Philipp Otto Runges Farbenkugel, 1810. Die Kugel ist dargestellt in Aufsicht und in Querschnitten.
Farbtheorie des 21. Jahrhunderts
Jahrhundertelang haben Kuenstler und Philosophen Theorien ueber Dreidimensionalitaet von Farbe aufgestellt. Heutige Neurowissenschaftler haben die Richtigkeit dieser Theorie bestaetigt, indem sie herausfanden, dass unsere Farbwahrnehmung von Nervenzellen herruehrt, die Botschaften an das Gehirn senden ueber:- die Helligkeit von Farbe (Leuchtdichte)
- den Anteil von Gruen oder Rot
- den Anteil von Blau oder Gelb
Wenn Farben dunkel oder hell sind, nehmen wir weniger Abweichung in deren Klarheit wahr. Wir sehen den maximalen Bereich der Farbsaettigung fuer mittelhell getoente Farben. Darum beschneiden viele Farbmodelle, inklusive ColorRotate, die Farben an der Spitze und am unteren Bereich in konischer Form, sind aber aufgeweitet in der Mitte und formen eine Kugel oder einen Doppelkegel.
Farbmodelle
In der Farbtheorie beschreiben die Modelle mathematisch, wie Farben dargestellt werden koennen. Ein Farbraum besteht aus praezise definierten Groessen des Farbmodells und ermoeglicht dem Betrachter, genau zu erkennen, wie jede Farbe aussieht.
Technische Ausfuehrungen des Farbraums begannen mit dem zweidimensionalen Farbkreis, der es moeglich machte, Buntton (Farbton) und Helligkeit (Leuchtdichte) fuer die verschiedenen Farben zu sehen. Spaeter kam das Modell der Farbkoerper (gamut) auf. Zusaetzlich zu Farbton und Helligkeit im zweidimensionalen Modell zeigt das Farbkoerper-Modell auch Abstufungen der Saettigung fuer einen speziellen Farbton.
Die meisten Farbkoerper haben die Form einer Kugel, aber meist nur aus Konvention. Farbkoerper koennen jede beliebige Form haben.
ColoRotate ist ein Farbkoeper basierend auf dem HSL-Farbmodell, und es wurde erdacht, um auch einem Laien die Navigation durch den Farbraum einfacher zu machen.
RGB verwendet additive Farbmischung, die Sekundaerfarben durch Ueberlappung von zwei Farben produziert, waehrend gleiche Anteile aller 3 Farben weiss ergeben.
RGB
In der Mitte des 19. Jahrhunderts schlugen Thomas Young und Hermann Helmholtz eine Theorie des dreifarbigen Sehens vor, welche die Basis fuer das RGB (red-green-blue, rot-gruen-blau) Modell wurde. Dies ist ein additives Farbmodell, wonach die drei Farben des Lichts zusammengesetzt die verschiedenen Farben ergeben.
Die Intensitaet des Lichts macht aus, wie die Farbe wahrgenommen wird.
Mit null Intensitaet wird jede der drei Farben als schwarz wahrgenommen, waehrend volle Intensitaet zu einer Wahrnehmung von Weiss fuehrt. Andere Intensitaeten fuehren zu einem Farbton, waehrend der Unterschied zwischen der hoechsten und der geringsten Intensitaet der Farben die Farbsaettigung ergibt.
Elektronische Displays verwenden das RGB-Modell, was bedeutet, dass die Farben nicht absolut sind, sondern eher abhaengig von Empfindlichkeit und Settings von individuellen Bausteinen. Roentgenroehre, LCD, Plasma und LED-Displays verwenden alle das RGB-Modell.
