10.1. Farbräume & -formate history menue Letztmalig dran rumgefummelt: 28.01.15 18:02:17

Licht ist der Teil der elektromagnetischen Strahlung, der von unserem Auge erkannt werden kann. Dies sind die elektromagnetischen Wellen im Bereich von etwa 400 - 750 Nanometer (nm) Wellenlänge. (750 nm: rot, 400 nm violett/blau). Das sichtbare Spektrum ist Teil des elektromagnetischen Spektrums. Die unterschiedliche Empfindlichkeit des menschlichen Auges für verschiedene Wellenlängen (V(?)-Kurve) ist Grundlage der Photometrie.
Das in der Umwelt vorkommende Licht ist eine Mischung unterschiedlicher Wellenlängen. Durch ein Beugungsgitter oder ein Prisma kann man dieses polychromatische Licht in monochromatisches Licht (Licht einer Wellenlänge) zerlegen. Jeder dieser monochromatischen Lichtkomponenten entspricht ein spezifischer menschlicher Farbeindruck, die so genannten Spektralfarben oder Regenbogenfarben. In der Reihenfolge zunehmender Wellenlänge findet man:
1. Licht und Farbe
2. Farbwirkung auf das Auge
3. RGB-Farbmodell
4. CMYK-Farbmodell
5. HSL-Farbmodell

Pixelgrafikseiten

Farbformate - das Logo

inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)

Wissen für Fortgeschrittene der Informatik

Quellen:
... eng damit verbunden - Pctogramme ... und hier der Vorläufer jeglicher Grafik auf Computern

Pictogramme

ASCII-Grafiken


1. Licht und Farbe history menue scroll up

 
Spektralfarben Farbton Wellenlänge
Violett
400 - 420 nm
Blau
420 - 490 nm
Grün
490 - 575 nm
Gelb
575 - 585 nm
Orange
585 - 650 nm
Rot
650 - 750 nm

 

Farbtheorie und Farbpraxis für den künstlerischen Bereich finden wir hier
Farben lösen unterschiedliche Empfindungen und Assoziationen aus. Diese unterscheiden sich zwischen einzelnen Menschen, haben aber bei Menschen eines Kulturkreises große Gemeinsamkeiten. Diese Wirkungen sind in der Kunst und in vielen Industriezweigen, wie Architektur, Textilherstellung und Werbung, von sehr großer Bedeutung. Die Tabelle zeigt einige Beispiele für die mögliche Wirkungen von Farben:
Rot Feuer - Wärme - Liebe - Gefahr - Sozialismus, Kommunismus, Revolution
Grün Gras - Natur - Unreife - Gift - Ökologiebewegung
Blau Wasser - Adel - Himmel - Eis - Kalt
Gelb Sonne - Zitrone - Frische - Liberalismus
Orange Orange - Erfrischung
Braun Lehm - Erde - Nationalsozialismus
Violet Frauenbewegung
Weiß Unschuld - Reinheit - Medizin
Grau Maus - Farblosigkeit - Neutralität
Schwarz Asche - Tod - Konservatismus
Farben werden auch generelle Wirkung wie anregend (z.B. rot) oder beruhigend (z.B. grün) zugeschrieben. Ganze Bücher beschäftigen sich mit der "richtigen" Farbwahl. Letztlich können es aber immer nur Richtlinien bleiben, da alle Menschen verschieden reagieren.

Sprichwörter zum Thema Farbe:

"Farbe bringt Freude ins Leben" oder "Grau ist alle Theorie".

