrund vorstellen,
auf dem mit einem Pinsel gemalt wurde. Die überschneidenden Flächen sind die Mischungen der


Farben:

subtraktive Farbmischung
In der additiven Farbmischung werden die RGB-Farben Rot (R), Grün (G), und Blau (B) gemischt.
In der subtraktiven Farbmischung werden die CMY-Farben Cyan (C), Magenta (M) und Yellow (Y) gemischt.
In der Praxis verwendet man das CMYK-Modell. Das K steht für Kontrast (Schwarz). Ein reiner
CMY-Druck hätte in der Praxis des Druckens kein richtig tiefes Schwarz, deshalb wird dieses separat zugesetzt.
Ein direkter Vergleich beider Grafiken:
In der additiven Farbmischung wird
Licht gemischt. Rotes Licht und grünes
Licht ergeben gelbes Licht.
In der subtraktiven Farbmischung werden
Stoffe gemischt. Gelbe Farbpaste
und cyanfarbene Farbpaste ergeben
als Mischung grüne Farbpaste.
Ein Tintenstrahldrucker erzeugt Bilder, indem er kleine Tintentropfen auf das Papier wirft. Dabei werden CMYK-Farben verwendet und so angeordnet, dass der Eindruck von Millionen von Farben erweckt werden kann. Dass der Drucker wirklich nur mit den drei CMY-Farben alle anderen Farben darstellen kann, sehen wir bestätigt, wenn wir die Tintenpatronen wechseln.

Primär- und Sekundärfarben

Die Grundfarben des RGB- und des CMY-Modells werden Primärfarben genannt.
Werden zwei Primärfarben gemischt, so entstehen die Sekundärfarben. Orange z.B. ist eine Sekundärfarbe, weil sie aus Rot und Gelb gemischt ist. Und schließlich, wenn ein Gemisch von Komponenten aller Primärfarben erzeugt wird, erhält man sogenannte Tertiärfarben.

Die nachstehenden Farbbänder veranschaulichen die Fülle der Sekundärfarben. Anfang und Ende der Bänder sind die Grundfarben des RGB-Modells, Rot, Grün und Blau - die Mittelpunkte sind die Mischfarben des RGB-Modells, Gelb, Cyan und Magenta. Alle Farben, die sich zwischen dem Mittelpunkt und einem der beiden Eckpunkte befinden, sind Sekundärfarben:
von Rot über Gelb nach Grün
von Grün über Cyan nach Blau
von Blau über Magenta nach Rot

Der Farbenkreis
Wenn Anfang und Ende der Farbbänder zusammengeknüpft werden und kreisförmig angeordnet,
dann erhält man einen Farbenkreis. Er dient dazu, die Zusammenhänge zwischen Primär- und Sekundärfarben darzustellen. Die Grafik daneben veranschaulicht die Entstehung des Farbenkreises aus dem additiven Farbmischmodell:
Farbenkreis additive Farbmischung
Ob das additive oder das subtraktive Farbmischmodell zur Bestimmung des Farbenkreises herangezogen wird, spielt keine Rolle, denn die Winkel der Grundfarben zueinander sind bei beiden Verfahren die gleichen (s. nochmals den direkten Vergleich beider Grafiken). Die RGB- als auch die CMY-Primärfarben haben exakt einen Abstand von 60°.
Komplementärfarben und Simultanwirkung Farben, die sich auf dem Farbenkreis gegenüberstehen, nennt man Komplementärfarben. Eine Komplementärfarbe
ergänzt eine andere Farbe zu Weiß (bei Lichtfarben bzw. RGB-Farben) oder zu Schwarz
(bei Körperfarben bzw. CMY-Farben). Die Komplementärfarbe von Magenta beispielsweise ist Grün.

Wenn eine Farbpaste aus reinem Magenta mit einer Farbpaste aus reinem Grün gemischt werden,
ergibt sich Schwarz. Und wenn Licht mit der Farbe Magenta und Licht mit der Farbe Grün überschneidend auf eine Fläche gehalten werden, ergibt sich Weiß.
Wir verbinden mit dem Begriff Kontrast fast automatisch die Farben Schwarz und Weiß. Jedoch in
gleicher Weise, wie Schnee die winterlichen Konturen den Bäume abhebt, kann das simultane Wirken von Farben die farblichen Kontraste verstärken, die Buntheit vermehren. Komplementärfarben lassen sich gegenseitig kräftiger und leuchtender erscheinen. Die folgenden Abbildungen demonstrieren den Simultankontrast. Man muß das Kreuz zwischen den Quadraten einige Sekunden lang mit den Augen starr fixieren und die Quadrate nur „ganz nebenbei“ wahrnehmen:
Man sieht, dass das mittelgraue kleine Quadrat vor weißem Hintergrund dunkler wirkt als vor
schwarzem, obwohl der Grauton der gleiche ist.
Nun der Versuch mit farbigen Quadraten.
Beim Fixieren des Kreuzes sehen wir, dass das linke Rot intensiver erscheint. Türkis und Orange besitzenaber die gleiche Helligkeit, sodass der gleiche Effekt von Kontraststeigerung wie beim Schwarz/Weiß-Versuch nicht in Frage kommt. Dieser neue Effekt, dass Farben sich gegenseitig verstärken können,wird Komplementärkontrast oder auch Simultankontrast genannt.

Perspektiveffekt durch Farben

Blau kann die Illusion von Perspektive schaffen: Eine Farbe wirkt um so weiter entfernt, je kälter und je blasser sie ist, und um so näher, je wärmer und je kräftiger sie ist:
Perspektiveffekt Was wir sehen, sind rote Flecken. Keinesfalls kommt uns in den Sinn, die hellblaue Fläche könnte Löcher haben und dahinter befände sich ein roter Hintergrund.
Der Grund für dieses Phänomen ist ein ganz simpler: In der Natur erscheinen die Dinge um so weiter entfernt, je blasser sie sind und um so näher, je kräftiger sie sind. Unser visuelles System hat sich im Zuge der Evolution an die Gegebenheiten der Natur angepaßt. Blasses und bläuliches erscheint uns weit entfernt, kräftiges und buntes näher:
Schema einer Landschaft Mit Hilfe von Farben könnten wir also Perspektive z.B. auf unsere Webseite bringen: Vor blassem, pastellfarbigem Hintergrund bekommt ein in kräftiger Farbe gehaltener 3-D-Button mit Schatteneffekt noch mehr Perspektive. Umgekehrt würde ein blasser 3-D-Button auf kräftigem Hintergrund seltsam anmuten.

Quellen:
http://www.metacolor.de/
http://schulen.eduhi.at/riedgym/physik/10/optik/farben/farben.htm

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by Barbara Dubs