Warum sind Rot, Grün und Blau die Primärfarben des Lichts?

Farben müssen keine Mischung aus Rot, Grün und Blau sein, da sichtbares Licht Wellenlängen im Bereich von 390 nm bis 700 nm haben kann. Gibt es in der realen Welt wirklich Primärfarben? Oder haben wir Rot, Grün und Blau ausgewählt, weil die Zapfen der menschlichen Augen auf diese Farben reagieren?

TL: DR

Gibt es in der realen Welt wirklich Primärfarben?

Nein.

Es gibt keine Primärfarben des Lichts, tatsächlich gibt es überhaupt keine Farbe, die dem Licht eigen ist (oder irgendeine andere Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung). Es gibt nur Farben in der Wahrnehmung bestimmter Wellenlängen der EMR durch unsere Augen- / Gehirnsysteme.

Oder haben wir Rot, Grün und Blau ausgewählt, weil die Zapfen der menschlichen Augen auf diese Farben reagieren?

Wir verwenden Dreifarbenreproduktionssysteme, weil das menschliche Sehsystem trichrom ist , aber die Primärfarben, die wir in unseren Dreifarbenreproduktionssystemen verwenden, stimmen nicht mit jeder der drei Farben überein, denen jeder der drei Kegeltypen in entspricht Die menschliche Netzhaut reagiert am besten.

Kurze Antwort

Es gibt keine "Farbe" in der Natur. Licht hat nur Wellenlängen. Elektromagnetische Strahlungsquellen an beiden Enden des sichtbaren Spektrums haben ebenfalls Wellenlängen. Der einzige Unterschied zwischen sichtbarem Licht und anderen Formen elektromagnetischer Strahlung wie Radiowellen besteht darin, dass unsere Augen chemisch auf bestimmte Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung und nicht auf andere Wellenlängen reagieren . Darüber hinaus gibt es keine wesentlichen Unterschiede zwischen "Licht" und "Radiowellen" oder "Röntgenstrahlen". Nichts.

Unsere Netzhäute bestehen aus drei verschiedenen Zapfentypen, die jeweils am besten auf eine unterschiedliche Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung ansprechen. Bei unseren "roten" und "grünen" Kegeln gibt es nur sehr geringe Unterschiede in der Reaktion auf die meisten Wellenlängen des Lichts. Wenn wir jedoch den Unterschied vergleichen, der ein höheres Ansprechen hat, den roten oder den grünen Kegel, können unsere Gehirne interpolieren, wie weit und in welcher Richtung nach Rot oder nach Blau die Lichtquelle am stärksten ist.

Farbe ist ein Konstrukt unseres Augengehirnsystems, das die relative Reaktion der drei verschiedenen Zapfentypen in unserer Netzhaut vergleicht und eine Wahrnehmung von "Farbe" erzeugt, die auf den unterschiedlichen Mengen basiert, in denen jeder Zapfensatz auf dasselbe Licht reagiert. Es gibt viele Farben, die Menschen wahrnehmen und die nicht durch eine einzige Lichtwellenlänge erzeugt werden können. "Magenta" ist beispielsweise das, was unser Gehirn erzeugt, wenn wir gleichzeitig rotem Licht an einem Ende des sichtbaren Spektrums und blauem Licht am anderen Ende des sichtbaren Spektrums ausgesetzt werden.

Farbwiedergabesysteme haben Farben, die als Primärfarben ausgewählt werden, aber die spezifischen Farben variieren von einem System zum nächsten, und solche Farben entsprechen nicht notwendigerweise den Spitzenempfindlichkeiten der drei Zapfentypen in der menschlichen Netzhaut. "Blau" und "Grün" liegen ziemlich nahe an der Spitzenreaktion von menschlichen S-Zapfen und M-Zapfen, "Rot" liegt jedoch bei weitem nicht nahe an der Spitzenreaktion unserer L-Zapfen.

Erweiterte Antwort

Die spektrale Reaktion von Farbfiltern auf Bayer-maskierten Sensoren ahmt die Reaktion der drei verschiedenen Zapfentypen in der menschlichen Netzhaut sehr genau nach. In der Tat haben unsere Augen mehr "Überlappungen" zwischen Rot und Grün als die meisten Digitalkameras.

