Licht & FarbenStart: Licht & Farben

Bevor es mit den Details zur farbmetrische Messung und der Farbmetrik so richtig losgeht, sind hier die wichtigsten Begriffe aufgelistet und in aller Kürze definiert.

Ohne Licht können wir keineFarbe sehen. Erst durch Lichteinfall wird Farbe eines Objekts sichtbar, allerdings ist diese nicht nur vom den optischen Eigenschaften des Objekts, sondern auch von der spektralen Zusammensetzung (siehe auch: Metamerie des Umgebungslichts abhängig. Ein Apfel kann z.B. unter Glühbirnenlicht röter erscheinen als unter natürlichem Tageslicht. Diese ist eine von mehreren Variablen, die häufig zu Inkonsistenzen bei der Bewertung oder Kommunikation der Farbe einer Probe führt. Daher zunächst die Klärung (Definition) einiger wesentlicher Begriffe der Farbmetrik (siehe auch: Spektralphotometer).

In der industriellen Farbmetrik spielt die Messung und Bewertung von Farbunterschieden (Delta E) eine wichtige Rolle.
Die am meisten verwendete Farbabstandsformel nach CIELAB hat jedoch den Nachteil, dass visuell gleich stark empfundene Farbunterschiede stark unterschiedliche Delta-E Werte haben können, je nachdem, wo das bewertete Probe/Bezug-Farbenpaar im CIELAB-Raum angesiedelt ist.

Farbmessung

Eigentlich: Farbvalenzmessung. Messung der spektralen Zusammensetzung des Farbreizes und nummerische Darstellung der Farbvalenz als Satz von drei Koordinaten eines Farbraums.
Wirklich messen lässt sich nur die Spektralverteilung eines Lichtstrahls der auf das Auge trifft. Zur nummerischen Bestimmung der Farbvalenz müssen diese Werte durch eine geeignete Formel (Umformung, Abbildung), die u.a. die Absorptionseigenschaften der 3 Zapfentypen berücksichtigt. Die Definition einer exakten Abbildungsfunktion sowie die optimale Ausgestaltung des Farbraumes ist gegenwärtig noch Gegenstand der Forschung.


Farbkonstanz

Als Farbkonstanz bezeichnet man die wahrgenommene Stabilität einer Objektfarbe trotzt Schwankungen in der Spektralverteilung der Umgebungsbeleuchtung (Sonnenschein vs. Glühbirne).
Das visuelle System ermittelt die spektrale Zusammensetzung der Beleuchtung und „verrechnet“ diesen mit dem von der Objektoberfläche reflektierten Licht.

Helligkeitskonstanz

Wie hell ein Objekt erscheint, ist relativ unabhängig von der Intensität des Lichts: weißes Papier scheint im hellen Sonnenlicht ebenso weiß wie bei bewölktem Himmel. Bei gleichem Verhältnis zwischen Zielobjekt und Umgebung entsteht die gleiche Helligkeitsempfindung. Allerdings gibt es hier bei geeignetem Aufbau auch optische Täuschungen.


CIE-Normvalenzsystem

Das CIE-Normvalenzsystem (auch CIE-Normfarbsystem, Yxy-Farbraum sowie CIE-Yxy bzw. im englischsprachigen Bereich „Tristimulus-Farbraum“) wurde von der Internationalen Beleuchtungskommission (CIE: Commission internationale de l’éclairage) definiert. Ziel war es, eine Relation zwischen der menschlichen Farbwahrnehmung (siehe Normal-Beobachter) und den physikalischen Ursachen des Farbreizes (Farbvalenz) herzustellen.


Fluoreszenz

Fluoreszenz ist die Emission von Licht durch eine Substanz, die zuvor Licht oder andere elektromagnetische Strahlung absorbiert hat. Es ist eine Form der Lumineszenz. In den meisten Fällen hat das emittierte Licht eine längere Wellenlänge und damit eine geringere Energie als die absorbierte Strahlung.
Im Gegensatz zu phosphoreszierenden Materialien, die noch einige Zeit nach der Anregung Licht emittieren, erlöschen fluoreszierende Materialien wenn die Strahlungsquelle versiegt.


