Farbe

Stifte in verschiedenen Farben gezeigt

Farbe (amerikanisches Englisch) oder Farbe (Britisches Englisch) ist der visuelle Wahrnehmung Eigentum Abgeleitet von der Lichtspektrum mit dem interagieren Photorezeptorzellen der Augen. Farbkategorien und physikalische Farbspezifikationen sind mit Objekten oder Materialien verbunden, basierend auf ihren physikalischen Eigenschaften wie Lichtabsorption, Reflexion oder Emissionsspektren. Durch Definition a Farbraum, Farben können numerisch durch ihre Koordinaten identifiziert werden.

Weil die Wahrnehmung von Farben aus dem variieren Spektralempfindlichkeit von verschiedenen Arten von Kegelzellen in dem Retina In verschiedenen Teilen des Spektrums können Farben definiert und quantifiziert werden, in dem sie diese Zellen stimulieren. Diese physischen oder physiologisch Farbquantifizierungen erklären jedoch nicht vollständig psychophysisch Wahrnehmung des Farbaussehens.

Die Wissenschaft der Farbe wird manchmal als Chromatik bezeichnet, Colorimetrie, oder einfach nur Farbwissenschaft. Es enthält die Wahrnehmung von Farbe durch die menschliches Auge und Gehirn, der Ursprung der Farbe in Materialien, Farben Lehre in Kunst, und die Physik von elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich (dh das, was allgemein einfach als einfach bezeichnet wird hell).

Physik der Farbe

Kontinuierliches optisches Spektrum in die SRGB Farbraum.

Farbe, Wellenlänge, Frequenz und Energie des Lichts

Farbe	${\ displaystyle \ lambda \, \!}$ (NM)	${\ displaystyle \ nu \, \!}$ (Thz)	${\ displaystyle \ nu _ {b} \, \!}$ (μm–1))	${\ displayStyle e \, \!}$ (ev)	${\ displayStyle e \, \!}$ (KJ Mol–1))
Infrarot	> 1000	< 300	< 1.00	< 1.24	< 120
Rot	700	428	1.43	1.77	171
Orange	620	484	1.61	2.00	193
Gelb	580	517	1.72	2.14	206
Grün	530	566	1.89	2.34	226
Cyan	500	600
Blau	470	638	2.13	2.64	254
Violett (sichtbar)	420	714	2.38	2.95	285
Nahe Ultraviolett	300	1000	3.33	4.15	400
Weit ultraviolett	< 200	> 1500	> 5.00	> 6.20	> 598

Elektromagnetische Strahlung ist durch seine gekennzeichnet Wellenlänge (oder Frequenz) und sein Intensität. Wenn die Wellenlänge innerhalb der ist sichtbares Spektrum (Der Bereich der Wellenlängen Menschen kann ungefähr von 390 wahrnehmen könnennm bis 700 nm) ist es als "sichtbar) bekannt hell".

Die meisten leichten Quellen geben Licht mit vielen verschiedenen Wellenlängen aus; eine Quelle Spektrum ist eine Verteilung, die ihre Intensität bei jeder Wellenlänge ergibt. Obwohl das Lichtspektrum, das aus einer bestimmten Richtung am Auge ankommt, das Farbgefühl in dieser Richtung bestimmt, gibt es viel mehr mögliche Spektralkombinationen als Farbempfindungen. In der Tat kann man eine Farbe als eine Klasse von Spektren formell definieren, die das gleiche Farbempfindungsempfand hervorruft, obwohl solche Klassen zwischen verschiedenen Arten und in geringerem Maße bei Individuen innerhalb derselben Art variieren würden. In jeder solchen Klasse werden die Mitglieder genannt Metamer der fraglichen Farbe. Dieser Effekt kann durch Vergleich der Lichtquellen sichtbar gemacht werden. Spektralstromverteilungen und die resultierenden Farben.

Spektralfarben

Die vertrauten Farben der Regenbogen in dem Spektrum- benannt mit dem Latein Wort für Aussehen oder Erscheinung durch Isaac Newton 1671 - in all den Farben, die von sichtbar erzeugt werden können hell Nur einer einzelnen Wellenlänge, die reines Spektral oder monochromatisch Farben. Die Tabelle rechts zeigt ungefähre Frequenzen (in TeraHertz) und Wellenlängen (in Nanometer) für verschiedene reine Spektralfarben. Die aufgeführten Wellenlängen sind wie in der Luft oder gemessen Vakuum (sehen Brechungsindex).

