CIE Farbentheorie

Fa­r­ben sind in un­se­rem Le­ben fast ü­ber­all und für uns al­le selbst­ver­ständ­lich. Zufrie­dens­tel­len­de Erklärun­gen wie Fa­r­ben zu­stan­de kom­men gibt es aber erst seit Mit­te des 19. Jahr­hun­derts und es dau­ert bis ins 20. Jahr­hun­dert bis man die fun­da­men­ta­le Re­geln des Fa­r­bensehens ver­stan­den hat­te. Die grund­le­gends­te Än­de­rung war, dass Fa­r­ben kei­ne Ei­gen­schaf­ten der Par­ti­kel sind, son­dern, dass un­ser Ge­hirn sie er­zeugt. Al­so gau­kelt un­ser Ge­hirn ein far­bi­ge Welt vor, wel­che in Wirk­lich­keit farb­los ist. De­s­il­lu­si­o­niernd mag man den­ken. Ver­gleicht man bei­de Vor­stel­lung mit­ein­an­der, fängt die neue An­sicht aber an im­mer ein­drucks­vol­ler zu wer­den. Fa­rbthe­o­ri­en hat­te es vor­her schon et­li­che ge­ge­ben, wie z.B. die von It­ten, Run­ge oder die von Goe­the. Die Fa­rbthe­o­rie der CIE ( CIE ist die Ab­kür­zung für Com­mis­si­on in­ter­na­ti­o­na­le de I`éclai­ra­ge ) ist die ers­te Fa­rbthe­o­rie der Welt, wel­che:

1. die Sys­te­ma­tik der Fa­r­be mit den op­ti­schen Ge­set­zen der Phy­sik ver­bin­det
2. den Fa­r­braum kom­plett be­schreibt
3. die je­der Fa­r­be ei­nen ge­nau­en ma­the­ma­ti­schen Wert zu­ord­net
4. die oh­ne Re­fe­renz auf ein Fa­rb­mus­ter aus­kommt.