Die Übergänge zwischen Farben sind fließend, der Eindruck einzeln benennbarer abzählbarer Farben ist subjektiv und durch Sprache, Tradition sowie Denken bedingt. Die in verschiedenen Sprachen (ursprünglich) vorkommenden Worte für Farben belegen diese Subjektivität. Die einzelnen Farbbereiche enthalten jeweils verschiedene Farbtöne. So ist der Zwischenbereich zwischen Blau und Grün etwa mit Türkis oder Cyan zu bezeichnen.
Andere wahrgenommene Farben (z. B. Braun) ergeben sich bei Licht, in dem mehrere Wellenlängen vorkommen (additive Farbmischung) oder durch subtraktive Farbmischung aus gefiltertem weißem Licht. Jenseits von violett liegt das für Menschen unsichtbare Ultraviolett, jenseits von rot die auch Infrarot genannte Wärmestrahlung.
Neben der Wellenlänge bzw. Farbe ist Licht noch durch die Kohärenz und die Polarisation charakterisiert.
Eine der Hauptquellen des Lichtes ist die Sonne. Künstliche Lichtquellen sind z. B. Glühbirnen, Leuchtstoffröhren, Leuchtdioden und Laser.
Licht hat wie beschrieben Wellencharakter, gleichzeitig aber auch Teilchencharakter (siehe auch Welle-Teilchen-Dualismus). Die Lichtteilchen werden als Photonen bezeichnet.

 

Licht: Größen und Einheiten:
   
Lichtstrom (Lumen)
Lichtmenge (Lumen·sec)
Lichtstärke (Candela)
Leuchtdichte (Candela/m²)
Beleuchtungsstärke (Lux)
 
Eine Farbe ist ein Sinneseindruck, den Menschen haben, wenn Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines Wellenlängengemisches auf die Netzhaut des Auges fällt. Farbe ist also eine Sinnesempfindung und keine physikalische Eigenschaft eines Körpers.
Ausgelöst wird diese Sinnesempfindung durch elektromagnetische Wellen, die von selbst leuchtenden oder beleuchteten nicht selbst leuchtenden Körpern aus ins Auge gelangt und hier von speziellen Sinneszellen in eine Nervenerregung umgewandelt wird, die ihrerseits zum Gehirn geleitet wird und dort als Farbe ins Bewusstsein des Menschen tritt.
Die Physik beschäftigt sich mit der Strahlung, die nichts über die Farbe aussagt, erst durch die sinnesphysiologische Verarbeitung entsteht der Eindruck einer Farbe. Farbe setzt funktionsfähige Sinneszellen in einem lebenden Organismus voraus. Ohne diese biologischen Voraussetzungen existiert der Begriff der Farbe nicht.
Farbeindruck des Menschen

Die optische Wahrnehmung des Menschen erfolgt durch bestimmte Rezeptoren, die sich auf der Netzhaut befinden. Von diesen Sinneszellen gibt es zwei Grundtypen: die so genannten Stäbchen unterscheiden nur Schwarz/Weiß-Kontraste, die so genannten Zapfen - nicht Zäpfchen! - dienen der Farbwahrnehmung.
(Zum Merken: Stäbchen - Schwarz/weiß; Zapfen - Farben)
Die Zapfen sind in drei Ausprägungen vorhanden, die jeweils für eine der drei Grundfarben "Rot", "Grün" und "Blau" besonders empfindlich ist. Jede Kombination von Anregungen der drei Zapfenarten durch auf die Netzhaut treffende Strahlung bewirkt einen spezifischen Farbeindruck. Menschen, die nur zwei Arten von Zapfen haben, sind rot-grün-blind oder (seltener) grün-blau-blind. Wenn Menschen nur eine Art von Zapfen haben, oder gar keine Zapfen (d.h. sie sehen nur mit den Stäbchen), sind sie farbenblind. Siehe auch
Spektralfarben und Mischfarben

Farben, die durch die Zerlegung weißen Lichts entstehen, werden als Spektralfarben bezeichnet. Allerdings enthält das Spektrum nur einen kleinen Teil aller möglichen Farben. Alle anderen, die durch Farbmischung entstehen, bezeichnet man als Mischfarben.