Die Farbtabelle sollte nicht als endgültige Liste interpretiert werden - die reinen Spektralfarben bilden ein kontinuierliches Spektrum und wie sie in unterschiedliche Farben unterteilt ist sprachlich ist eine Frage der Kultur und der historischen Kontingenz (obwohl Menschen überall gezeigt wurden wahrnehmen Farben auf die gleiche Weise^[2]). Eine gemeinsame Liste identifiziert sechs Hauptbänder: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett. Newtons Konzeption beinhaltete eine siebte Farbe, Indigo, zwischen Blau und Violett. Es ist möglich, dass das, was Newton als Blau bezeichnet Cyanund dieser Indigo war einfach das dunkelblau der Indigofarbstoff Das wurde zu dieser Zeit importiert.^[3]

Das Intensität Eine spektrale Farbe kann im Vergleich zu dem Kontext, in dem sie betrachtet wird, ihre Wahrnehmung erheblich verändern; Zum Beispiel ist ein orange-gelb mit geringer Intensität braunund ein gelbgrünes niedrig intensität ist Olivengrün.

Farbe der Objekte

Die Farbe eines Objekts hängt von der Physik des Objekts in seiner Umgebung, der Physik des Lichts in seiner Umgebung und den Eigenschaften des wahrgenommenen Auges ab und hängt Gehirn. Physikalisch kann man sagen, dass Objekte die Farbe des Lichts haben lassen c und passt nicht durch ein physisches Medium wie a Prisma. Die wahrgenommene Farbe hängt normalerweise vom Spektrum der Vorfallbeleuchtung ab, die Wellengeschwindigkeit, die Reflexionseigenschaften der Oberfläche und möglicherweise auf die Beleuchtungswinkel und -beobachtung. Einige Objekte reflektieren nicht nur Licht, sondern übertragen auch Licht oder emittieren selbst, was auch zur Farbe beiträgt. Die Wahrnehmung des Objekts eines Betrachters hängt nicht nur von dem Spektrum des Lichts ab, das seine Oberfläche verlässt, sondern auch von einer Wirtschaft kontextbezogener Hinweise, so dass Farbunterschiede zwischen Objekten größtenteils unabhängig vom Beleuchtungsspektrum, dem Betrachtungswinkel usw. erkennen können. Dieser Effekt ist als bekannt als Farbkonstanz.

Einige Verallgemeinerungen der Physik können gezogen werden, was vorerst Wahrnehmungseffekte vernachlässigt:

• Licht, das zu einem ankommt undurchsichtig Die Oberfläche ist entweder reflektiert "spiegelend"(das heißt in der Art eines Spiegels), verstreut (das heißt, reflektiert mit diffuse Streuung) oder absorbiert- oder eine Kombination von diesen.
• Undurchsichtige Objekte, die nicht spiegelend reflektieren (die dazu neigen, raue Oberflächen zu haben), haben ihre Farbe bestimmt, welche Wellenlängen des Lichts sie stark verstreuen (wobei das Licht, das nicht verstreut wird, absorbiert wird). Wenn Objekte alle Wellenlängen mit ungefähr gleicher Stärke zerstreuen, erscheinen sie weiß. Wenn sie alle Wellenlängen absorbieren, erscheinen sie schwarz.^[4]
• Undurchsichtige Objekte, die das Licht unterschiedlicher Wellenlängen mit unterschiedlichen Effizienzen spiegelend reflektieren, sehen wie Spiegel aus, die mit Farben getönt sind, die durch diese Unterschiede bestimmt werden. Ein Objekt, das einen Bruchteil des Auftriebs von Licht widerspiegelt und den Rest aufnimmt, mag schwarz aussehen, aber auch schwach reflektierend sein; Beispiele sind schwarze Objekte, die mit Schmelz- oder Lackschichten beschichtet sind.
• Objekte das Licht übertragen sind entweder durchscheinend (Streuung des übertragenen Lichts) oder transparent (Streuung des übertragenen Lichts nicht). Wenn sie auch unterschiedlich das Licht verschiedener Wellenlängen absorbieren (oder reflektieren), erscheinen sie mit einer Farbe getönt, die durch die Art dieser Absorption (oder dieses Reflexionsvermögens) bestimmt wird.
• Objekte können Licht abgeben, die sie aus angeregten Elektronen erzeugen, anstatt nur Licht zu reflektieren oder zu übertragen. Die Elektronen können aufgrund einer erhöhten Temperatur angeregt werden (Glühen), als Ergebnis chemischer Reaktionen (Chemilumineszenz) nach Absorption anderer Frequenzen ("Fluoreszenz" oder "Phosphoreszenz") oder aus elektrischen Kontakten wie in Leuchtdioden, oder andere Lichtquellen.

Zusammenfassend ist die Farbe eines Objekts ein komplexes Ergebnis seiner Oberflächeneigenschaften, seiner Übertragungseigenschaften und seiner Emissionseigenschaften, die alle zur Mischung von Wellenlängen im Licht beitragen, die die Oberfläche des Objekts verlässt. Die wahrgenommene Farbe wird dann durch die Natur der Umgebungsbeleuchtung und durch die Farbeigenschaften anderer Objekte in der Nähe und durch andere Eigenschaften des wahrnehmenden Auges und des Gehirns weiter konditioniert.