Die "Reaktionskurven" der drei verschiedenen Zapfentypen in unseren Augen: _{Anmerkung: Die "rote" L-Linie erreicht Spitzenwerte bei etwa 570 nm, was wir als "gelbgrün" bezeichnen, und nicht bei 640-650 nm Die Farbe nennen wir "Rot".}

Eine typische Antwortkurve einer modernen Digitalkamera: _{Hinweis: Der "rot" gefilterte Teil des Sensors erreicht einen Spitzenwert von 600 nm, was wir "orange" nennen, und nicht 640 nm, was die Farbe ist, die wir "rot" nennen.}

Die IR- und UV-Wellenlängen werden bei den meisten Digitalkameras durch Elemente im Stapel vor dem Sensor gefiltert. Fast das gesamte Licht wurde bereits entfernt, bevor das Licht die Bayer-Maske erreicht. Im Allgemeinen sind diese anderen Filter im Stapel vor dem Sensor nicht vorhanden und IR- und UV-Licht werden nicht entfernt, wenn Sensoren auf spektrale Empfindlichkeit getestet werden. Wenn diese Filter bei der Aufnahme von Fotos nicht aus der Kamera entfernt werden, ist die Reaktion der Pixel unter jedem Farbfilter auf beispielsweise 870 nm irrelevant, da praktisch kein Signal mit 800 nm oder längerer Wellenlänge die Bayer-Maske erreichen darf.

• Ohne die 'Überlappung' zwischen Rot, Grün und Blau (oder genauer gesagt, ohne die Überlappung der Empfindlichkeitskurven der drei verschiedenen Zapfentypen in unserer Netzhaut mit einer Spitzenempfindlichkeit von 565 nm, 540 nm und 445 nm) wäre nicht möglich, Farben so wiederzugeben, wie wir viele von ihnen wahrnehmen.
• Unser Auge / Gehirn-Vision-System erzeugt Farben aus Kombinationen und Mischungen verschiedener Lichtwellenlängen sowie aus einzelnen Lichtwellenlängen.
• Es gibt keine Farbe, die einer bestimmten Wellenlänge des sichtbaren Lichts eigen ist. Es gibt nur die Farbe, die unser Auge / Gehirn einer bestimmten Wellenlänge oder Kombination von Lichtwellenlängen zuordnet.
• Viele der verschiedenen Farben, die wir wahrnehmen, können nicht durch eine singuläre Lichtwellenlänge erzeugt werden.
• Andererseits kann die Reaktion des menschlichen Sehens auf eine bestimmte einzelne Lichtwellenlänge, die zur Wahrnehmung einer bestimmten Farbe führt, auch reproduziert werden, indem das richtige Verhältnis anderer Lichtwellenlängen kombiniert wird, um dieselbe biologische Reaktion in unserer Netzhaut hervorzurufen.
• Der Grund, warum wir RGB zur Farbwiedergabe verwenden, liegt nicht darin, dass die Farben "Rot", "Grün" und "Blau" der Natur des Lichts in gewisser Weise eigen sind. Sie sind nicht. Wir verwenden RGB, weil Trichromatismus¹ die Art und Weise beeinflusst, wie unsere Augen- / Gehirnsysteme auf Licht reagieren.

Der Mythos unserer "roten" Zapfen und der Mythos der "roten" Filter auf unseren Bayer-Masken.

Wenn viele Leute verstehen, dass RGB für das menschliche Sehsystem von zentraler Bedeutung ist, ist dies die Idee, dass L-Kegel am empfindlichsten für rotes Licht bei etwa 640 nm sind. Sie sind nicht. (Auch die Filter vor den "roten" Pixeln der meisten unserer Bayer-Masken sind nicht zu sehen. Wir werden weiter unten darauf zurückkommen.)

Unsere S-Zapfen ("S" bedeutet am empfindlichsten für "kurze Wellenlängen", nicht "kleiner") sind am empfindlichsten für etwa 445 nm, dh die Wellenlänge des Lichts, die die meisten von uns als etwas blauer als die rote Version von Lila empfinden .

Unsere M-Zapfen ("mittlere Wellenlänge") sind am empfindlichsten für etwa 540 nm, dh die Wellenlänge des Lichts, das die meisten von uns als leicht blau gefärbtes Grün wahrnehmen.

Unsere L-Zapfen ("langwellig") sind am empfindlichsten für etwa 565 nm. Dies ist die Wellenlänge des Lichts, das die meisten von uns als gelbgrün mit etwas mehr Grün als Gelb wahrnehmen. Unsere L-Kegel sind bei weitem nicht so empfindlich für "rotes" 640-nm-Licht wie für "gelbgrünes" 565-nm-Licht!

Wie die vereinfachte erste Grafik oben zeigt, gibt es keinen so großen Unterschied zwischen unseren M-Kegeln und L-Kegeln. Aber unser Gehirn nutzt diesen Unterschied, um "Farbe" wahrzunehmen.

Von Kommentaren eines anderen Benutzers zu einer anderen Antwort:

Stellen Sie sich einen Außerirdischen vor, der Gelb als Grundfarbe hat. Sie würde feststellen, dass unsere Farbdrucke und Bildschirme fehlten. Sie würde denken, wir wären teilweise farbenblind, ohne den Unterschied zwischen der Welt, die sie wahrnimmt, und unseren Farbdrucken und Bildschirmen zu sehen.

