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Der CIE Normalbeobachter beschreibt die gemittelte Farbwahrnehmung mehrerer Probanden auf einen Farbreiz.

Farbwahrnehmung

Das Auge reagiert separat auf die drei Primärfarben RGB, und die Farben , die wir sehen, sind nur Empfindungen, die diese Wellenlängen in uns auslösen.

Das normalsichtige menschliche Auge hat 3 Arten von Zapfen (daher auch der Begriff Tristimulus) in der Netzhaut, die farbiges Licht wahrnehmen. Sie werden eingeteilt nach den Spitzen (Maxima) ihrer spektralen Empfindlichkeit:
in kurze ("S", 420 nm - 440 nm), mittlere ("M", 530 nm - 540 nm) und lange ("L", 560 nm - 580 nm) Wellenlängen.
Die meisten Wellenlängen stimulieren zwei oder alle drei Typen von Zapfenzellen, da sich die spektralen Empfindlichkeitskurven der drei Typen überlappen.

Normalbeobachter

Es wurden nun mit etwa 2 Dutzend Versuchspersonen Experimente zur Farb-Wahrnehmung durchgeführt. Das Prinzip war einfach: der Versuchsperson wurde eine Ausgangsfarbe A präsentiert, und die Aufgabe bestand darin, durch Mischung unterschiedlicher Intensitäten der drei Primärfarben (auch Basislichtern oder Primärlichter (P)) Rot, Grün und Blau, diese Farbe nachzubilden.

Wichtig ist, dass die Basislichter voneinander unabhängig sind, ein Basislicht darf also nicht eine Kombination der beiden anderen sein.

Die Probanden blickten dabei auf eine Fläche, auf der sich ein geteilter Schirm befand. Auf der einen Hälfte befand sich die Ausgangsfarbe A, und auf die andere Hälft empfing das Licht von 3 Strahlern (RGB).

Da jeder Mensch die Primärvalenzen in etwas unterschiedlichen Mischungsverhältnissen zur Nachstellung verwendet, wurden die Normspektralwerte durch statistische Mittelwertbildung der Ergebnisse aller Probanden ermittelt. Und diese gemittelte Farbwahrnehmung wurde Normalbepbachter getauft.

Die Anordnung des Experiments ermittelt die wahrgenommene Gleichheit zweier Farbreize und rückt damit eine neurophysiologische (psychologische) in den Mittelpunkt der Betrachtung.

Die Normspektralwerte werden oft mit den "Augenempfindlichkeiten" für Rot, Grün und Blau gleichgesetzt, was jedoch nicht korrekt ist.

Blickwinkel

Ursprünglich (CIE 1931) betrachteten die Probanden die Fläche mit einem 2° Blickwinkel zur Blickrichtung, was in etwa einer Streichholzschachtel die aus 40cm Entfernung angeschaut wird, entspricht. Diese Begrenzung wurde aus der Größe der Zone der höchsten Dichte der farbempfindlichen Rezeptoren im Auge abgeleitet.

Die Mischergebnisse hängen jedoch auch an der Größe der Fläche. Daher wurde 1964 ein praxisnäherer 10°-Beobachter (etwa ein DIN A5 Blatt aus 40 cm Entfernung betrachtet) als Basis entsprechender Versuche festgelegt.

Nicht-Spektrale Farben

Etliche brillante Farben, wie z.B. Cyan, Magenta, u.a. lassen sich nicht mit dieser additiven Farbmischung ausreichend genau darstellen. Um sie doch darstellen zu können, bediente man sich eines Tricks, der letztendlich aus der färberischen Praxis stammt:
wie man ein bestimmtes Farbrezept auch mischte, das Ergebnis, hatte z.B. immer zu viel Rot, obwohl in den Zutaten gar kein Blau enthalten war. Der Ausweg: man gab Pigmente hinzu die Rot absorbieren. Also gewissermaßen ein negatives Rot!

Doch wie sollte man den Versuchspersonen ein negatives Rot zur Farbmischung an die Hand geben? Ganz einfach: man erlaubte Ihnen, maximal eine der Primärfarben auf die Ausgangsfarbe A zu strahlen! Also statt es bei der Nachstellung abzuziehen, bei der Vorlage hinzufügen, was mathematisch denselben Effekt hat und negative Werte ergibt.