Wahrnehmung

Entwicklung von Theorien der Farbsicht

Die obere Scheibe und die untere Scheibe haben genau die gleiche objektive Farbe und befinden sich in einer identischen grauen Umgebung. Basierend auf Kontextunterschieden nimmt Menschen die Quadrate als unterschiedliche Reflexionen an und können die Farben als unterschiedliche Farbkategorien interpretieren. sehen Checker Shadow Illusion.

Obwohl Aristoteles und andere alte Wissenschaftler hatten bereits über die Natur des Lichts geschrieben und Farbsehen, es war nicht bis Newton Dieses Licht wurde als Quelle des Farbemensation identifiziert. Im Jahr 1810, Goethe veröffentlichte seine umfassende Farbtheorie in dem er eine rationale Beschreibung der Farberfahrung bereitstellte, die "uns sagt, wie es entsteht, nicht das, was es ist". (Schopenhauer)

Im Jahr 1801 Thomas Young schlug seine vor Trichromatische Theoriebasierend auf der Beobachtung, dass jede Farbe mit einer Kombination von drei Lichtern übereinstimmt. Diese Theorie wurde später durch verfeinert von James Clerk Maxwell und Hermann von Helmholtz. Wie Helmholzz es ausdrückt, "wurden die Prinzipien des Newtons Mischgesetzes von Maxwell 1856 experimentell bestätigt. . "^[5]

Zur gleichen Zeit wie Helmholtz, Ewald Hering entwickelte die Gegnerprozess Farbtheorie und bemerkt das Farbenblindheit und nachlässige Nachbilder kommen typischerweise Gegnerpaare (rotgrün, blau-orange, gelb-violett und schwarz-weiß). Letztendlich wurden diese beiden Theorien 1957 von Hurvich und Jameson synthetisiert, die zeigten, dass die Netzhautverarbeitung der trichromatischen Theorie entspricht, während die Verarbeitung auf der Ebene der Lateraler Genikulatkern entspricht der Gegnertheorie.^[6]

1931 eine internationale Expertengruppe, die als die als die bekannt ist Kommission Internationale de l'Éclairage (Cie) entwickelte ein mathematisches Farbmodell, das den Raum der beobachtbaren Farben kartierte und jeweils drei Zahlen zugewiesen hatte.

Farbe im Auge

Normalisierter typischer Mensch Kegelzelle Antworten (S, M und L) auf monochromatische spektrale Reize

Die Fähigkeit der menschliches Auge Farben zu unterscheiden basiert auf der unterschiedlichen Empfindlichkeit verschiedener Zellen in der Retina zum Licht von unterschiedlich Wellenlängen. Menschen sind Trichromatisch- Die Netzhaut enthält drei Arten von Farbrezeptorzellen oder Zapfen. Ein Typ, der sich relativ von den beiden anderen unterscheidet, reagiert am meisten auf Licht, das als blau oder blau-violett wahrgenommen wird, mit Wellenlängen um 450 nm; Zapfen dieser Art werden manchmal genannt Kurzwellenlängenkegel oder S Kegel (oder irreführend, Blaue Kegel). Die anderen beiden Typen sind genetisch und chemisch eng verwandt: Mitte Wellenlängenkegel, M Kegel, oder grüne Kegel sind am empfindlichsten für Licht als grün, mit Wellenlängen um 540 nm, während die Langwellenlängenkegel, L Zapfen, oder rote Kegel, sind am empfindlichsten für Licht, das als grünlich gelb wahrgenommen wird, mit Wellenlängen von etwa 570 nm.

Das Licht, egal wie komplex seine Wellenlängenzusammensetzung ist, wird vom Auge auf drei Farbkomponenten reduziert. Jeder Kegeltyp haftet an der Prinzip der UnivarianzDas ist, dass der Ausgang jedes Kegels durch die Lichtmenge bestimmt wird, die über alle Wellenlängen auf sie fällt. Für jede Stelle im Gesichtsfeld ergeben die drei Arten von Zapfen drei Signale, basierend auf dem Ausmaß, in dem jedes stimuliert wird. Diese Mengen an Stimulation werden manchmal genannt Tristimuluswerte.

Die Antwortkurve als Funktion der Wellenlänge variiert für jeden Kegelstyp. Da sich die Kurven überlappen, treten einige Tristimuluswerte für eine eingehende Lichtkombination nicht auf. Zum Beispiel ist es nicht möglich zu stimulieren nur die mittelwellenlänge (sogenannte "grüne") Kegel; Die anderen Kegel werden unweigerlich gleichzeitig zu einem gewissen Grad stimuliert. Die Menge aller möglichen Tristimuluswerte bestimmt den Menschen Farbraum. Es wurde geschätzt, dass Menschen ungefähr 10 Millionen verschiedene Farben unterscheiden können.^[7]

Die andere Art der lichtempfindlichen Zelle im Auge, die Stange, hat eine andere Antwortkurve. In normalen Situationen spielen Stäbe, wenn Licht hell genug ist, um die Zapfen stark zu stimulieren, überhaupt keine Rolle im Sehen.^[8] Andererseits werden die Zapfen bei schwachem Licht unterbesetzt farblos Antwort. (Darüber hinaus reagieren die Stäbe im "roten" Bereich kaum empfindlich gegenüber Licht.) Unter bestimmten Bedingungen der Zwischenbeleuchtung kann die Stäbchenantwort und eine schwache Kegelreaktion zusammen zu Farbdiskriminationen führen, die nicht allein durch Kegelreaktionen berücksichtigt werden. Diese Effekte sind zusammen zusammengefasst auch in der Kruithof Kurve, das beschreibt die Veränderung der Farbwahrnehmung und Angenehm von Licht als Funktion von Temperatur und Intensität.