Das 24-bit-RGB-Modell wird auch angewandt, um Farbe in der Computertechnik zu kodieren, wo jeder Farbwert durch die Intensitaet von Rot, Gruen und Blau dementsprechend festgelegt wird. Beim webpage-Design gibt es 216 sogenannte „web-safe“ RGB-Farben, die durch Hexadezimalwerte dargestellt werden. Heutzutage ist RGB immer noch das Standardmodell fuer HTML-Programmierung, aber die Verbreitung von 24-Bit-Displays erlaubt den meisten Anwendern, 16.7 Millionen Farben aus dem HTML RGB-Code wahrzunehmen.
CMYK
Im Gegensatz zu RGB, bei dem es sich um ein additives Farbmodell handelt, ist CMYK ein subtraktives. Es wird typischerweise beim Druckvorgang benutzt, wobei der Hintergrund als weiss angenommen wird, von dem dann die Helligkeit durch vier Fraben abgezogen wird: Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (genannt „key-Schluessel“). Schwarz wird verwandt, weil die Kombination der drei Primaerfarben (CMY – Cyan Magenta Yellow) kein vollstaendig gesaettigtes Schwarz liefert.
CMYK kann mittels Rasterung ein vollstaendiges Farbspektrum erzeugen, wobei jeder Farbe ein Saettigungsgrad zugeteilt ist und winzige Punkte jeder der drei Farben in kleinen Ansammlungen gedruckt werden, sodass das menschliche Auge eine bestimmte Farbe wahrnimmt.
Wie RGB ist CMYK geraeteabhaengig. Es gibt keine einfache Formel zur Konvertierung von CMYK-Farben in RGB-Farben oder umgekehrt, somit ist die Konvertierung normalerweise abhaengig vom Farbverarbeitungssystem. ColoRotate konvertiert auf einfache Weise ein System in das andere.
„Stilleben mit Kristallschale,“ Roy Lichtenstein, 1973 |
In diesem dreidimensionalen Modell steht das L fuer die Farbhelligkeit, wobei 0 Schwarz ergibt und 100 ein diffuses Weiss. Das „a“ bezeichnet den Anteil von Rot oder Gruen, waehrend „b“ den Anteil von Blau gegenueber Gelb bezeichnet.
LAB
Erdacht, um dem menschlichen Sehen modellhaft nahezukommen, basiert die LAB-Farbtheorie auf dem Munsell-Farbsystem, dem 1948-Farbraum, und dem 1976-CIE-Farbraum. Anders als RGB und CYMK ist LAB geraeteunabhaengig. Heutzutage verwenden Software-Anwendungen CIELAB oder CIELAB D50. In diesem dreidimensionalen Modell steht das L fuer die Farbhelligkeit, wobei 0 Schwarz ergibt und 100 ein diffuses Weiss. Das „a“ bezeichnet den Anteil von Rot oder Gruen, waehrend „b“ den Anteil von Blau gegenueber Gelb bezeichnet.
Der Winkel zur Achse ergibt den Farbton, der Abstand von der Achse die Saettigung, und die Strecke entlang der Achse den Wert.
HSV
Zuerst beschrieben von Alvy Ray Smith im Jahre 1978, versucht HSV Verwandtschaften zwischen Farben aufzuzeigen und das RGB-Modell zu verbessern. HSV (Hue, Saturation, Value – Farbton, Saettigung, Wert (relative Helligkeit)) bildet Farbe dreidimensinal ab. Wenn Sie sich HSV als einen Kaeselaib vorstellen, geht die Zentralachse von Weiss and der Spitze zu Schwarz an der Unterseite, mit den anderen neutralen Farben dazwischen. Der Winkel zur Achse ergibt den Farbton, der Abstand von der Achse die Saettigung, und die Strecke entlang der Achse den Wert.
Im Doppelkegel oder Diamant der HSL-Struktur koennen alle wahrnehmbaren Farben gesehen werden. Dies sind die drei Dimensionen, in denen unser Gehirn die Farben analysiert, die wir wahrnehmen. Die erste Dimension ist Helligkeit (ein vertikaler Schnitt).Der Farbton ist aus der zweiten und dritten Dimension zusammengesetzt (entsprechend runden Schnitten durch den Diamanten).