Dies ist eine genauere Beschreibung der Empfindlichkeit unserer Zapfen, die für etwa 565 nm am empfindlichsten sind, als die Beschreibung der Spitzenempfindlichkeit von L-Zapfen als "rot", wenn sich 565 nm auf der "grünen" Seite von "gelb" befinden. Die Farbe, die wir "Rot" nennen, ist auf ungefähr 640 nm zentriert, was auf der anderen Seite von "Orange" von "Gelb" liegt.

Warum wir in unseren Farbwiedergabesystemen drei Farben verwenden

Um noch einmal zusammenzufassen, was wir bis jetzt behandelt haben:

Es gibt keine Grundfarben des Lichts .

Es ist die trichromatische Natur des menschlichen Sehens, die es Dreifarbenreproduktionssystemen ermöglicht, die Art und Weise, wie wir die Welt mit unseren eigenen Augen sehen, mehr oder weniger genau nachzuahmen. Wir nehmen eine große Anzahl von Farben wahr.

Was wir "Primärfarben" nennen, sind nicht die drei Farben, die wir für die drei Wellenlängen des Lichts wahrnehmen, für die jeder Kegeltyp am empfindlichsten ist.

Farbwiedergabesysteme haben Farben, die als Primärfarben ausgewählt werden, aber die spezifischen Farben variieren von einem System zum nächsten, und solche Farben entsprechen nicht direkt den Spitzenempfindlichkeiten der drei Zapfentypen in der menschlichen Netzhaut.

Die drei Farben, welche auch immer sie sein mögen, die von Reproduktionssystemen verwendet werden, stimmen nicht mit den drei Wellenlängen des Lichts überein, für die jeder Zapfentyp in der menschlichen Retina am empfindlichsten ist.

Wenn wir zum Beispiel ein Kamerasystem entwickeln wollten, das "farbgenaue" Bilder für Hunde liefert, müssten wir einen Sensor erstellen, der die Reaktion der Zapfen in der Netzhaut von Hunden nachahmt, anstatt eines, der die Netzhaut von Hunden nachahmt Zapfen in der menschlichen Netzhaut. Aufgrund von nur zwei Arten von Zapfen in der Netzhaut von Hunden sehen sie das "sichtbare Spektrum" anders als wir und können zwischen ähnlichen Lichtwellenlängen viel weniger unterscheiden als wir. Unser Farbwiedergabesystem für Hunde müsste nur auf zwei statt drei verschiedenen Filtern auf unseren Sensormasken basieren.

Die obige Tabelle erklärt, warum wir meinen, unser Hund sei dumm, direkt an dem brandneuen leuchtend roten Spielzeug vorbeizulaufen, das wir gerade auf den Hof geworfen haben: Er kann die Wellenlängen des Lichts, das wir "rot" nennen, kaum sehen. Für einen Hund sieht es aus wie für Menschen ein sehr dunkles Braun. In Kombination mit der Tatsache, dass Hunde nicht in der Lage sind, sich auf kurze Entfernungen zu konzentrieren, wie es Menschen tun - sie nutzen dafür ihren starken Geruchssinn -, hat er einen deutlichen Nachteil, da er das neue Spielzeug, das Sie gerade herausgezogen haben, nie gerochen hat der Verpackung kam es in.

Zurück zu den Menschen.

Der Mythos von "nur" rot, "nur" grün und "nur" blau

Wenn wir einen Sensor schaffen könnten , so dass die „blauen“ gefilterten Pixel empfindlich waren nur 445nm Licht, die „grünen“ gefilterten Pixel waren empfindlich gegenüber nur 540 nm Licht, und die „rot“ gefilterten Pixel zu empfindlich waren nur565nm Licht würde es kein Bild erzeugen, das unsere Augen als etwas erkennen würden, das der Welt ähnelt, wie wir sie wahrnehmen. Zunächst würde fast die gesamte Energie des "weißen Lichts" daran gehindert, den Sensor jemals zu erreichen, sodass er weit weniger lichtempfindlich wäre als unsere aktuellen Kameras. Jede Lichtquelle, die kein Licht mit einer der oben aufgeführten Wellenlängen emittiert oder reflektiert, ist überhaupt nicht messbar. Die überwiegende Mehrheit einer Szene wäre also sehr dunkel oder schwarz. Es wäre auch unmöglich, zwischen Objekten, die eine Menge Licht bei beispielsweise 490 nm und keine bei 615 nm reflektieren, und Objekten, die eine Menge Licht bei 615 nm und keine bei 490 nm reflektieren, zu unterscheiden, wenn beide die gleiche Lichtmenge bei 540 nm und 565 nm reflektieren . Es wäre unmöglich, viele der verschiedenen Farben, die wir wahrnehmen, voneinander zu unterscheiden.