Farbe im Gehirn

Das visuelle Rückenstrom (grün) und ventraler Strom (lila) werden gezeigt. Der ventrale Strom ist für die Farbwahrnehmung verantwortlich.

Während die Mechanismen von Farbsehen auf der Ebene der Retina sind in Bezug auf Tristimuluswerte gut beschrieben, die Farbverarbeitung nach diesem Punkt ist unterschiedlich organisiert. Eine dominante Theorie des Farbsehens schlägt vor, dass Farbinformationen von drei aus dem Auge übertragen werden Gegnerprozesseoder Gegnerkanäle, die jeweils aus der Rohausgabe der Zapfen konstruiert wurden: ein rot -grüner Kanal, ein blau -ausgeleller Kanal und ein schwarz -weißer "Luminanz" -Kanal. Diese Theorie wurde durch die Neurobiologie unterstützt und berücksichtigt die Struktur unserer subjektiven Farbfahrung. Insbesondere erklärt es, warum Menschen kein "rotes Grün" oder "gelblichblau" wahrnehmen können, und es prognostiziert das Farbkreis: Es ist die Sammlung von Farben, für die mindestens einer der beiden Farbkanäle einen Wert bei einem seiner Extreme misst.

Die genaue Natur der Farbwahrnehmung über die bereits beschriebene Verarbeitung hinaus und tatsächlich den Status der Farbe als Merkmal der wahrgenommenen Welt oder eher als Merkmal unserer Wahrnehmung der Welt - eine Art von Art von Qualia- Ist eine Frage des komplexen und anhaltenden philosophischen Streits.

Nicht standardmäßige Farbwahrnehmung

Farbmangel

Wenn eine oder mehrere Arten von Farbsenserzapfen einer Person fehlen oder weniger reaktionsschnell als normal für eingehendes Licht, kann diese Person weniger Farben unterscheiden und soll es sein Farbmangel oder farbenblind (Obwohl dieser letztere Begriff irreführend sein kann; fast alle Farbfehler können zumindest einige Farben unterscheiden). Einige Arten von Farbmangel werden durch Anomalien in der Anzahl oder Art von Zapfen in der Netzhaut verursacht. Andere (mögen zentral oder kortikal Achromatopsie) werden durch neuronale Anomalien in jenen Teilen des Gehirns verursacht, in denen eine visuelle Verarbeitung stattfindet.

Tetrachromatie

Während die meisten Menschen sind Trichromatisch (mit drei Arten von Farbrezeptoren), viele Tiere, bekannt als Tetrachromaten, haben vier Arten. Dazu gehören einige Arten von Arten von Spinnen, die meisten Beuteltiere, Vögel, Reptilienund viele Arten von Arten Fische. Andere Arten sind empfindlich gegenüber zwei Farbachsen oder nehmen überhaupt keine Farbe wahr; Diese nennt man Dichromaten und Monochromaten beziehungsweise. Eine Art von Garnelen genannt die Mantis -Garnelen Hat 12 Zapfen in den Augen, die es ihm ermöglichen, UV -Licht und andere Formen des polarisierten Lichts zu sehen, die wir nicht können.

Es wird zwischen Unterscheidung getroffen Netzhaut -Tetrachromatie (vier Pigmente in Kegelzellen in der Netzhaut, verglichen mit drei in Trichromaten) und Funktionelle Tetrachromatie (Mit der Fähigkeit, verstärkte Farbdiskriminierungen auf der Grundlage dieser Netzhautunterschiede vorzunehmen). Es wird geschätzt, dass die durchschnittliche Person zwar eine Million Farben sehen kann, jemand mit funktioneller Tetrachromatie hundert Millionen Farben sehen kann. ^[9] Bis zu der Hälfte aller Frauen sind Netzhauttetrachromaten.^{[10]: S.256} Das Phänomen entsteht, wenn eine Person zwei leicht unterschiedliche Kopien des Gens für entweder für die mittel- oder langwelligen Kegel erhält, die auf dem übertragen werden X Chromosom. Um zwei verschiedene Gene zu haben, muss eine Person zwei x Chromosomen haben, weshalb das Phänomen nur bei Frauen auftritt.^[10] Es gibt einen wissenschaftlichen Bericht, der die Existenz eines funktionellen Tetrachromats bestätigt.^[11]

