Additive und Subtraktive Farbmischung konsequent erklärt

[Camping_RIDER]

Aloha ;)

Und für Linuchs hier noch ein ganz launiger Artikel zum Regenbogen

Ich find den Artikel gut :) Ich verstehe nur nicht, warum es so große Probleme mit den Begriffen additiver und subtraktiver Farbmischung gibt - eigentlich ist die Sache (wie vieles in der Physik) ganz einfach, wenn man sich an exakte Wortwahl und voneinander abgegrenzte Begrifflichkeiten hält. Der Artikel versagt da, zum Beispiel, wenn man in die Fußnoten schaut, die ja eigentlich erklärend wirken sollen, aber selbst vor ungenauer Wortwahl strotzen:

1. Es heißt subtraktiv, weil man Farbe „abzieht“, während man Farbe hinzufügt. Je mehr Farbe man hinzugibt, umso dunkler wird es. Wenn man alle drei Farben mischt, erhält man theoretisch Schwarz, das kein Licht mehr enthält.↩
2. Um die Dinge noch verwirrender zu machen, wenn es ums Drucken geht – welches subtraktives Farbmischen nutzt – nennt man die Grundfarben CMYK: Cyan (ein Blauton), Magenta (ein Rotton), Yellow (Gelb) und Black (welches K gennant wird, weil die „k“ey plate (Druckplatte) in einem Drucker mit schwarzer Tinte gefüllt wird)↩
3. Additiv, weil man Licht hinzufügt. Und wenn man alle Farben mischt (oder Wellenlängen), ergeben sie Weiß.↩

So, jetzt nochmal alles auf Null und Gehirn leeren. Und dann ganz langsam wieder aufbauen:

(Farbiges) Licht besteht aus Licht ganz vieler unterschiedlicher Wellenlängen. Farbe funktioniert so, dass sie nur bestimmte Wellenlängen reflektiert, so dass man beim Anblick von Farbe auch nur diese Wellenlängen wahrnimmt - und dadurch einen Farbeindruck erhält, der sich vom Farbeindruck des einfallenden Lichts (das im Idealfall weiß ist, also alle Wellenlängen enthält) unterscheidet. Sowohl bei additiver als auch bei subtraktiver Farbmischung werden Dinge miteinander kombiniert.

Wenn man Farbe kombiniert, so kombiniert man zwei Stoffe, die jeweils für sich die Wellenlängen in dem, was wahrgenommen wird, im Vergleich zum einfallenden Licht reduzieren. Selbstverständlich werden bei Kombination dieser Stoffe insgesamt weniger Wellenlängen reflektiert als bei den einzelnen Farben - auch in Kombination absorbiert jede Farbe bestimmte Wellenlängen und wenn mehr Farben mehr Wellenlängen absorbieren sind am Schluss natürlich weniger Wellenlängen im reflektierten Licht. Deshalb subtraktiv: jede Farbe zieht Wellenlängen ab. Wenn man so viel Farbe kombiniert, dass alle Wellenlängen von irgendeiner Farbe absorbiert werden, erhält man Schwarz.

Wenn man (farbige) Lichtstrahlen kombiniert, so kombiniert man zwei "Stoffe"^[1], die ihrerseits bestimmte Wellenlängen enthalten. In der Kombination sind dann natürlich alle Wellenlängen zu finden, die in den ursprünglichen Lichtstrahlen enthalten waren. Deshalb additiv: jeder Lichtstrahl bringt weitere Wellenlängen ein, die dann im kombinierten Licht "in Summe" beobachtet werden können. Fügt man so viele Lichtstrahlen hinzu, dass alle Wellenlängen im kombinierten Licht vertreten sind, erhält man Weiß.

Daraus ergibt sich ein weiterer Unterschied, mit dem man ganz leicht zwischen additiver und subtraktiver Farbmischung im Alltag unterscheiden kann: Bei subtraktiver Farbmischung sieht man grundsätzlich an irgendwelchen Stoffen reflektiertes^[2] Licht, also die nicht von diesem Stoff absorbierten Wellenlängen-Anteile. Bei additiver Farbmischung sieht man grundsätzlich kombinierte Lichtstrahlen, also blickt man entweder direkt ins Licht oder sieht die Projektion auf einer nicht-absorbierenden Fläche (beispielsweise auf einer weißen Leinwand). Demgemäß ist dann auch klar, warum Drucker (Farbe; Absorption; man sieht die von der Druckertinte reflektierten Farbanteile) die zur subtraktiven Farbmischung gehörenden CMY-Grundfarben nutzen und warum LED-Displays^[3] (ein Pixel besteht aus drei farbigen LEDs, man blickt direkt in das kombinierte, von den LEDs abgegebene Licht) mit den zur additiven Farbmischung gehörenden RGB-Grundfarben hantieren. Faustregel: Wenn etwas von selbst leuchtet sieht man additiv gemischte Farben. Wenn etwas nur deshalb sichtbar ist, weil es beleuchtet wird, sieht man subtraktiv gemischte Farben.

Grüße,

RIDER

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1. Stoffe im erweiterten Sinn, in dem Fall nicht mit Materie gleichzusetzen. ↩︎

2. Oder transmittiertes Licht, in dem entsprechende Farbanteile bei der Transmission gefiltert wurden - beispielsweise wenn man vor eine Lampe in einem einzelnen Lichtstrahl mehrere Farbfilter schiebt; das ist aber in der Natur nicht so häufig der maßgeblich vorkommende Aspekt. ↩︎

3. Hier sind zunächst einmal richtige LED-Displays gemeint (z.B. OLED). LC-Displays ("LCD"), die bei LED-Hintergrundbeleuchtung auch als LED-Display bezeichnet werden, funktionieren ein wenig anders - statt dreier LEDs werden hier Flüssigkristalle von hinten beleuchtet, die je nach Spannung (in Kombination mit einem Polarisationsfilter) mehr oder weniger Licht durchlassen, das dann durch einen Farbfilter geht, so dass auch hier je Pixel drei farbig leuchtende Subpixel eingesetzt werden - auch beim LCD blickt man direkt in das von den Subpixeln abgegebene, farbige Licht. Auch beim LCD ist die Farbmischung dementsprechend additiv. Das Beispiel LCD ist etwas komplex, weil hier auch eine Hintergrund-Beleuchtung eingesetzt wird; man muss sich aber klarmachen, dass hier die Subpixel makroskopisch betrachtet von selbst leuchten und die Kombination, die man sieht, dann mit diesem Licht geschieht. Man schaut direkt ins kombinierte Licht. Der Farbfilter, der im einzelnen Subpixel eingesetzt wird, ist natürlich subtraktiv tätig. Das Leuchten des einzelnen Subpixels entsteht demnach durch subtraktive Farbmischung und der optische Eindruck des Pixels und auch des gesamten Displays entsteht durch additive Farbmischung. ↩︎