Buntton

Eine Farbe desselben Bunttons (Englisch: hue, im deutschen häufig irreführend als "Farbton" bezeichnet) kann entweder in der Farbsättigung variieren, wie graublau gegenüber blau, oder in der Helligkeit, beispielsweise rosa gegenüber rot.
Durch die grundsätzliche Existenz eines Bunttons unterscheidet man die bunten Farben von den unbunten Farben:

Sättigung

Sättigung (Englisch: saturation) ist die „Farbigkeit einer Fläche im Verhältnis zu ihrer Helligkeit“. Oder auch: Grad der Buntheit einer „Farbe“ im Vergleich zum gleichhellen „Unbunt“ (= Grau). Ungesättigte Farben sind unbunte Farben (also: schwarz, weiß und grau). Entgegen dem allgemeinen Sprachgebrauch gelten in der Farblehre Weiß und Schwarz als „Farben“. Farben mit geringer Sättigung werden Pastellfarben genannt.

Helligkeit

Der Parameter Helligkeit (Englisch: lightness (brightness)) beschreibt, wie hell oder dunkel ein Körper erscheint. Der stärkste Unterschied besteht zwischen Schwarz und Weiß, bei den bunten Farben zwischen Violett und Gelb.
Bei Selbstleuchtern entspricht sie der Leuchtdichte (LD) und bei Nicht-Selbstleuchtern gilt: LD = (LD der Körperfarbe / LD der vollkommen mattweißen Fläche)

Gamut

Als Gamut bezeichnet man die Menge aller Farborte eines Farbraums, die ein Gerät (z. B. ein Monitor, Drucker, Scanner oder Film) darstellen, wiedergeben bzw. aufzeichnen kann: also der geometrische „Körper“ innerhalb des Farbmodells, den das Gerät durch Farbmischung abbilden kann.

Die Aufgabe des Farbmanagements ist es, die Gamuts verschiedener Geräte so aufeinander abzubilden (Gamut-Mapping durch Farbprofile), dass möglichst wenig störende Farbverschiebungen und Abrisse entstehen.

Eine ältere Bedeutung ist die im Sinne von Tonwertumfang, also die Anzahl von Farben, die in einem Bild vorkommen. Die Digitalisierung eines Fotos, die Umwandlung eines digitalisierten Bildes in einen anderen Farbraum oder die Ausgabe auf ein bestimmtes Medium verändern diesen in der Regel.


Temperaturstrahler

Als Temperaturstrahler (auch thermische Strahlung; Wärmestrahlung) gelten „Körper“, die bei Erhitzung Licht aussenden. Erhitzt man einen z. B. ein Stück Eisen, wird es bei etwa 550°C beginnen, rot zu glühen durch weitere Erhitzung glüht es gelb, dann weiß und schließlich blau. Temperaturstrahler senden stets ein kontinuierliches Spektrum elektromagnetischer Wellen aus, dessen Maximum sich mit steigender Temperatur zu kürzeren Wellenlängen hin. Neben der Sonne und Bogenlampen, ist die Glühbirne ein Beispiel: deren Glühwendel gibt nur etwa 5 Prozent Licht und 95 Prozent Wärme ab.

Schwarzer Körper

Ein Schwarzer Körper (auch: Schwarzer Strahler, planckscher Strahler) ist eine idealisierte thermische Strahlungsquelle. Die Idealisierung besteht darin, dass solch ein Körper alle auftreffende elektromagnetische Strahlung jeglicher Wellenlänge vollständig absorbiert, und Gleichzeitig sendet er Wärmestrahlung aus, deren Intensität und spektrale Verteilung nur von seiner Temperatur abhängen (und nicht von weiteren physikalischen Eigenschaften des Körpers).
Er wird als Vergleichskörper zur Beschreibung und Messung der Temperaturstrahlung von realen Körpern benutzt.

Nicht-Temperaturstrahler

Hier wird durch Anregung von Gasatomen Licht ausgesendet (physikalisch: Lumineszenz), die Temperatur verändert sich kaum. Gasentladungslampen (z.B. Neonröhre) zählen bspw. zu dieser Kategorie. Nicht-Temperaturstrahler verfügen über kein kontinuierliches Farbspektrum, sondern strahlen diskret an spezifischen Wellenlängen Licht aus.

 


 

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