Synesthesia

In bestimmten Formen von Synästhesie/Ideenhäen, Wahrnehmung von Buchstaben und Zahlen (Graphem -Color -Synästhesie) oder musikalische Sounds (Musik -Color -Synästhesie) werden zu ungewöhnlichen zusätzlichen Erfahrungen beim Sehen von Farben führen. Verhalten und Funktionelles Neuroimaging Experimente haben gezeigt, dass diese Farberlebnisse zu Veränderungen der Verhaltensaufgaben und zu einer erhöhten Aktivierung von Hirnregionen führen, die an der Farbwahrnehmung beteiligt sind, wodurch ihre Realität und Ähnlichkeit mit realen Farbwahrnehmungen demonstriert wird, wenn auch durch einen nicht standardmäßigen Weg hervorgerufen. Synästhesie kann genetisch auftreten, wobei 4% der Bevölkerung Varianten mit der Erkrankung im Zusammenhang mit der Erkrankung haben. Es ist auch bekannt, dass die Synästhesie bei Hirnschäden, Medikamenten und sensorischen Entbehrungen auftritt. ^[12]

Der Philosoph Pythagoras erlebte eine Synästhesie und lieferte eine der ersten schriftlichen Berichte über die Bedingung in ungefähr 550 v. Chr. Er schuf mathematische Gleichungen für musikalische Notizen, die Teil einer Skala wie einer Oktave sein könnten. ^[13]

Nachbilder

Nach Exposition gegenüber starkem Licht in ihrem Empfindlichkeitsbereich, Photorezeptoren eines bestimmten Typs werden desensibilisiert. Für einige Sekunden nach dem Ende des Lichts werden sie weiterhin weniger stark signalisieren, als sie es sonst tun würden. Die während dieses Zeitraums beobachteten Farben scheinen die von den desensibilisierten Photorezeptoren erkannten Farbkomponente zu fehlen. Dieser Effekt ist für das Phänomen von verantwortlich Nachbilder, in dem das Auge weiterhin eine helle Figur sehen kann Komplementäre Farbe.

Afterimage -Effekte wurden auch von Künstlern verwendet, einschließlich Vincent van Gogh.

Farbkonstanz

Wenn ein Künstler ein begrenztes verwendet Farbpalette, das menschliches Auge Tendenziell kompensiert, indem er eine graue oder neutrale Farbe als die Farbe sieht, die am Farbrad fehlt. Zum Beispiel wird in einer begrenzten Palette, die aus Rot, Gelb, Schwarz und Weiß besteht erscheinen bläulich.^[14]

Die trichromatische Theorie ist streng wahr, wenn sich das visuelle System in einem festen Anpassungszustand befindet. In Wirklichkeit passt sich das visuelle System ständig an Veränderungen in der Umwelt an und vergleicht die verschiedenen Farben in einer Szene, um die Auswirkungen der Beleuchtung zu verringern. Wenn eine Szene mit einem Licht beleuchtet wird und dann mit einem anderen, solange der Unterschied zwischen den Lichtquellen in einem vernünftigen Bereich bleibt, scheinen die Farben in der Szene für uns relativ konstant zu sein. Dies wurde von untersucht Edwin H. Land in den 1970er Jahren und führte zu seiner Retinex -Theorie von Farbkonstanz.

Beide Phänomene werden leicht erklärt und mathematisch mit modernen Theorien der chromatischen Anpassung und des Farbaussehens modelliert (z. Ciecam02, ICAM).^[15] Es besteht keine Notwendigkeit, die trichromatische Theorie des Sehens zu entlassen, sondern sie kann durch ein Verständnis des Anpassungsveränderungen in der Betrachtungsumgebung verbessert werden.

Farbnamen

Dieses Bild enthält eine Million Pixel, jeweils eine andere Farbe

Farben variieren auf verschiedene Arten, einschließlich Farbton (Stufen von rot, Orange, gelb, grün, blau, und violett), Sättigung, Helligkeit, und Glanz. Einige Farbwörter werden aus dem Namen eines Objekts dieser Farbe abgeleitet, wie z. "Orange" oder "Lachs", während andere abstrakt sind, wie" rot ".

In der Studie von 1969 Grundlegende Farbbegriffe: Ihre Universalität und Entwicklung, Brent Berlin und Paul Kay Beschreiben Sie ein Muster bei der Benennung von "grundlegenden" Farben (wie "rot", aber nicht "rot-orange" oder "dunkelrot" oder "blutrot", die "Schattierungen" von Rot sind). Alle Sprachen mit zwei "grundlegenden" Farbnamen unterscheiden dunkle/coole Farben von hellen/warmen Farben. Die nächsten Farben zu unterscheiden sind normalerweise rot und dann gelb oder grün. Alle Sprachen mit sechs "grundlegenden" Farben umfassen Schwarz, Weiß, Rot, Grün, Blau und Gelb. Das Muster hält bis zu einem Satz zwölf: schwarz, grau, weiß, rosa, rot, orange, gelb, grün, blau, lila, braun und azurblau (Unterscheidet von Blau in Russisch und Italienisch, aber nicht Englisch).