Selbst wenn wir einen Sensor erstellen, bei dem die "blauen" gefilterten Pixel nur für Licht unterhalb von etwa 480 nm empfindlich sind, sind die "grünen" gefilterten Pixel nur für Licht zwischen 480 nm und 550 nm empfindlich, und die "roten" gefilterten Pixel sind nur für Licht empfindlich Licht über 550 nm wäre es uns nicht möglich, ein Bild aufzunehmen und wiederzugeben, das dem entspricht, was wir mit unseren Augen sehen. Obwohl es effizienter wäre als ein Sensor, der oben als empfindlich für nur 445 nm, nur 540 nm und nur 565 nm Licht beschrieben wurde, wäre es immer noch viel weniger empfindlich als die Überlappungsempfindlichkeiten, die ein maskierter Bayer-Sensor bietet.Die Überlappung der Empfindlichkeiten der Zapfen in der menschlichen Netzhaut gibt dem Gehirn die Fähigkeit, Farbe aus den Unterschieden in den Reaktionen jedes Zapfentyps auf dasselbe Licht wahrzunehmen. Ohne solche Überlappungsempfindlichkeiten im Kamerasensor wären wir nicht in der Lage, die Reaktion des Gehirns auf die Signale unserer Netzhaut nachzuahmen. Wir könnten zum Beispiel überhaupt nicht zwischen etwas, das 490-nm-Licht reflektiert, und etwas, das 540-nm-Licht reflektiert, unterscheiden. Genauso wie eine monochromatische Kamera keine Lichtwellenlängen unterscheiden kann, sondern nur Lichtintensitäten, können wir die Farben von nichts unterscheiden, das nur Wellenlängen emittiert oder reflektiert, die alle in nur eine von ihnen fallen die die drei Farbkanäle.

Denken Sie daran, wie es ist, wenn wir unter einem sehr begrenzten Spektrum roter Beleuchtung sehen. Es ist unmöglich, den Unterschied zwischen einem roten und einem weißen Hemd zu erkennen. Beide erscheinen unseren Augen in der gleichen Farbe. In ähnlicher Weise sieht unter Rotlicht mit begrenztem Spektrum alles, was blau ist, sehr nach Schwarz aus, da es kein rotes Licht reflektiert und es kein blaues Licht gibt, das reflektiert werden könnte.

Die ganze Idee , dass Rot, Grün und Blau von einem „perfekten“ Farbsensor wird auf oft wiederholt falsche Vorstellungen über basierend diskret gemessen werden würde , wie Bayer maskierte Kameras reproduzieren Farbe (Der grüne Filter nur erlaubt grünes Licht zu passieren, das Rotfilter nur erlaubt rotes Licht passieren, etc.). Es basiert auch auf einer falschen Vorstellung davon, was "Farbe" ist.

So reproduzieren Bayer-Maskenkameras Farben

In RAW-Dateien werden keine Farben pro Pixel gespeichert . Sie speichern nur einen Helligkeitswert pro Pixel.

Es ist wahr, dass mit einer Bayer-Maske über jedem Pixel das Licht entweder mit einem "Rot" -, "Grün" - oder "Blau" -Filter über jeder Pixelvertiefung gefiltert wird. Es gibt jedoch keine harte Grenze, bei der nur grünes Licht zu einem grün gefilterten Pixel gelangt oder nur rotes Licht zu einem rot gefilterten Pixel gelangt. Da gibt es vielÜberlappung.² Durch den grünen Filter fällt viel rotes und ein wenig blaues Licht. Viel grünes Licht und sogar ein bisschen blaues Licht gelangt durch den Rotfilter, und etwas rotes und grünes Licht wird durch die mit Blau gefilterten Pixel aufgezeichnet. Da eine Rohdatei aus einer Reihe einzelner Luminanzwerte für jedes Pixel auf dem Sensor besteht, enthält eine Rohdatei keine tatsächlichen Farbinformationen. Die Farbe wird abgeleitet, indem benachbarte Pixel, die nach einer von drei Farben gefiltert werden, mit einer Bayer-Maske verglichen werden.

Jedes Photon, das mit der entsprechenden Frequenz für eine "rote" Wellenlänge vibriert, die es am grünen Filter vorbeiführt, wird genauso gezählt wie jedes Photon, das mit einer Frequenz für eine "grüne" Wellenlänge vibriert, die es in die gleiche Pixelvertiefung bringt

Es ist so, als würde man beim Aufnehmen von Schwarzweißfilmen einen Rotfilter vor das Objektiv stellen. Es ergab sich kein monochromatisches rotes Foto. Dies führt auch nicht zu einem Schwarzweißfoto, bei dem nur rote Objekte überhaupt hell sind. Wenn rote Objekte in Schwarzweiß mit einem Rotfilter fotografiert werden, erscheinen sie heller grau als grüne oder blaue Objekte, die in der Szene dieselbe Helligkeit aufweisen wie das rote Objekt.

