Licht & FarbenStart: Licht & Farben

Das CIE-System basiert auf der Tatsache, dass die menschliche Farb-Wahrnehmung (Auge und Gehirn) nicht etwa (wie ein Spektralphotometer) „Empfänger“ für Lichtstrahlen einzelner Wellenlängen hat, sondern nur drei für Rot, Grün und Blau.
Die Farbwahrnehmung „analysiert“ gewissermaßen einen Farbreiz auf seinen Gehalt dieser drei Primärfarben.

Farbwahrnehmung

So kann derselbe wahrgenommen Farbeindruck sowohl durch monochromatisches Licht (= Licht einer Frequenz) als auch durch das „Mischen“ von Licht entstehen. Beispiel: spektrales Gelb aus der „Zerlegung“ von weißem Licht durch Brechung im Prisma, oder als Mischung additive Mischung von Rot und Grün.

Physikalisch verschiedene Farbreize führen zur selben Farbwahrnehmung und daraus folgt: Es gibt mehr Farbreize als Farben. Um die individuell unterschiedliche Farbwahrnehmung zu „standardisieren“ wurde 1931 das CIE-Normvalenzsystem (CIE 1931) entwickelt (basierend auf Arbeiten von W. David Wright (1928) und John Guild (1931)).

Primärvalenzen

Die CIE (Commission Internationale de l'Eclairage (Internationale Beleuchtungskommission)) legte 1931 als Basis für ein internationales farbmetrisches System drei (leicht zu realisierende) Spektralfarben als Primärvalenzen fest:
Rot R = 700,0 nm Grün G = 546,1 nm Blau B = 435,8 nm

In den 1920er Jahren führten zwei Wissenschaftler, W. D. Wright und J. Guild, jeweils ähnliche Farbsehversuche durch. Wright führte sein Experiment an 10 Versuchspersonen durch, Guild verwendete 7. Ihre Ergebnisse stimmten so gut überein, dass sie von CIE kombiniert wurden, um die Farbanpassungsfunktionen zu erstellen.

Mit diesen können viele, aber nicht alle Farben gemischt und durch Angabe ihres jeweiligen "Gehaltes" an R, G und B zahlenmäßig beschrieben werden.

Mit R, G und B als Primärvalenzen war es unvermeidlich, dass manche Farben bei mindestens einen (von den drei), einen negativen Farbwert aufweisen. Um dies zu vermeiden, hat man sich auf virtuelle (normalisierte) Primärvalenzen X, Y und Z geeinigt, die aus R, G und B nach einer bestimmten Rechenvorschrift derart abgeleitet sind, dass negative Farbwerte vermieden werden.

 

CIE 1931 - Schuhsohle

Der CIE 1931 Farbraum. Ein xy-Chromatizitätsdiagramm mit Wellenlängen in Nanometern.

Die Spektralfarben, also die im Spektrum des Sonnenlichts vorhandenen Farben (und auch im Regenbogen), befinden sich auf der parabelförmigen äußeren Begrenzung (die „blauen Zahlen“).
An der Basis wird die „Parabel“ on der so genannten Purpurlinie zwischen Rot und Blauviolett abgeschlossen. Hier liegen die Farben, die im Sonnenlichtspektrum fehlen, wie zum Beispiel die Druckfarbe Magenta.


Anmerkung: Die Verwendung von R,G,B im Zusammenhang mit dem CIE Farbraum, hat nichts mit dem RGB-Farbraum zu tun. Ursprünglich wurden als Bezeichner gotische Buchstaben verwendet, die sich jedoch auf nicht allen Computern darstellen lassen: 𐍂 für Rot, 𐌲 für G und 𐌱 für B.

 

Weitere Informationen

The Organization of the Retina and Visual System

 

Colour & Vision Research Laboratory

 

SDCM & MacAdam Ellipses