3. Farbmischverfahren

Da das menschliche Auge drei Arten von farbempfindlichen Rezeptoren (Zäpfchen) enthält, entwickelte sich schon relativ früh eine Dreikomponententheorie zur Herstellung von Farben. Diese Theorie wird bis heute als Grundlage zur Farbmischung in der Computergrafik, der Druckindustrie und dem Fernsehen verwendet. Nach dieser Theorie kann man praktisch alle sichtbaren Farben aus drei Primärfarben mischen. In der Computergrafik verwendet man zur parameterorientierten Beschreibung von Farben die so genannten Farbmodelle. Diese Farbmodelle unterscheiden sich primär durch ihr Mischverhalten. Entsprechend der Licht- und Körperfarben unterscheiden wir zwischen dem subtraktiven und additiven Farbmischverfahren. Es gibt aber auch Verfahren, die beide Arten miteinander kombinieren.

3.1. Körper- und Lichtfarben

Wenn wir Objekte in unserer Umgebung anschauen, sind die meisten Farben, die wir sehen, Körperfarben.

Körperfarben entstehen, wenn Licht auf eine Oberfläche trifft und von dieser reflektiert wird

Der Farbeindruck aller nicht selbstleuchtenden Körper entsteht also dadurch, daß diese Körper gewisse Farben des auf sie fallenden weißen Sonnenlichts absorbieren und den Rest wieder reflektieren. Körperfarben werden deshalb auch Subtraktionsfarben genannt. Jeder Gegenstand absorbiert einen Teil des Lichtes. Das übrigbleibende reflektierte Licht bestimmt die Farbe des Gegenstandes. Wenn ein Objekt alle Farben reflektiert, so sehen wir es weiß, wenn es keine Farbe reflektiert, so sehen wir es schwarz. Durch Kombinieren von Körperfarben werden verschiedene Farbtöne erzeugt. Alle Körperfarben bestehen grundsätzlich aus drei Farben, den Grundfarben (Primärfarben):

Wenn ein Objekt selbst Lichtquelle ist, wird von diesem Objekt kein Licht reflektiert, sondern es strahlt Licht aus.

Wenn wir ein Objekt anschauen, aus dem Licht ausströmt (z.B. eine Glühlampe), so sehen wir Lichtfarben.

Während Körperfarben reflektiertes Licht bedeuten, stellen Lichtfarben das Licht selbst dar. Wir sehen Lichtfarben, wenn wir direkt in die Sonne schauen. Der Mond indessen stellt eine Körperfarbe dar, da er das Licht der Sonne reflektiert. Die gelbe Flamme einer Kerze ist ein anderes Beispiel für eine Lichtfarbe sowie die Bilder auf dem Bildschirm unseres Computermonitors oder des Fernsehbildschirms. Da Lichtfarben Farben sind, die von der Lichtquelle selbst ausstrahlen, gibt es ohne Licht keine Farbe - nur Schwarz. Ist andererseits das ganze Lichtspektrum erhältlich, ist das Ergebnis Weiß. Zu beachten ist, daß sich dies bei den Körperfarben genau umgekehrt verhält. Während Maler vorab die Farbe Weiß als Hintergrundfarbe verwenden, arbeiten Videokünstler und Computergrafiker normalerweise auf einem schwarzen Hintergrund. Wie Körperfarben werden auch Lichtfarben in primäre und sekundäre Farben eingeteilt, wobei sich aber die primären Lichtfarben von den primären Körperfarben unterscheiden. Anstelle von Magentarot, Gelb und Cyanblau sind die primären Lichtfarben:

Mischen wir Rot und Grün, erhalten wir die Sekundärfarbe Gelb. Durch Mischen von Rot und Blau erhalten wir die Sekundärfarbe Magenta, während Grün und Blau die Sekundärfarbe Cyan ergeben.

Kurz gesagt, Lichtfarben stammen von der Lichtquelle her. Werden sie gemischt, spricht man von der additiven Farbmischung, im Gegensatz dazu jedoch bei den Körperfarben von der subtraktiven Farbmischung.

3.2. Subtraktive Farbmischung

Wie wir gesehen haben, entstehen Körperfarben durch subtraktive Farbmischung des weißen Sonnenlichtes. Weißes Sonnenlicht (das Sonnenlicht ist eine Kombination von verschiedenen Farben) trifft z.B. auf einen Apfel auf, es werden aus dem weißen Licht nun alle Farben bis auf Rot herausgefiltert (subtrahiert), nur die roten Lichtwellen werden reflektiert. Eine subtraktive Farbmischung ergibt sich aber auch dann, wenn man zum Beispiel verschiedene farbige Gläser übereinander vor einer Lichtquelle betrachtet. Jedes Glas nimmt dabei aus dem weißen Licht eine Farbe heraus. Eine subtraktive Farbmischung entsteht also durch Auslöschen eines oder mehrerer Farbanteile. Die subtraktive Farbmischung hat ihren Ursprung bei den Körperfarben. Als Mischfarben werden daher auch meistens die primären Körperfarben Magentarot, Gelb und Cyanblau verwendet. Eine Mischung aller drei Farben ergibt Schwarz, ist keine der drei Farben vorhanden, entsteht Weiß. Dieses Mischverfahren wird deshalb oft von Künstlern und in der ruckindustrie verwendet, da man hier einen weißen Untergrund hat. Dieser weiße Untergrund kann durch die subtraktive Farbmischung der primären Körperfarben bis zum Schwarz verdunkelt werden.

Die subtraktive Farbmischung wird aber auch beim Film verwendet. Auf dem Filmmaterial wirken drei überlagerte farblich besonders sensibilisierte Silberbromidschichten wie Grundfilter (R,G,B). Bei der Entwicklung des Films bilden sich im Negativ komplementäre Farbstoffschichten, die in der Projektion weißes Licht spektral unterschiedlich schlucken, d.h. subtrahieren bis zur maximalen Absorption, dem Schwarz.

3.3. Additive Farbmischung

Projiziert man verschiedenfarbiges Licht gleichzeitig auf eine Fläche, mischen sich die Farben additiv - es wird immer heller. Bei der additiven Farbmischung ist also die Mischung heller, als jeder der Farbwerte allein. Der beste Beweis dafür ist unser Sonnenlicht, welches eine weiße Farbe hat, aber trotzdem aus einer Kombination (Addition) von mehreren Farben besteht.

Die additive Farbmischung hat ihren Ursprung bei den Lichtfarben. Als Mischfarben werden daher auch meistens die primären Lichtfarben Rot, Grün und Blau verwendet. Die Mischung aller drei Farben ergibt Weiß. Ist keine der drei Grundfarben vorhanden, erhalten wir Schwarz. Eine gleiche Mischung aller Farben erzeugt je nach Helligkeit unterschiedliche Graustufen. Da die Helligkeit jedes Farbwertes (Rot, Grün und Blau) beliebig variiert werden kann, können alle Farbintensitäten, Mischverhältnisse und Helligkeiten erzeugt werden. Dieses Mischverfahren wird oft von Video- und Computerkünstlern verwendet, da diese auf einem schwarzen Hintergrund arbeiten. Man kann durch die additive Farbmischung den schwarzen Hintergrund bis zum Weiß aufhellen. Auch bei der Entstehung des Fernsehbildes findet die additive Farbmischung Anwendung. Die Projektionen der Grundfarben des Fernsehsignals ergänzen sich hier bei maximaler Addition zu Weiß.