Bunte und unbunte Farben:
Die Frage, ob Schwarz und Weiß Farben sind, bietet erstaunlicherweise einigen Diskussionsstoff. In der Alltagssprache spricht man zwar von den "Farben" Schwarz und Weiß, würde sie aber nicht als "farbig" bezeichnen. Auf der anderen Seite, erfüllen Schwarz und Weiß alle Kriterien für eine Farbe. Sie auszuschliessen führt zu etlichen unsinnigen begrifflichen Verrenkungen. Möchte man sich exakt ausdrücken, unterscheidet man besser zwischen bunten und unbunten Farben. Schwarz und Weiß einschließlich aller dazwischen liegenden Grauwerte bezeichnet man als unbunt. Alle anderen Farben werden als bunt bezeichnet.


2. Farbwirkung auf das Auge history menue scroll up
 

3. Das Additive RGB-Farbmodell history menue scroll up
Es ist ein Modell zur Beschreibung von Farbe, und gehört mit Sicherheit zu den gängigsten und verständlichsten Betrachtungsarten des Farbsystems, Es handelt sich hier um ein so genanntes additives Farbmodell, das bedeutet, dass jede Farbe als eine Vektorsumme der Grundfarben ROT, GRÜN, und BLAU betrachtet wird. Ein Bild ergibt sich dann aus einer Ansammelung von farbigen Punkten, welche allesamt diese drei Grundfarben, jedoch in unterschiedliche stärke enthalten. Möchte man eine Farbdominanz oder einen Farbstich erzeugen oder abschwächen, so wird dies stets durch verändern einer oder zweier dieser Farbkomponenten geschehen. Ein Farbstich ergibt sich durch das überwiegen von Farbanteilen bei allen Bildpunkten in eine bestimmte "Richtung" hin, was Ihnen möglicherweise aus dem Bereich der Farbfotographie bekannt sein wird. Es sollten nicht mehr als zwei Komponenten zur Beseitigung einer Farbdominanz verwendet werden. Dasselbe gilt auch für den Umgang mit elektronischen Bildern, da die dritte Komponente nur einen überflüssigen Grauanteil erzeugt. Versuchen sie daher, die meisten Aufgaben, was Farbanteile betrifft, mit zwei Reglern zu bewältigen. Gezielte Manipulationen von Farben erfordern vom Anwender einiges an geschultem Farbsinn. der Farbsinn, und damit das Ausdifferenzieren feinster Tonwertunterschiede, kann, zum Unterschied vom Farbempfinden, durch ausdauerndes Training erworben werden. Besonders die Richtung einer Farb-Korrekturfilterung ist von Anfängern oft schwer einschätzbar. Abhilfe kann eventuell durch Farbtafeln und andere Farbschemen geschaffen werden.
RGB ist der am häufigsten verwendete Modus zum Bearbeiten von farbigen Bildern. Der RGB-Modus entspricht dem RGB-Modell. Zur Speicherung und Darstellung der Pixel im Bild stehen drei Farbkanäle mit je 8 Bit für die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau zur Verfügung. Jeder der drei Kanäle sieht aus wie ein Graustufenbild, da er nur die Helligkeitsabstufungen der jeweiligen Grundfarbe speichert: der Rotkanal z.Bsp. speichert alle Rotabstufungen wischen kein Rot (kein Licht vorhanden= Schwarz im Rotkanal), dunklen Rottönen(= reduzierte Helligkeit durch Graustufen im Rotkanal dargestellt) bis zum leuchtenden Rot (= Weiß im Rotkanal) ab. Das gleiche gilt für die beiden anderen Farbkanäle. Durch die Mischung der unterschiedlichen Helligkeitswerte der drei Kanäle gibt es über 16 Millionen (256x256x256) verschiedene Kombinationsmöglichkeiten für die Farbnuancen, die jedes einzelne Pixel annehmen kann. Die Helligkeitswerte werden in Dezimalzahlen zwischen 0 und 255 angegeben: der Wert 0 (= schwarz) steht für die Abwesenheit der Farbe ( Abwesenheit von Licht ) des betreffenden Kanals, der wert 255 (=weiß) steht für die reine Farbe (volles Licht, maximale Helligkeit) des betreffenden Kanals, die Werte zwischen 0 und 255 für die Farbabstufungen des betreffenden Kanals (graue Zwischenstufen). Ein leuchtendes Rot hat z. Bsp. die werte 217 für R, 53 für Grün, 35 für Blau. Reines weiß hat den Wert 255 für alle drei Komponenten ( maximales Licht in allen drei Kanälen). Reines schwarz hat den wert für alle drei Komponenten (kein Licht in allen drei Kanälen).