In der Kultur

Farben, ihre Bedeutungen und Assoziationen können in Kunstwerken, einschließlich Literatur, eine wichtige Rolle spielen.^[16]

Assoziationen

Einzelne Farben haben eine Vielzahl von kulturellen Assoziationen wie z. Nationalfarben (im Allgemeinen in einzelnen Farbartikeln beschrieben und Farbsymbolik). Das Feld von Farbpsychologie Versuche, die Auswirkungen von Farbe auf menschliche Emotionen und Aktivitäten zu identifizieren. Chromotherapie ist eine Form von alternative Medizin auf verschiedene östliche Traditionen zugeschrieben. Farben haben unterschiedliche Assoziationen in verschiedenen Ländern und Kulturen.^[17]

Es wurde gezeigt, dass verschiedene Farben Auswirkungen auf die Wahrnehmung haben. Zum Beispiel haben Forscher der Universität Linz in Österreich gezeigt, dass die Farbe Rot die kognitive Funktionen bei Männern signifikant verringert.^[18] Die Kombination der Farben Rot und Gelb zusammen kann Hunger hervorrufen, der von einer Reihe von Kettenrestaurants profitiert wurde. ^[19]

Farbe spielt auch eine Rolle bei der Gedächtnisentwicklung. Ein Foto, das in Schwarz und Weiß ist, ist etwas weniger einprägsam als eine Farbe. ^[20] Studien zeigen auch, dass das Tragen leuchtender Farben Sie für Menschen, die Sie treffen, unvergesslicher machen.

Spektralfarben und Farbwiedergabe

Das CIE 1931 Farbraum xy Chromatizität Diagramm mit dem visuellen Ort, der unter Verwendung der CIE (2006) physiologisch relevante LMS-fundamentale Farbanpassungsfunktionen in die CIE 1931 XY aufgetragen wurde Farbraum und konvertiert in Adobe RGB. Das Dreieck zeigt das Bandbreite von Adobe RGB. Das Planckian Locus wird mit Farbtemperaturen gezeigt, die in markiert sind Kelvins. Die äußere gekrümmte Grenze ist der spektrale (oder monochromatische) Ort mit Wellenlängen in Nanometern. Beachten Sie, dass die Farben in dieser Datei mit Adobe RGB angegeben werden. Gebiete außerhalb des Dreiecks können nicht genau gerendert werden, da sie außerhalb der Bandbreite von Adobe RGB liegen, daher wurden sie interpretiert. Beachten Sie, dass die dargestellten Farben von der Gamut- und Farbgenauigkeit Ihres Displays abhängen.

Die meisten Lichtquellen sind Gemische verschiedener Lichtwellenlängen. Viele solcher Quellen können immer noch effektiv eine spektrale Farbe erzeugen, da das Auge sie nicht von Einzelwellenlängenquellen unterscheiden kann. Zum Beispiel reproduzieren die meisten Computer -Anzeigen die spektrale Farbe Orange als eine Kombination aus rotem und grünem Licht. Es erscheint orange, weil Rot und Grün in den richtigen Anteilen gemischt sind, damit die Augenkegel so reagieren, wie sie mit der Spektralfarbe orange tun.

Ein nützliches Konzept zum Verständnis der wahrgenommenen Farbe einer nicht monochromatischen Lichtquelle ist die dominante Wellenlänge, was die Einzelwellenlänge des Lichts identifiziert, die ein Gefühl erzeugt, das der Lichtquelle am ähnlichsten ist. Die dominante Wellenlänge ist ungefähr ähnlich wie Farbton.

Es gibt viele Farbwahrnehmungen, die per Definition nicht reine Spektralfarben sein können Entsättigung oder weil sie sind Purpur (Gemische aus rotem und violettem Licht, von den gegenüberliegenden Enden des Spektrums). Einige Beispiele für notwendigerweise nicht spektrale Farben sind die achromatischen Farben (schwarz, grau und weiß) und Farben wie rosa, bräunen, und Magenta.

Zwei verschiedene Lichtspektren, die den gleichen Effekt auf die drei Farbrezeptoren in der haben menschliches Auge wird als die gleiche Farbe wahrgenommen. Sie sind Metamer dieser Farbe. Dies wird durch das weiße Licht, das von Fluoreszenzlampen emittiert wird, veranschaulicht, die typischerweise ein Spektrum einiger schmaler Bänder aufweist, während das Tageslicht ein kontinuierliches Spektrum hat. Das menschliche Auge kann nicht den Unterschied zwischen solchen Lichtspektren erkennen, indem sie in die Lichtquelle schauen, obwohl reflektierte Farben von Objekten anders aussehen können. (Dies wird oft ausgenutzt; zum Beispiel, um zu machen Obst oder Tomaten Sieh intensiver rot aus.)