Die Bayer-Maske vor monochromatischen Pixeln erzeugt ebenfalls keine Farbe. Dabei wird der Tonwert (wie hell oder wie dunkel der Luminanzwert einer bestimmten Lichtwellenlänge aufgezeichnet wird) verschiedener Wellenlängen unterschiedlich stark verändert. Wenn die Tonwerte (Grauintensitäten) benachbarter Pixel, die mit den drei in der Bayer-Maske verwendeten unterschiedlichen Farbfiltern gefiltert wurden, verglichen werden, können Farben aus diesen Informationen interpoliert werden. Dies ist der Prozess, den wir als Demosaikierung bezeichnen .

Was ist Farbe?

Das Gleichsetzen bestimmter Lichtwellenlängen mit der "Farbe", die Menschen wahrnehmen, dass eine bestimmte Wellenlänge eine falsche Annahme ist. "Farbe" ist in hohem Maße ein Konstrukt des Auge-Gehirn-Systems, das es wahrnimmt und in dem Teil des Bereichs der elektromagnetischen Strahlung, den wir "sichtbares Licht" nennen, überhaupt nicht existiert. Es ist zwar der Fall, dass Licht, das nur eine einzelne Wellenlänge hat, von uns als bestimmte Farbe wahrgenommen wird, aber es ist ebenso richtig, dass einige der Farben, die wir wahrnehmen, nicht durch Licht erzeugt werden können, das nur eine einzelne Wellenlänge enthält.

Der einzige Unterschied zwischen "sichtbarem" Licht und anderen Formen der EMR, die unsere Augen nicht sehen, besteht darin, dass unsere Augen auf bestimmte Wellenlängen der EMR chemisch ansprechen, während sie auf andere Wellenlängen chemisch nicht ansprechen. Bayer-Maskenkameras funktionieren, weil ihre Sensoren die trichromatische Reaktion unserer Netzhäute auf sichtbare Lichtwellenlängen nachahmen. Wenn sie die Rohdaten des Sensors in ein sichtbares Bild umwandeln, ahmen sie auch nach, wie unser Gehirn die von unseren Netzhäuten erhaltenen Informationen verarbeitet. Unsere Farbwiedergabesysteme verwenden jedoch selten, wenn überhaupt, drei Primärfarben, die den drei Wellenlängen des Lichts entsprechen, auf die die drei Zapfentypen in der menschlichen Netzhaut am besten ansprechen.

_{¹ Es gibt nur sehr wenige seltene Menschen, fast alle Frauen, die Tetrachromaten mit einem zusätzlichen Kegeltyp sind, der bei Wellenlängen zwischen Grün (540 nm) und Rot (565 nm) am empfindlichsten für Licht ist. Die meisten dieser Personen sind funktionelle Trichromaten . Nur eine dieser Personen wurde als funktionstüchtiger Tetrachromat identifiziert . Das Subjekt konnte mehr Farben identifizieren (im Hinblick auf eine feinere Unterscheidung zwischen sehr ähnlichen Farben - der Bereich an beiden Enden des "sichtbaren Spektrums" wurde nicht erweitert) als andere Menschen mit normalem trichromatischem Sehen.}

_{² Beachten Sie, dass die "Rot" -Filter normalerweise eine gelb-orange Farbe haben, die näher an "Rot" liegt als die grün-blauen "Grün" -Filter, aber eigentlich nicht "Rot". Deshalb sieht ein Kamerasensor bei der Untersuchung blau-grün aus. Die Hälfte der Bayer-Maske ist ein leicht blaustichiges Grün, ein Viertel ein blaustichiges Purpur und ein Viertel eine gelb-orange Farbe. Es gibt keinen Filter auf einer Bayer-Maske, der tatsächlich der Farbe entspricht, die wir "Rot" nennen. Alle Zeichnungen im Internet verwenden "Rot", um sie darzustellen.}

³ Es gibt sehr geringe Unterschiede in der Energiemenge, die ein Photon aufgrund der Wellenlänge, bei der es vibriert, trägt. Aber jeder Sensor (Pixel-Well) misst nur die Energie, unterscheidet nicht zwischen Photonen mit etwas mehr oder etwas weniger Energie, sondern akkumuliert nur die gesamte Energie aller Photonen, die auf ihn auftreffen, und setzt sie frei, wenn sie auf den Siliziumwafer fallen dieser Sinn.

Wir haben uns für RGB entschieden, weil sie in angemessener Weise der Funktionsweise der drei Zapfentypen in unseren Augen entsprechen. Es gibt jedoch keine besonders bevorzugten Wellenlängen für Rot, Grün und Blau. Solange Sie Wellenlängen auswählen, die für jeweils einen Kegelsatz gut geeignet sind, können Sie diese mischen, um eine breite Farbpalette zu erstellen.