Dies lässt schnell er­ah­nen, war­um die CIE-Fa­rbthe­o­rie so ein­flussreich war und im­mer noch ist. Um zu ver­ste­hen, war­um das CIE-Dia­gramm so ei­ne ei­gen­ar­ti­ge Form hat und war­um es flächig ist, ob­wohl der Fa­rbraum drei­di­men­si­o­nal ist muss man die Vor­ge­hens­wei­se der CIE ver­ste­hen. Lei­der ist dies nicht in ein bis zwei Sät­zen dar­zu­stel­len. Die frühe­ren Fa­rbthe­o­ri­en wa­ren meist von Künst­lern oder Theo­re­ti­kern auf­ge­stellt wor­den. Die CIE fing aber mit Ver­mes­sun­gen an. Be­trach­ten wir al­so den Ver­suchsauf­bau der CIE: Es wur­de ei­ne Grup­pe von Test­per­so­nen ein­ge­la­den. Die­se nah­men an den Ver­su­chen teil. Die Er­geb­nis­se wur­den dann ge­mit­telt.
Das Er­geb­nis er­gab dann den Durch­schnitts­be­trach­ter. Die Ver­such­s­per­son hat ei­nen Ab­stand von ca. 80cm von ei­nem weißen Pa­pier­kreis (ca.3cm) vor sich. Die­ser ist an der Mit­tel­li­nie ge­knickt. Es wird nun nach­ein­an­der far­bi­g be­leuch­tet. Die obe­re Hälf­te des Pa­piers ist dann far­big, die an­de­re Hälf­te ist noch weiß. Die Ver­such­s­per­son hat nun drei Strah­ler vor sich, die sich mit Reg­lern re­gu­lie­ren las­sen. Die Strah­ler sind der­art, dass ihr Wel­len­be­reich je­weils ei­nen Zap­fen­typ reizt. Platt ge­sagt: blau grün rot. Die Ver­such­s­per­son soll nun die nach­ein­an­der vor­ge­ge­be­nen Fa­r­ben mit den drei Reg­lern nachzumi­schen. Die Strah­ler be­leuch­ten nur die noch lee­re Fläche des Pa­piers. Dann wird der Wert no­tiert. (z.B. so ­was wie 67-56-14) So weit so gut. Aber dann kam die Ü­ber­ra­schung. Wur­den Spek­tral­far­ben vor­ge­ge­ben, dann war dies nicht mit den drei Reg­lern zu er­mi­schen. Was nun? Al­so mo­di­fi­zier­ten die Leu­te der CIE den Auf­bau. Sie in­stal­lier­ten auf der Vorga­be­sei­te (Licht­strah­ler oben) ne­ben der Quel­le mit der Spek­tral­far­be ei­nen zu­sätz­lich Strah­ler und pass­ten dies dem Er­geb­nis der Test­per­son an. Man kann dies so um­schrei­ben: Wenn der Pro­phet nicht zum Ber­ge kommt, dann kommt der Berg zum Pro­phet. Nach­dem die Spek­tral­far­ben so ver­mes­sen wa­ren, hat­te man vie­le Zah­len­trip­pel mit ne­ga­ti­ven Wer­ten. Die CIE dach­te so­fort an die späte­ren An­wen­der und dach­te: Wa­rum mit ne­ga­ti­ven Wer­ten ar­bei­ten, wenn es auch oh­ne geht. Sie verschoben die Werte in den positiven Zahlenbereich. Dies führ­te zu der be­kann­ten Form und sei­ner Stel­lung im Koor­di­na­ten­sys­tem. Die ge­bo­ge­ne Außen­li­nie nennt man den Spek­tral­far­ben­zug. Wa­rum ist dann die un­te­re Sei­te ge­ra­de? Magen­ta ist kei­ne Spek­tral­far­be und kommt des­halb auch nicht im Re­gen­bo­gen vor. Sie wird oft als Pur­pur­ge­ra­de be­zeich­net. Stellt man die Reg­ler al­le auf ein Drit­tel, dann er­hält man ein Weißton. Is­sak New­ton fand mit sei­nen Pris­men­ver­su­chen her­aus. Weiß lässt sich in Fa­r­ben zer­le­gen. So ha­ben wir den Weiß­punkt in die­sem Dia­gramm.
Bleibt noch die Fra­ge: Wa­rum ist das Dia­gramm nicht räum­lich? Hier sieht man die Vor­ge­hen der CIE, sie ist em­pi­risch ma­the­ma­tisch. Wa­rum mehr Wer­te als nötig?Der Fa­r­braum ist natür­lich in der CIE Fa­rbthe­o­rie be­schrie­ben. Wenn man ihn räum­lich dar­stellt er ­hält man ei­ne Form, wel­cher ei­ner Eis­waf­fel ähnelt, bei der ei­ne Sei­te eben ist. Läßt man die In­ten­sität außer acht kön­nen die Wer­te auf ei­ner Ebe­ne dar­ge­stellt wer­den. Al­le 3 Wer­te er­ge­ben auf die­ser Ebe­ne den Wert 1. Pro­ji­ziert man die­se Ebe­ne auf die Grund­fläche des Koor­di­na­ten­sys­tems er­hält man die zwei­di­men­si­o­na­le Dar­stel­lung. Der Fa­rb­wert für Blau wird da­bei meis­tens nicht mit an­ge­ge­ben. Wenn R + G + B zu­sam­men den Wert 1 er­ge­ben. Dann kann man ihn er­rech­nen: 1 - R - G = B. Die CIE-Theo­rie wur­de später mo­di­fi­ziert. Ei­ner­seits wur­de bemän­gelt, dass sie in dem Ver­suchsauf­bau nicht wis­sen­schaft­lich hin­rei­chend ge­nau ge­we­sen wa­ren. Wei­ter­hin wären der bio­lo­gi­schen Auf­bau des Au­ges nicht genü­gend ge­nau berück­sich­tigt wor­den. Künst­ler, Archi­tek­ten, Dru­cker bemän­gel­ten, dass die CIE-Fa­rbthe­o­rie für ih­rer Ar­beit prak­tisch nicht zu ge­brau­chen wären.
Die CIE-Theo­rie von 1964, berück­sich­tig­te die tech­ni­schen, bio­lo­gi­schen Fra­gen. Das CIE-Lab-Sys­tem von 1976 berück­sich­tigt die Ein­wän­de der Künst­ler, Archi­tek­ten und Dru­cker.
Die CIE nahm da­zu die vor­han­de­ne Theo­rie und form­te sie mit ei­nem ma­the­ma­ti­schen Mo­dell so um, dass ge­fühls­mäßig glei­che Fa­rb-Abstän­de ent­ste­hen. Das Um­rech­nen ist al­les an­de­re als ein­fach zu be­zeich­nen. Die heu­ti­gen An­nah­men sa­gen, dass das Fa­r­bensehen sich in der Evo­lu­ti­on ent­wi­ckelt hat, weil es für die Le­be­we­sen Vor­tei­le fürs Ü­ber­le­ben schaff­te. Da spie­len Fra­gen, ob dies gut und ein­fach um­zu­rech­nen ist kei­ne Rol­le. Hier geht es zur Seite2


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