HSL
Wie HSV wurde HSL von Alvy Ray Smith beschrieben und ist eine 3D-Darstellung von Farbe. HSL steht fuer hue, saturation und lightness (Farbton, Saettigung, Helligkeit). Das HSL-Modell hat eindeutige Vorteile gegenueber dem HSV-Modell, indem die Komponenten Saettigung und Helligkeit sich ueber den gesamten Wertebereich erstrecken.
Basierend auf dem HSL-Modell enthaelt ColoRotate alle Farbtoene auf verschiedenen Saettigungsniveaus entlang seiner horizontalen Ebene und mit wechselnder Intensitaet entlang seiner vertikalen Achse.
Zum Besipiel koennen Sie im „Hue“-Modus Farben auf entgegengesetzten Ecken des Diamanten plazieren, um sie zu Komplementaerfarben zu ergaenzen. Oder Sie koennen die Farben so arrangieren, dass ihre Farbtoene relativ zueinander dreieckig positioniert sind, um ein triadisches Farbsystem zu erhalten. Und, indem Sie drei Dimensionen beim Editieren von Farben oder Paletten benutzen, koennen Sie intuitiv verstehen, welche Farben aehnlich sind, und welche mehr kontrastieren.
Auf der horizontalen aequatorialen Ebene befinden sich pure gesaettigte Farbtoene entlang des Aequatorumfangs. Aehnlich wie bei traditionellen Farbraedern und Farbkugeldarstellungen befinden sich kontrastierende Farbtoene auf einander entgegengesetzten Stellen. Wenn Sie sich auf das Zentrum der Farbscheibe zubewegen (in der selben Ebene), nimmt die Farbsaettigung zum Zentrum hin ab, wo alle Farben zu einem einzigen Grau zusammenkommen.
Wenn Sie sich vertikal entlang dieses Zentrums bewegen, wird die Farbe schrittweise heller zum oberen Ende hin (endend in Weiss), und dunkler zur Unterseite hin (endend in Schwarz). Die Farbtoene variieren in Intensitaet und Saettigung, wenn Sie sich vertikal auf- oder abwaertsbewegen, oder nach innen gerichtet im Diamanten.
Jeder vorgegebene Farbwert kann bezueglich seiner Saettigung variiert werden, indem Sie sich nach innen bewegen, oder bezueglich seiner Helligkeit (tint, Grad der Weissbeimischung) durch Auf- oder Abwaertsbewegungen.
NCS-Farben haben drei Werte: Dunkelheit, Saettigung und Farbton. Der Farbton ist definiert als der prozentuale Anteil folgender Farben: Rot, Gelb, Gruen und Blau.
Das NCS-System laesst sich formulieren als der prozentuale Anteil von Dunkelheit, der prozentuale Anteil von Saettigung, und der prozentulae Anteil von zwei der entgegengesetzten Farben.
NCS
Nach den Farbtheorien von Ewald Hering ist das natuerliche Farbsystem eines von gegensaetzlichen Farben, die nicht benutzt werden koennen, um sich gegenseitig zu beschreiben:
Weiss, Schwarz, Rot, Gelb, Gruen und Blau. Anders als das additive RGB-System oder das subtraktive CMYK-System, die beide auf Reaktionen in den farbsensitiven Zaepfchen des Auges beruhen, entstehen die NCS-Farben in den Ganglien der Netzhaut.
NCS-Farben haben drei Werte: Dunkelheit, Saettigung und Farbton. Der Farbton ist definiert als der prozentuale Anteil folgender Farben: Rot, Gelb, Gruen und Blau.
Das NCS-System laesst sich formulieren als der prozentuale Anteil von Dunkelheit, der prozentuale Anteil von Saettigung, und der prozentuale Anteil von zwei der entgegengesetzten Farben.