Die Art und Weise, wie Farben für das Farbmanagement gemessen werden, basiert auf XYZ-Tristimuluswerten - im Grunde genommen entspricht dies den Konusreaktionen im Auge. Jede Kombination von Wellenlängen / Helligkeiten, die den gleichen XYZ-Wert erzeugen, sieht gleich aus.

Wenn Sie eine Reihe von Wellenlängen auswählen, von denen jede hauptsächlich einen Kegeltyp und die anderen zwei so wenig wie möglich auslöst, erhalten Sie den größten Farbbereich. Wenn Sie die Wellenlänge ein wenig ändern (und damit die Kegelantworten verschieben), erhalten Sie einen etwas anderen Farbbereich, der erzielt werden kann.

Es gibt also keine eindeutige Reihe präziser Wellenlängen für Primärfarben, so wenig wie für subtraktive Lackfarben.

Was ich erstaunlich finde: Der französische Physiker Gabriel Lippmann entwickelte 1891 eine Farbfotomethode, bei der nur Schwarzweißfilme, keine Filter, keine Farbstoffe und keine Pigmente verwendet wurden. Er konstruierte Glasplatten mit einem Spiegel auf der Rückseite und beschichtete sie mit einer klaren Emulsion aus winzigen Silberhalogenidkristallen. Lichtstrahlen durchdringen die Emulsion, treffen auf den Spiegel, treten dann wieder ein und belichten die Platte ein zweites Mal von hinten. Der erste Durchgang reicht nicht aus, um zu belichten, der zweite liefert die benötigte Lichtenergie. Das resultierende Bild ist ein Stapel aus metallischem Silber. Die Positionierung dieses Silbers wird basierend auf der Wellenlänge des belichteten Lichts überlagert. Wenn die Platte von hinten beleuchtet wird, kann das Licht, das jetzt die Platte durchquert, nur durchgelassen werden, wenn es genau mit der Frequenz des Belichtungslichts übereinstimmt. Das Ergebnis ist ein wunderschönes Farbbild. Da das Erstellen dieses Bildes schwierig ist und beim Erstellen einer Kopie Schwierigkeiten auftreten, ist dieser Prozess auf der Strecke geblieben.

Dr. Edwin Land von Polaroid wiederholte im Rahmen seiner Forschungen zum Entwurf eines Sofortfarbfilms die Methode von James Clark Maxwell, mit der das erste Farbbild von 1855 erstellt wurde. Maxwell verwendete Rot-, Grün- und Blaufilter. Land war in der Lage, dasselbe Bild nur mit Rot und Weiß zu wiederholen, sein Polaroid-Farbfilm basierte jedoch auf Rot-, Grün- und Blaufilterung.

Wissenschaftler, die an einem Farbfernsehsystem arbeiteten, waren in der Lage, Farbbilder (jedoch falsche Farben) auf gewöhnlichen Schwarzweißfernsehgeräten zu senden. Sie strobbelten das Bild mit unterschiedlichen Raten, was das Auge / Gehirn dazu anregte, farbige Bilder zu sehen.

Wie wäre es damit für ungerade: 1850 demonstrierte Levi L Hill, ein Baptistenminister, ein Daguerreotypist in Westkill, NY, Farb-Daguerreotypie-Platten. Diese wurden vom Herausgeber des Daguerreian Journal gesehen und Hill wurden 100.000 US-Dollar angeboten, wenn er sie veröffentlichte. 1852 veröffentlichte er, aber die Zeitung war zu weitläufig, um von Wert zu sein. Es kann keinen Zweifel geben, dass es ihm gelungen ist. Kein anderer als Samuel Morse von More Code war Zeuge dieses Prozesses. Keine Probe überlebte jedoch andere Daguerreotypists Muschel, die sie versehentlich ein farbenreiches Bild produzierten. Meines Wissens wurde die Farbe eines Daguerreotyps nie wieder wiederholt. Spekulationen zufolge war dies ein Interferenzprozess, der dem von Lippmann ähnelte.

Der moderne Farbdruck vereinheitlicht die drei subtraktiven Primärfarben Cyan (Grün + Blau), Magenta (Rot + Blau) und Gelb (Rot + Grün). Dies liegt daran, dass Abzüge mit Licht von einer nahe gelegenen Quelle betrachtet werden. Dieses Licht durchquert den Farbstoff oder das Pigment, das transparent ist, trifft auf einen weißen Untergrund, reflektiert zurück und durchquert die Farbstoffe ein zweites Mal. Dies funktioniert, weil Cyan ein roter Blocker ist, Magenta ein grüner Blocker ist und Gelb ein blauer Blocker ist. Es sind die Intensitäten dieser subtraktiven Vorwahlen, die unserem Auge ein Farbbild präsentieren. Farbnegativ und Diafilm verwenden ebenfalls subtraktive Primärfarben. Diese modulieren das Licht, das den Film durchquert, und erzeugen ein Farbbild.