In ähnlicher Weise können die meisten menschlichen Farbwahrnehmungen durch eine Mischung aus drei Farben genannt werden Vorwahlen. Dies wird verwendet, um Farbszenen in Fotografie, Druck, Fernsehen und anderen Medien zu reproduzieren. Es gibt eine Reihe von Methoden oder Farbräume zum Angeben einer Farbe in drei besonderen Angaben Grundfarben. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile abhängig von der jeweiligen Anwendung.

Keine Farbmischung kann jedoch eine Reaktion erzeugen CIE 1931 Farbraum Das Chromatizitätsdiagramm hat eine nahezu gerade Kante. Zum Beispiel erzeugt das Mischen von grünes Licht (530 nm) und blaues Licht (460 nm) Cyan -Licht, das leicht entsättigt ist Reines Cyan -Licht bei 485 nm, das die gleiche Intensität wie die Mischung aus Blau und Grün aufweist.

Deswegen und weil die Vorwahlen in Farbdruck Systeme sind im Allgemeinen selbst nicht rein, die reproduzierten Farben sind niemals perfekt gesättigte Spektralfarben, sodass Spektralfarben nicht genau übereinstimmen können. Natürliche Szenen enthalten jedoch selten vollständig gesättigte Farben, daher können solche Szenen normalerweise von diesen Systemen gut angenähert werden. Der Farbbereich, der mit einem bestimmten Farbwiedergabesystem reproduziert werden kann Bandbreite. Das Cie Das Chromatizitätsdiagramm kann verwendet werden, um den Bandbreite zu beschreiben.

Ein weiteres Problem mit Farbwiedergabesystemen ist mit den Akquisitionsgeräten wie Kameras oder Scannern verbunden. Die Eigenschaften der Farbsensoren in den Geräten sind oft weit entfernt von den Eigenschaften der Rezeptoren im menschlichen Auge. Tatsächlich kann der Erwerb von Farben relativ schlecht sein, wenn sie spezielle, oft sehr "gezackte" Spektren haben, zum Beispiel durch ungewöhnliche Beleuchtung der fotografierten Szene. Ein Farbwiedergabesystem, das für einen Menschen mit normalem Farbsehen "abgestimmt" wurde, kann für andere Beobachter sehr ungenaue Ergebnisse liefern.

Die unterschiedliche Farbantwort verschiedener Geräte kann problematisch sein, wenn sie nicht ordnungsgemäß verwaltet werden. Für Farbinformationen, die in digitaler Form gespeichert und übertragen werden, Farbmanagement Techniken, wie sie basierend auf ICC -Profile, kann helfen, Verzerrungen der reproduzierten Farben zu vermeiden. Das Farbmanagement umgeht nicht die Spannwechselbeschränkungen bestimmter Ausgabegeräte, kann jedoch dazu beitragen, eine gute Zuordnung von Eingangsfarben in die Bandbreite zu finden, die reproduziert werden können.

Additive Färbung

Additive Farbmischung: Die Kombination von Rot und Grün ergibt gelb; Die Kombination aller drei Primärfarben ergibt Weiß.

Additive Farbe wird leicht durch Mischen erzeugt hell von zwei oder mehr verschiedenen Farben. Rot, grün, und blau sind der Additiv Grundfarben Normalerweise werden in additiven Farbsystemen wie Projektoren und Computerterminals verwendet.

Subtraktive Färbung

Subtraktive Farbmischung: Die Kombination von Gelb und Magenta ergibt rot; Die Kombination aller drei Primärfarben ergibt schwarz

Zwölf Hauptpigmentfarben

Subtraktive Färbung Verwendet Farbstoffe, Tinten, Pigmente oder Filter, um einige Lichtwellenlängen und nicht andere zu absorbieren. Die Farbe, die eine Oberfläche zeigt, stammt aus den Teilen des sichtbaren Spektrums, die nicht absorbiert werden und daher sichtbar bleiben. Ohne Pigmente oder Farbstoff bestehen Stofffasern, Farbbasis und Papier normalerweise aus Partikeln, die weißes Licht (alle Farben) gut in alle Richtungen verstreuen. Wenn ein Pigment oder eine Tinte zugegeben wird, werden Wellenlängen absorbiert oder von weißem Licht "subtrahiert", so dass das Licht einer anderen Farbe das Auge erreicht.

Wenn das Licht keine reine weiße Quelle ist (der Fall fast alle Formen der künstlichen Beleuchtung), erscheint das resultierende Spektrum eine etwas andere Farbe. Rot malen, untersucht unter blau Licht kann erscheinen Schwarz. Rote Farbe ist rot, weil sie nur die roten Komponenten des Spektrums streuert. Wenn die rote Farbe durch blaues Licht beleuchtet wird, wird sie von der roten Farbe aufgenommen, wodurch das Aussehen eines schwarzen Objekts erzeugt wird.