... das RGB Modell

 


4. Das Substraktive CMYK-Farbmodell history menue scroll up

Der CMYK-Modus entspricht dem CMYK. Modell. Er ist ausschließlich dafür vorgesehen, farbige Bilder für den Vierfarbdruck in die vier erforderlichen rundfarben CYAN, MAGENTA und GELB (für die Farbwiedergabe) sowie SCHWARZ (für die Tiefenzeichnung) aufzuteilen (Farbseparation). Im CMYK-Modus stehen zur Speicherung und Darstellung der Pixel im Bild vier Farbkanäle mit je 8 Bit zur Verfügung. Obwohl 4 × 8 Bit Milliarden Farben speichern können, sind m Druck aus technischen Gründen nur sehr viel weniger (maximal einige 100 000) reproduzierbar. Da Farben am Monitor nur durch Licht erzeugt werden können, müssen die anderen Farben (körperfarben) simuliert werden.
Im CMYK-Modus wird jedem Pixel ein Prozentwert des Farbauftrages der vier Druckfarben zugeordnet. Helle Farben (relativ kleine Rasterpunkte, geringe Flächendeckung) haben niedrige Prozentwerte. Reines weiß wird durch den wert 0% bei allen vier Komponenten erreicht, das bedeutet, dass in diesem ereichen keine Druckerfarbe aufgetragen wird und die Papierfarbe zu sehen ist. Dunkle Farben (relativ große Rasterpunkte. starke Flächendeckung) haben höhere Prozentwerte. Ein leuchtendes Rot wird im CMYK-Modus beispielsweise durch C=0%, M=97%, G=98%, K=0% erreicht. Schwarz entsteht wenn alle vier Komponenten zu 100 % vertreten sind. (in der Praxis wird reines schwarz jedoch aus technischen Gründen mit reduziertem C-, M-, und Y- Anteilen gedruckt.)
Die Umwandlung eines RGB- Bildes in den CMYK- Modus (Farbseparation) ist ein relativ komplizierter Prozess, da farbige Bildteile durch schwarz ersetzt werden müssen. Es gibt dafür unterschiedliche Methoden.

CMYK- Modus

... und nun wird einmal der "Freien Presse" am 15.5.2011 beim Druck über die Schulter geschaut - die anderen machen das aber ganz genau so - erhöhen lediglich für einen Gewinn an Qualität die Pixeldichte
Einzelfarben ... ... sowie Farbkomplex

Einzelkanal "CYAN"

Einzelkanal "CYAN"

 

Summenkanal "CYAN" + "BLACK"

Einzelkanal "MAGENTA"

Einzelkanal "MAGENTA"

Summenkanal "CYAN" + "MAGENTA"

Summenkanal "CYAN" + "MAGENTA* + "YELLOW"

Einzelkanal "YELLOW"

Einzelkanal "YELLOW"

Summenkanal "CYAN" + "MAGENTA" + "YELLOW"

Summenkanal "BLACK" + "CYAN" + "MAGENTA*

Einzelkanal "BLACK"

Einzelkanal "BLACK"

 

Summenkanal "CYAN" + "MAGENTA" + "YELLOW" + "BLACK"


5. HSL-Farbmodell history menue scroll up
 

 

CMYK- Modus



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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha © Frank Rost im November 2006

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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