Was ist eigentlich Farbe?

Das ist eine gute Frage. Denn Farbe entsteht eigentlich erst in unserem Gehirn. Das wird dann "Farbempfindung" genannt. Aber eigentlich ist das erst der dritte Schritt.

Farbreiz, Farbvalenz und Farbempfindung

Wie in der folgenden Graphik ersichtlich, "entsteht"" Farbe in drei Schritten, wobei allerdings nicht immer alle notwendig sind (dazu später).

Farbreiz

Im Glossar:

Selbstleuchter Fremdleuchter Candela

Der erste Abschnitt beschreibt den sogenannten Farbreiz. Unter Farbreiz versteht man eine sichtbare Strahlung, die durch direkte Reizung der Augennetzhaut eine Valenz erzeugt. Dieser Farbreiz kann auf drei verschiedene Arten entstehen.

1. Die Strahlung eines Selbstleuchters tritt direkt in das Auge
2. Die Strahlung eines Selbstleuchters geht durch einen Farbfilter und dann erst in das Auge
3. Die Strahlung eines Selbstleuchters fällt erst auf einen Körper und geht von dort in das Auge

Diese drei Erscheinungsformen nennt man "äußere Erscheinung", diese bilden den Farbreiz, welcher mit physikalischen Mitteln meßbar ist.

Farbvalenz

Die zweite Stufe wird als Farbvalenz bezeichnet. Der Farbreiz erzeugt eine Erregung auf der Netzhaut, die zur Farbvalenz führt. Die entsprechenden Aktionsströme werden dann über Nervenbahnen in das Gehirn geleitet. Dieses Phänomen fällt in den Bereich der Physiologie

Im Glossar:

Hermann von Helmholtz Thomas Young

Worauf reagiert aber nun das Auge? Im Jahre 1809 stellte ein gewisser Thomas Young die Theorie der Trichromazität des Auges auf. Das bedeutet, das Auge ist für drei Farben empfindlich. Offensichtlich war er seiner Theorie nicht ganz sicher, denn er schlug dafür zuerst die Grundfarben Rot, Gelb und Blau vor. Später korrigierte er die Grundfarben dann zu Rot, Grün und Blau. Der Beweis hierfür wurde dann 1861 durch James Clerk Maxwell erbracht.

Weil die Farbmischung mit diesen drei Grundfarben ja tatsächlich funktioniert, hatte der Physiologe Hermann von Helmholtz in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts den Mut zu postulieren, es gäbe im menschlichen Auge drei getrennte Rezeptoren, die jeweils für eine der Grundfarben empfindlich seien. Dies wurde dann in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts durch den Biochemiker George Wald bewisen, der dafür dann den Nobelpreis bekam.

Man kann allerdings jetzt nicht sagen, daß gleiche Valenzen auch durch jeweils gleiche Reize erzeugt werden. Dies ist möglich, aber nicht notwendig. Man unterscheidet in diesem Zusammenhang zwischen "bedingt gleichen (metameren)" und "unbedingt gleichen Farben". Unter bedingt gleichen Farben versteht man Farben, die spektral verschieden zusammengesetzt sind, aber die gleiche Valenz hervorrufen. Es ist beispielsweise unerheblich, ob das Licht jetzt genau 579 nm Wellenlänge hat (also eine monochromatische Strahlung ist), oder ob das Licht aus zwei Strahlungen mit 560 nm und 620 nm im gleichen Verhältnis besteht (also eine polychromatische Strahlung). Die Valenz ist in beiden Fällen dieselbe. Unter unbedingt gleichen Farben versteht man dann im Gegensatz zu vorherigem Farben, deren Farbreiz ebenfalls gleich ist.

Diese Valenzen sind die Größen, welche von der Farbmetrik erfasst werden. Da aber jeder Mensch unterschiedlich ist, ein bestimmter Reiz also bei jedem Menschen leicht unterschiedliche Valenzen hervorrufen kann, wurde ein "Norm-Beobachter" festgelegt. Dessen Valenzen werden für die Farbmetrik benutzt.

Farbempfindung

Im Glossar:

Simultankontrast Sukzessivkontrast

Die dritte Stufe findet nun im Gehirn statt. Die Aktionsströme kommen über die Nervenbahnen im Sehzentrum an und lösen dort ein Farbempfinden aus. Gleiche Valenzen lösen aber nicht unbedingt gleiche Farbempfindungen aus. Als Beispiel dient folgende Graphik. Die Farben der Kreise sind jeweils gleich, bestehen also aus demselben Farbreiz und lösen damit auch dieselbe Valenz aus. Empfunden werden sie aber unterschiedlich.

Wie bereits angedeutet, ist nicht immer eine Kombination aus Reiz und Valenz notwendig, um eine Farbempfindung hervorzurufen. So können zum Beispiel auch Farbempfindungen entstehen durch einen Schlag, elektrischen Strom oder als Nachwirkung zu einer Strahlung. Ein Beispiel hierfür ist leicht zu Hause auszuprobieren (Nein, jetzt nicht dem Nachbarn mit dem Zaunpfahl eins überziehen und ihn fragen, welche Farbe er sieht. Ich rede vom letzten Effekt): Fixieren Sie lange Zeit einen grünen Farbfleck und schauen Sie dann auf eine weiße Unterlage. Sie werden dann, ohne Reiz, einen rot-violetten Nachklang sehen.