Strukturelle Farbe

Strukturfarben sind Farben, die eher durch Interferenzeffekte als durch Pigmente verursacht werden. Farbeffekte werden erzeugt, wenn ein Material mit feinen parallelen Linien bewertet wird, die aus einer oder mehreren parallelen dünnen Schichten gebildet oder auf andere Weise aus Mikrostrukturen auf der Skala der Farbe bestehen Wellenlänge. Wenn die Mikrostrukturen zufällig verteilt sind, wird das Licht kürzerer Wellenlängen vorzugsweise verstreut, um zu produzieren Tyndall-Effekt Farben: Das Blau des Himmels (Rayleigh -Streuung, verursacht durch Strukturen, die viel kleiner als die Wellenlänge des Lichts, in diesem Fall Luftmoleküle), der Glanz von Opaleund das Blau der menschlichen Iris. Wenn die Mikrostrukturen in Arrays ausgerichtet sind, zum Beispiel die Array von Gruben in einer CD, verhalten sie sich als a Beugungsgitter: Das Gitter reflektiert verschiedene Wellenlängen in unterschiedlichen Richtungen aufgrund Interferenz Phänomene, das gemischte "weißes" Licht in das Licht verschiedener Wellenlängen trennen. Wenn die Struktur eine oder mehrere dünne Schichten ist, reflektiert sie je nach Dicke der Schichten einige Wellenlängen und überträgt andere.

Strukturelle Farbe wird auf dem Gebiet von untersucht Dünnfilmoptik. Die am besten geordneten oder veränderlichsten strukturellen Farben sind irisierend. Die strukturelle Farbe ist für die Blau und Grüns der Federn vieler Vögel (z. B. Blue Jay) sowie bestimmte Schmetterlingsflügel und Käferschalen verantwortlich. Variationen des Abstands des Musters führen häufig zu einem schillernden Effekt, wie es in gesehen wird Pfau Gefieder, Seifenblasen, Filme von Öl und Mutter von Perle, weil die reflektierte Farbe vom Betrachtungswinkel abhängt. Zahlreiche Wissenschaftler haben Forschungen zu Schmetterlingsflügeln und Käferschalen durchgeführt, darunter Isaac Newton und Robert Hooke. Seit 1942, Elektronenmikroprographie wurde verwendet, um die Entwicklung von Produkten zu verbessern, die strukturelle Farbe nutzen, wie z. "photonisch"Kosmetik.^[21]

Zusätzliche Bedingungen

• Farbkreis: Eine illustrative Organisation von Farbfarben in einem Kreis, der Beziehungen zeigt.
• Farbfähigkeit, Chroma, Reinheit oder Sättigung: Wie "intensiv" oder "konzentriert" eine Farbe ist. Technische Definitionen unterscheiden zwischen Farben, Chroma und Sättigung als unterschiedliche Wahrnehmungsmerkmale und beinhalten Reinheit als physikalische Menge. Diese und andere, die mit Licht und Farbe zusammenhängen, sind international vereinbart und im CIE -Beleuchtungsvokabular veröffentlicht.^[22] Leichter verfügbare Texte zur Colorimetrie definieren und erklären diese Begriffe auch.^[15][23]
• Dichromatismus: Ein Phänomen, bei dem der Farbton von der Konzentration und Dicke der absorbierenden Substanz abhängt.
• Farbton: Die Richtung der Farbe von Weiß, zum Beispiel in a Farbkreis oder Chromatizität Diagramm.
• Schatten: Eine Farbe, die dunkler wurde, indem Schwarz hinzugefügt wird.
• Farbton: Eine Farbe, die leichter wurde, indem Weiß hinzugefügt wird.
• Wert, Helligkeit, Leichtigkeit oder Leuchtkraft: Wie hell oder dunkel eine Farbe ist.

Siehe auch

Verweise

Externe Links

• ColorLab MATLAB Toolbox für Farbwissenschaftsberechnungen und genaue Farbwiedergabe (von Jesus Malo und Maria Jose Luque, Universitat de Valencia). Es enthält CIE-Standard-Tristimulus-Colorimetrie und -Transformationen zu einer Reihe nichtlinearer Farbmodelle (CIE-Labor, CIE-Cam usw.).
• Bibliographie -Datenbank zur Farbtheorie, Buenos Aires University
• Maund, Barry. "Farbe". Im Zalta, Edward N. (ed.). Stanford Encyclopedia of Philosophy.
• "Farbe". Internet -Enzyklopädie der Philosophie.
• Robert Ridgway's Eine Nomenklatur von Farben (1886) und Farbstandards und Farbnomenklatur (1912)—Text-suchende digitale Faksimiles in der Linda Hall Library
• Albert Henry Munsell's Eine Farbnotation (1907) bei Project Gutenberg
• AIC, Internationale Farbvereinigung
• Der Effekt der Farbe | Aus -Buch Dokumentarfilm erstellt von Aus -Buch
• Studium der Geschichte der Farben
• Don Dedrick: "Farbklassifizierung in natürlichen Sprachen". In Isko Encyclopedia of Knowledge Organization