Die Erdatmosphäre filtert einen hohen Prozentsatz der elektrometrischen Energie heraus, die uns aus dem Weltraum bombardiert. Abgesehen davon ist unsere Atmosphäre in einem engen Bereich von etwa einer Oktave Breite von 400 Millimikron (millionstel Millimeter) bis 700 Millimikron hochtransparent. Es besteht kaum ein Zweifel, dass sich das Sehvermögen der Menschheit aufgrund dieser Vielfalt von Transparenzen verändert hat.

Viele Theorien des Farbsehens wurden vorgeschlagen und verworfen. In unzähligen Experimenten wurde jedoch festgestellt, dass fast alle Farben durch geeignete Mischungen aus Rot, Grün und Blau übereinstimmen können - daher werden diese Farben als primäre Lichtfarben bezeichnet.

Bei der Untersuchung der Pathologie des Sehens wurden drei Arten von Zellen identifiziert, die gegenüber der Farbe empfindlich sind. Diese werden aufgrund ihrer Form Kegelzellen genannt. Ferner wurde festgestellt, dass diese Zellen Pigmente enthalten, die mit den Farben übereinstimmen, für die sie empfindlich sind. Erst kürzlich wurde festgestellt, dass 12% der Frauen aufgrund eines vierten Kegelzellentyps ein verbessertes Farbsehen haben, das ihnen einen deutlich erweiterten Bereich wahrnehmbarer Farbtöne verleiht. Die Lehre ist, dass dies eine fortlaufende Wissenschaft ist.

Das ist eine interessante Frage, die tiefe Kommentare hervorrufen kann.

Es sind mehrere Aspekte zu berücksichtigen.

• Der erste Aspekt ist die Physik der Farben . Wir können das sichtbare Spektrum beobachten und sehen, dass R, G und B 1) die signifikanteste Oberfläche haben und 2) gleichmäßig voneinander beabstandet sind. 3) das Spektrum als Linie kann als Kreis gesehen werden, in dem sich das Purpur befindet gebaut aus blau und rot, und in diesem Fall 2) ist vollständiger gültig. Hier gibt es also zwei Phänomene: 3) die Wichtigkeit der ausgewählten Farben und 4) die Ausdruckskraft dieser 3 Farben, um das gesamte Spektrum durch Addition auszudrücken.

Wikipedia / sichtbares Spektrum

• Der zweite Aspekt ist die Biochemie und Ökologie der Farben . Elektromagnetische Felder, da Photonen eine bestimmte Farbe (Wellenlänge) haben, stehen in Beziehung zu einem bestimmten Bereich molekularer Phänomene, wie Atom-Atom-Schwingung, gebundene Winkelschwingung, chemische Absorption ( HOMO-LUMO- Elektronenübergänge) durch organische Moleküle oder metallorganische Moleküle (genau wie Farben in der Natur sowie von Menschen mit Pigmenten und Farbstoffen hergestellt werden) und ihr Auftauchen in der Natur (Auftauchen als ein Schlüsselphänomen in Darwins Theorie der natürlichen Selektion) sind meines Wissens keine spezifischen Argumente und das wurde in der Wissenschaft diskutiert. Die Entstehung von Farbdetektoren ist ein weiteres Phänomen, das (wahrscheinlich) mit dem Phänomen zusammenhängen kannHervortreten zur Ausdruckskraft der Farbe . Die Natur besteht hauptsächlich (in der Entwicklungszeit und in der Bedeutung) aus Pflanzen, die grün sind. Daher hat die Fähigkeit, verschiedene Grüns zu unterscheiden, ihre Bedeutung (für das Überleben), und wir Menschen haben immer noch eine größere Sensibilität für die Grüns als alle anderen Farben . Die Art und Weise, wie wir Menschen von Augen mit einer bestimmten Fähigkeit, Farben zu sehen, wahrgenommen werden, ist das Ergebnis dieser Entwicklung, zusammen mit der Chemie ( natürlich aufkommende Farben ) der Natur, des Verhaltens (von Pflanzen und Tieren). Speziell die Natur hat diese drei Farben ausgewählt (wie wir sie nennen), aber dies ist ein qualitativer Unterschied, der quantitative Unterschied betrifft hauptsächlich die Grüns und die Intensität des Lichts (wir sehen mehr die Leuchtkraft als die tatsächliche Farbe).

• Die menschliche Herstellung der Grundfarben wird mehr von der Physik, dem Versuch, eine Theorie zu erstellen, und der Ausdruckskraft als von unseren natürlichen Fähigkeiten beeinflusst. Dies hat seine Grenzen, da Sensoren und Bildschirme eine geringere Ausdruckskraft als die Natur und geringere Erkennungsfähigkeiten auf den Grüns aufweisen als wir, und da die Technologie Fortschritte macht, verbessert sich die Ausdruckskraft auf den Grüns (sowie die Leuchtkraft bei HDR-Bildschirmen). Obwohl Kamerasensoren doppelt so viele grüne Sensoren haben wie die anderen Farben. Es ist möglich, dass wir, wenn wir mehr als 3 Farbbereiche aufzeichnen, aber 6 sagen (z. B. in einem Foveon-Sensor, wahrscheinlich nicht in einem Bayer-Sensor), die Realität viel besser aufzeichnen und rendern könnten. Kurz gesagt, Primärfarben sind in vielerlei Hinsicht praktischer als eine absolute Realität. Wenn wir Infrarot wie wenige Schlangenarten sehen könnten, müssten wir Bildschirmen und Kamerasensoren möglicherweise eine vierte Grundfarbe hinzufügen.

Nein. Dies ist besonders ärgerlich für Autoreparaturen, da das, was unter Sonnenlicht wie eine perfekte Farbübereinstimmung aussieht, bei bewölktem Wetter möglicherweise bereits ausgeschaltet ist und unter Natriumdampf-Straßenlaternen völlig lückenhaft aussieht.

Die Situation ist besonders schlecht für reflektierende Farben / Lacke (geschweige denn Lumineszenzfarben, die bei Wellenlängen "reflektieren", die sich von denen unterscheiden, die sie erhalten, und als "Weißmacher" in Waschmitteln beliebt sind), da sie die Verbindung zwischen dem kontinuierlichen Spektrum einer Lichtquelle und die Empfänglichkeitskurven von Augenzapfen, aber es ist bereits ein Problem für farbiges Licht von Szenen, die von Sensoren (oder Fotomaterial) aufgenommen wurden, die nicht mit den Empfindlichkeitskurven des menschlichen Auges übereinstimmen. Das gibt uns Dinge wie "Weißabgleich" -Einstellungen und Oberlichtfilter.

Hersteller verschiedener Arten von Farben und Pigmenten (und Lichtern) können es sich nicht leisten, nur drei Punkte im Spektrum zu betrachten: Sie verfügen über spezielle Filter auf Gitterbasis, um eine feinkörnigere Sicht auf das Farbspektrum zu erhalten.

Kunstmuseen tendieren immer noch dazu, Glühlampen zu verwenden, da diese am besten zum Sonnenlichtspektrum passen, und das ist das Licht, mit dem Originalpigmente in der Vergangenheit ausgewählt und beurteilt wurden.

Wenn wir in unseren Augen Zellen hätten, die auf Gelb signalisieren (Wellenlänge ca. 580 nm), dann wäre Gelb eine Grundfarbe des Lichts.

Wir tun es jedoch nicht. Deshalb nehmen wir Gelb unterschiedlich wahr, nämlich wenn Zapfenzellen für Rot und Grün gleichzeitig aktiviert werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie dies geschehen kann:

• Wir haben eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von etwa 580 nm. Nehmen wir an, es ist eine gelbe Blume im Sonnenlicht. Wir sehen dies als gelb an, weil unsere Farbwahrnehmung nicht präzise ist. Die lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut signalisieren auch, wenn die Wellenlänge nicht genau stimmt. Das gelbe Licht stimuliert also sowohl Rot als auch Grün. Für die Zellen, die für rotes Licht stimuliert werden, ist das gelbe Licht leicht aus, aber nicht zu stark. Ähnliches gilt für Grün. Also werden sowohl Rot als auch Grün signalisiert und wir nehmen das als Gelb wahr.

• Wir haben zwei Lichtquellen, eine rote und eine grüne. Angenommen, dies sind Pixel auf einem Computerbildschirm. Wenn Sie ein gelbes Pixel mit einer Lupe betrachten, werden Sie zwei winzige Flecken entdecken, einen grünen und einen roten. Aus diesem Grund werden sowohl grün als auch rot signalisiert und wir nehmen dies als gelb wahr.

• Möglich ist auch eine Mischung aus beiden, beispielsweise drei Lichtquellen, rot, gelb und grün; oder ein glattes oder welliges Lichtspektrum. Alles, was zählt, ist, dass sowohl Rot als auch Grün stimuliert werden, um die Wahrnehmung von Gelb hervorzurufen.

Diese Wege sind sehr unterschiedlich, aber wir nehmen sie unterschiedslos als gelb wahr.

Stellen Sie sich einen Außerirdischen vor, der Gelb als Grundfarbe hat. Sie würde feststellen, dass unsere Farbdrucke und Bildschirme fehlten. Sie würde denken, wir wären teilweise farbenblind, ohne den Unterschied zwischen der Welt, die sie wahrnimmt, und unseren Farbdrucken und Bildschirmen zu sehen.

Dies bedeutet, dass die Primärfarben des Lichts nur Artefakte unserer Farbwahrnehmung sind.