Additive Farbmischung


Additive Farbmischung

Die additive Farbmischung, auch als additive Farbsynthese oder physiologische Farbmischung bezeichnet, ist ein Phänomen, welches die Änderung des vom menschlichen Auge empfundenen Farbeindrucks durch sukzessives Hinzufügen eines anderen Farbreizes beschreibt.

Werden die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau in gleicher Helligkeit addiert, entsteht die Farbempfindung Weiß. Fehlt eine der drei Primärfarben, so entstehen aus der Addition der beiden verbleibenden Primärfarben die Farbempfindungen Gelb (aus Rot und Grün), Cyan (aus Grün und Blau) und Magenta (aus Rot und Blau). Fehlen zwei Primärfarben, so entsteht natürlich der Farbeindruck der verbleibenden dritten Primärfarbe. Die Empfindung ist Schwarz, wenn keine der Primärfarben vorhanden ist.

Additive Farbmischung am Röhrenmonitor

Als additive Farbmischungen werden alle Verfahren bezeichnet, bei denen die Farbreize von einer meist schwarzen Fläche ausgehend durch das Hinzufügen von Farbreizen erzeugt werden:

  • Die enge Bündelung von unterschiedlich farbigen Lichtquellen, zum Beispiel bei Bildschirmen oder Monitoren.
  • Geringer Abstand von Farbtupfern auf Bildern in der Maltechnik des Pointilismus, soweit die Farbe nicht lasierend, sondern deckend aufgetragen wurde.
  • Der rasche zeitliche Wechsel farbiger Flächen beim Farbkreisel, wobei die solcherart vermischten Primärfarben in der Regel durch subtraktive Farbmischung generiert werden.
  • Ein Sonderfall ist die Beleuchtung einer diffus streuenden weißen Bildwand mit drei farbigen Lichtquellen, wie sie bei Beamern genutzt wird, weil jeder Punkt der Bildwand das Licht aller drei Quellen reflektiert.

Entsteht der Farbeindruck hingegen dadurch, dass spektrale Teilbereiche einer in der Regel weißen Lichtquelle in ihrer Intensität vermindert werden, spricht man von Subtraktiver Farbmischung.

Sowohl bei der Additiven wie bei der Subtraktiven Farbmischung werden drei unterschiedlich farbempfindliche Zapfen im Auge gereizt. Der eigentliche Farbeindruck entsteht anschließend durch komplexe Verschaltungen in den nachfolgenden Neuronen und in den Sehzentren des Gehirns.

Funktionsweise

Additive Farbmischung

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.

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

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.

Um die additive Farbwiedergabe in technischen Systemen möglichst der „naturgewohnten des Nutzers“ anzubieten, wurden bislang unterschiedliche dreidimensionale Farbmodelle aufgestellt. Durch Zusatzlichter (also Vierdimensionalität) kann der darstellbare Farbraum gegenüber dem LMS-Raum verbessert werden, wie dies beispielsweise Sharp 2010 bei seinen LCD-Fernsehern einsetzte. Hierbei kam eine vierte Farbe bei den Bildschirmen zu den bisherigen RGB-Pixeln. Zu den üblichen roten, grünen, blauen Leuchtpunkten werden noch gelbe Subpixel (RGBY) für die Farbmischung eingebaut. Das Ziel ist die bessere Farbwiedergabe der bislang kritischen Gelb-, Gold- und Brauntöne. Auch die Wiedergabe der Hauttöne soll dadurch besser werden[3]. Der Grund für Wiedergabeprobleme ist jeweils die begrenzte Menge von (hier) verfügbaren Leuchtstoffen, die zudem bei einer Produktion wirtschaftlich vertretbar sein müssen.

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.

Siehe auch

  • Farblehre
  • Farbige Schatten
  • Alpha Blending
  • Hexadezimale Farbdefinition
  • Webfarbe

Literatur

  • Harald Küppers: Schnellkurs Farbenlehre. DuMont Literatur und Kunst Verlag, Köln 2006, ISBN 978-3-8321-9340-9