Die Additive Farbmischung

Additive Farbmischung bezeichnet das Mischen von Lichtfarben. Genauer gesagt, wird Licht unterschiedlicher Wellenlängen miteinander gemischt. Da grundsätzlich mit jeglicher hinzugemischten Wellenlänge der Energiegehalt des Lichtes steigt, wird mit jeder neuen Wellenlänge das Licht etwas heller. Die Summe aller Wellenlängen des sichtbaren Lichtes ergibt letztlich Weiß. Funktionieren kann dies nur auf einem dunklen Hintergrund, deshalb sind die Bildflächen von Monitoren eben schwarz und nicht etwa hell wie Papier.

Für das Erkennen des Prinzips betrachten wir die additive Mischung von Rot, Grün und Blau. Überlagern sich jeweils zwei dieser drei Grundfarben in gleichen Anteilen und mit gleicher Intensität, entstehen die bereits aus dem Farbkreis bekannten Mischfarben Cyan, Magenta oder Yellow. Wenn sich alle drei Lichtfarben RGB in gleichen Anteilen und mit gleicher Intensität überlagern, entsteht additiv Weiß. Folgende Varianten der additiven Farbmischung ergeben sich:

Rot + Grün = Yellow
Rot + Blau = Magenta
Blau + Grün = Cyan
Rot + Grün + Blau = Weiß
Kein Licht = Schwarz (schwarzer Monitor)

Doch warum bilden genau Rot, Grün und Blau die Grundlage für die Betrachtung der additiven Farbmischung? Ursächlich dafür ist der Aufbau des menschlichen Auges. Hier stehen generell zwei Arten von Rezeptoren für die Wahrnehmung des Lichtes zur Verfügung.

Die erste Art von Reizempfängern sind die "Stäbchen". Mit ihnen erfolgt die Wahrnehmung der Helligkeitswerte von hell bis dunkel (Graustufen). Die zweite Art der Rezeptoren sind die "Zapfen". Sie sind für die drei Farbbereiche Rot, Grün und Blau des sichtbaren Lichtes empfindlich und nicht für andere beliebige Farbbereiche. Da nachts die Helligkeit für die ausreichende Aktivierung der Zapfen nicht mehr ausreicht, können wir mit zunehmender Dunkelheit immer weniger Farben unterscheiden. Daher auch der Ausspruch "Nachts sind alle Katzen grau".

Die Zapfen im Auge erfassen also drei Lichtanteile (Wellenlängenbereiche) des sichtbaren Lichtes. Deren Reize werden an das Gehirn weitergeleitet und dort zusammen mit den Signalen der Stäbchen zu einem Farbeindruck verarbeitet. Für folgende Wellenlängenbereiche sind die Zapfen empfindlich:

Blau (ca. 380-500 nm), Grün (ca. 500-600 nm), Rot (ca. 600-720 nm)

Die Farbwahrnehmung eines Menschen ist nun individuell wie z.B. dessen Haare. So wie es also blonde, braune, rote oder schwarze Haare gibt, so verschieden kann die Wahrnehmung eines Farbreizes sein und dessen Verarbeitung im Gehirn. Um Farbensehen trotzdem universell behandeln zu können, wurde bereits 1931 von der Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) in Tests der so genannte "Normalbeobachter" ermittelt.

Der Betrachtungswinkel spielt eine wesentliche Rolle beim Beurteilen von Farbflächen, da bei gleich bleibendem Abstand unter veränderten Winkeln eine größere oder kleinere Fläche betrachtet wird. Das verändert die Farbwirkung einer farbigen Fläche. Für die Tests wurden deshalb zwei Betrachtungswinkel festgelegt: 2° und 10°.

In der Untersuchung fand die CIE die durchschnittliche Empfindlichkeit des menschlichen Auges für die einzelnen Spektralfarben heraus. Das x repräsentiert dabei die Werte der rotempfindlichen Zapfen, y diejenigen der grünempfindlichen und z jene der blauemfindlichen. Die Testergebnisse wurden anschaulich in den "Normspektralwertkurven" dargestellt: