Trichromatisches Sehen

Die wohl fundamentalste Eigenschaft der menschlichen Farbempfindung ist die Trichromazität. Aus drei farbigen Lichtern von variabler Intensität lassen sich alle Farben mischen, so dass eine beliebige andere Farbe erzeugt werden kann.

Über 100 Jahre nach Newton entwickelte Thomas Young die Theorie, dass die Retina des Auges nur auf drei Grundfarben reagiert und die menschliche Farbwahrnehmung auf unterschiedliche Reizung dieser Rezeptoren basiert.

Thomas Young (*13. Juni 1773 in Milverton, Somersetshire, †10. Mai 1829 in London) war Philosoph und Wissenschaftler, Mediziner und Physikprofessor an der Royal Institution.

Thomas Young lieferte entscheidende Beiträge zur Optik, wichtige Beiträge zur Entzifferung der ägyptischen Hieroglyphen, entwickelte ein Verfahren zur Berechnung von Lebensversicherungen und berechnete die Größen von Molekülen – kurz gesagt: Er war ein großer Universaltüftler.

Young stellte sich die Frage, wie Farbsehen zustande kommt. Er stellte sich die Netzhaut als eine Zusammensetzung aus drei verschiedenartigen Nervenelementen vor, die jeweils eine Grundfarbe erkennen.

From three simple sensations, with their combinations, we obtain several primitive distinctions of colours; but the different proportions, in which they may be combined, afford a variety of tints beyond all calculation. The three simple sensations being red, green, and violet, the three binary combinations are yellow, consisting of red and green; crimson, of red and violet; and blue, of green and violet; and the seventh in order is white light, composed by all the three united.

-THOMAS YOUNG, Lectures on Natural Philosophy, 1807

Im Rahmen dieser Untersuchungen bestimmte Thomas Young zum ersten Mal die Wellenlänge des Lichts: Rot 676 nm, Violett 424 nm.

Die Wellenlängen einzelner Farben

Farbe Muster Wellenlänge
Rot   ~ 625-740 nm
Orange   ~ 590-625 nm
Gelb   ~ 565-590 nm
Grün   ~ 520-565 nm
Türkis/Cyan   ~ 500-520 nm
Blau   ~ 450-500 nm
Indigo   ~ 430-450 nm
Violett   ~ 380-430 nm
Magenta   Mischfarbe
Braun   Mischfarbe

Auch Young wurde von der Wissenschaft seiner Zeit nicht sofort akzeptiert, erst der französische Forscher Augustin Jean Fresnel betrieb ebenfalls Forschungen zur Wellentheorie.

Hermann von Helmholtz – Trichromatische Theorie

1850 formulierte Helmholtz auf der Basis der älteren Theorie von Thomas Young die Trichromatische Theorie, dass aus farbigem Licht dreier Primärfarben jede beliebige Farbe gemischt werden kann und dass es im menschlichen Auge drei Rezeptortypen gibt.

Die Trichromatische Theorie ist die Grundlage der Farbreproduktion und ermöglicht den preiswerten Farbdruck genauso wie Farbfernsehen, Computermonitore und digitale Kameras anstelle einer aufwendigen kontinuierlichen Farbreproduktion. Der Druck mit drei Farben wird allerdings schon fast ein Jahrhundert vorher entwickelt, bevor die Trichromatische Theorie überhaupt wirklich verstanden wurde.

David Brewster: Die trichromatischen Empfindlichkeitskurven

Der englische Physiker David Brewster (11. Dezember 1781 in Jedburgh, Schottland, 10. Februar 1868 in Allerly bei Melrose) entwickelte die Theorie der drei Grundfarben zu Rot, Gelb und Blau weiter. Er zeichnete sehr exakte trichromatische Empfindlichkeitskurven und bewies, dass alle Farbempfindungen von drei Grundfarben erzeugt werden können. Obwohl das Maximum seiner Kurven im Grünen liegt, wählte Brewster als dritte Grundfarbe Gelb.

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Weißes Sonnenlicht enthält sämtliche Spektralfarben im sichtbaren Bereich. Eine einzelne Spektralfarbe mit einer ganz bestimmten Wellenlänge lässt sich nur mit einem Laser erzeugen. In der Natur sehen wir jedoch nie eine einzelne Spektralfarbe, sondern immer Mischungen.

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