Das Sichtbare Spektrum: Farbsysteme, CIE-Dreieck und Farbtemperatur

Das Sichtbare Spektrum: Definition und Grenzen

Das sichtbare Spektrum nennt man die Region des elektromagnetischen Spektrums, die das menschliche Auge wahrnehmen kann. Elektromagnetische Strahlung in diesem Wellenlängenbereich wird als sichtbares Licht oder einfach nur Licht bezeichnet.

Es gibt keine exakten Grenzen des sichtbaren Spektrums. Ein typisches menschliches Auge reagiert auf Wellenlängen von 400 bis 700 nm, obwohl manche Menschen Wellenlängen von 380 bis 780 nm wahrnehmen können.

Mathematische Darstellung: Das CIE-Normfarbtafel

Die Farben des sichtbaren Spektrums und ihre unendlichen Mischmöglichkeiten können mathematisch dargestellt werden. Im CIE-Dreieck (oder CIE-Normfarbtafel) sind alle Farben auf drei Farbkoordinaten (x, y, z) angeordnet, wobei die Gleichung x + y + z = 1 erfüllt wird. Dies bedeutet, dass jede Farbe oder Farbmischung durch zwei Koordinaten definiert werden kann.

Das Dreieck hat eine geschwungene Form an der Spitze, die den Ort der monochromatischen Strahlung darstellt, und ist unten durch eine gerade Linie, die sogenannte Purpurlinie, geschlossen. Die zentrale Fläche des Dreiecks ist achromatisch (farblos). Hier sind die Farben aller künstlichen Lichtquellen zu finden.

Das Zentrum dieses Bereichs ist der Weißpunkt, an dem die Koordinatenwerte x, y und z gleich sind (jeweils 0,333). Je weiter man sich vom Mittelpunkt entfernt, desto gesättigter ist die Farbwiedergabe.

Farbsysteme und Farbtemperatur

Subtraktive Farbsynthese

Die subtraktive Farbsynthese erklärt die Theorie des Mischens von Pigmenten, Tinten und natürlichen Farbstoffen. Diese Materialien erzeugen Farben, indem sie bestimmte Wellenlängen absorbieren und andere reflektieren. Die Farbe, die ein bestimmtes Objekt aufweist, hängt davon ab, welche Teile des elektromagnetischen Spektrums von ihm reflektiert werden, oder umgekehrt, welche Teile des Spektrums absorbiert werden.

Additive Farbsynthese

Ein additives Farbsystem beinhaltet Licht, das direkt von einer Quelle emittiert wird (z. B. Beleuchtung). Die additive Reproduktion verwendet in der Regel Rot, Grün und Blau (RGB) als Primärfarben, um andere Farben zu erzeugen.

Die Kombination von zwei dieser Primärfarben zu gleichen Teilen erzeugt die additiven Sekundärfarben:

• Cyan
• Magenta
• Gelb

Die Kombination aller drei Grundfarben des Lichts mit gleicher Intensität erzeugt Weiß. Durch Variation der Intensität der einzelnen Lichtfarben kann das gesamte Spektrum dieser drei Lichter dargestellt werden.

Farbtemperatur und Kelvin

Die Farbtemperatur einer Lichtquelle wird bestimmt, indem die Farbe ihres Lichtspektrums mit der Emission eines auf eine bestimmte Temperatur erhitzten Schwarzen Körpers verglichen wird. Deshalb wird die Farbtemperatur in der Regel in Kelvin (K) ausgedrückt, auch wenn sie nicht explizit ein Maß für die tatsächliche Temperatur der Lichtquelle darstellt.