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Farbwahrnehmung


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Die Farbwahrnehmung ist ein Teilbereich der Wahrnehmung des Menschen und auch mancher Tiere. die Sinnesorgane (Augen) treffende Lichtstrahlung wird dabei einen Sinneseindruck umgewandelt.

Inhaltsverzeichnis

Sichtbare Strahlung

Die sichtbare Strahlung für Menschen ist elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 bis nm

Physiologie

Die optische Wahrnehmung des Menschen geschieht bestimmmte Sinneszellen auf der Netzhaut. Von diesen es zwei Grundtypen: Die so genannten Stäbchen nur Schwarz/Weiß-Kontraste und sind bei geringem Licht die so genannten Zapfen dienen der Farbwahrnehmung. Zapfen wiederum sind in drei Ausprägungen vorhanden für die drei Grundfarben "Rot" (L-Zapfen (long)) (M-Zapfen (medium))und "Blau" (S-Zapfen (short)) besonders sensitiv wobei die blauempfindlichen S-Zapfen seltener (12%) (und im Bereich des schärfsten Sehens) auftreten. Jede von Anregungen der drei Zapfenarten durch die die Netzhaut treffende Strahlung bewirkt einen spezifischen

Farbreiz und Farbvalenz

Der Farbreiz ist die Strahlungsleistung die in den der Netzhaut des Auges absorbiert wird. Er die physikalische Ursache von Farbvalenz und Farbempfindung.

Farbvalenz ist diejenige Eigenschaft einer ins Auge Strahlung (Farbreiz) die das Verhalten dieses Farbreizes der additiven Mischung mit anderen Farbreizen bestimmt; beschreibt die Wertigkeit der Strahlung für die Mischung. Die Farbvalenz ist die physiologische Vorstufe Farbempfindung sie ist eindeutig charakterisiert durch die der drei Zapfenarten des menschlichen Auges. Alerdings auch deren Ergebnis noch nicht der Farbeindruck. entsteht erst im Gehirn unter Berücksichtigung der Gesamthelligkeit und der Farbkonstanzleistungen des Gehirns .

Erst ab einer bestimmten Helligkeit ist Dreidimensionalität der Farbenwelt gegeben das trichromatische Sehen den Zapfen die jeweils unterschiedliche Rhodopsine enthalten. Diese drei Zapfentypen deren Erregungen Farbvalenz der einfallenden Strahlung als untrennbare Gesamtwirkung drei Einzelerregungen liefern haben unterschiedliche spektrale Empfindlichkeitskurven durchschnittlichen farbnormalsichtigen Beobachter. Normiert auf gleiche Gesamtflächen drei Kurvenzüge ergeben sich die Normspektralwertfunktionen. Wenn jeder Rezeptor 1/3 der Gesamterregung liefert dann unbunt (weiß grau oder schwarz) empfunden. Die der Gesamterregung (B+G+R) ergibt die Helligkeit. Der ist durch die relativen Erregungen b g gegeben: b=B/(B+G+R) usw. Da gilt: b+g+r=1 braucht nur zwei Anteile (r und g) anzugeben einen Farbton eindeutig zu kennzeichnen. In einer ist nur ein Dreieck möglich weil es negativen Erregungen gibt. Die Ecken des Dreiecks nicht erreicht werden weil es keinen Farbreiz der nur einen Farbrezeptor erregt. Der Spektralfarbenzug sich nicht. Um den Bogen zu schließen man die Mischfarben zwischen Violett und Rot Purpurgerade. Es ergibt sich die Normfarbtafel nach 5033.

Der Zapfenerregungsraum als Farbraummodell

Unterschiedliche Sättigungen der Farben zum Weiß zum Schwarz hin können mit einer zweidimensionalen jedoch nicht berücksichtigt werden. Hierzu braucht man dreidimensionals Gebilde wie z. B. eine Kugel der ein Weißpol und ein Schwarzpol vorhanden Sollen alle Farbtöne gleich unterschiedlich von einander sein verändert sich diese Kugel zu einem geformten Farbkörper in dem sie bei Blau Bauch bekommt sich bei Purpur und Rot sowie bei Gelb ein weit herausstehendes 'Knie' Ecke) bekommt. Dieser subjektiv bestimmte Körper deckt erstaunlicherweise mit den möglichen aus den Zapfenerregungsfunktionen möglichen Erregungsraum. Ferner muss bei der Zapfenerregung der Erregung durch reflektiertes Licht (subtraktive Farbmischung) der Erregung durch mehrere monochromatische Lichtquellen (additive unterschieden werden. Mit Reflektiertem Licht können nicht Erregungszustände der Photorezeptoren erreicht werden der entstehende ist kleiner und liegt im Innern des den physiologischen Zapfenerregungen heraus möglichen Raumes.

Entstehung der Farbwahrnehmung

Das Farbensehen mußte sich entwickeln da Einstrahlung auf unserem Planeten mit der Tageszeit variiert. Morgens und Abends gibt es eher (rotes) Licht Mittags eher kurzwelliges (blaues). Dies uns jedoch nicht auf da wir ein Farbkonstanzsystem besitzen und uns dessen Fehlen nicht können. Ohne dieses System würde eine rote Morgens eher Weiß und Mittags eher Schwarz eine unreife grüne Kirsche Morgens Schwarz und Weiss. Nur mit einem monochromatischen Sehfarbstoff ausgestattet wir uns nicht in unserer Umwelt zurechtfinden sich unsere Nahrung Feinde und Umgebung im eines Tages und bei Änderung der Lichtverhältnisse z. B. unterschiedliche Bewölkung optisch völlig verändern Ein langsames System vergleicht ständig den Eingang blauen und gelben Licht in unseren Zapfen 'berechnet' quasi eine Farbanpassung unser Wahrnehmung (dies auch schon Helmholtz durch das Blau-Gelb-System das Farbkonstanz ermöglicht der Fotografie kann man diese Unterschiede durch Aufnahmen Kunstlichtfilmen bei Tag oder Tageslichtfilmen bei Kunstlich

Farbwahrnehmung im Tierreich

Niedere Wirbel- und Säugetiere verfügen meist 4 Zapfentypen sie werden daher Tetrachromaten genannt. Neben den schon genannten L- und S-Zapfen verfügen sie über einen UV-Zapfen Ultraviolett ) der im Bereich von <380 nm Da dieses - im Vergleich zum Menschen - tetrachromatische Farbsystem bei Beuteltieren Vögeln und Fischen geht man davon aus dass es den Typus des Sehsystems darstellt.

Entwicklungsgeschichte unseres Farbensehens

Unsere Vorfahren wurden im Gegensatz zu noch heute lebenden tetrachromatischen Wirbeltieren nachtaktiv. Von 4 vorhandenen Zapfen (UV Blau (S) Grün und Rot (L)) blieben nur die begrenzenden und L Zapfen übrig da das Spektrum S und M Zapfen von den in sehenden im Grünbereich absorbierenden Stäbchen quasi übernommen konnte.

Als unsere Vorfahren wieder tagaktiv wurden wieder nur mit Zapfen bei Tag gesehen - der ursprüngliche UV Zapfen veränderte seine Empfindlichkeit wieder zum Blau (langelligeres Licht) hin wenigen Millionen Jahren teilte sich der L-Zapfen in zwei unterschiedliche Zapfen (unsere M- und auf. Diese haben noch immer ein im zu anderen Tieren sehr dicht beieinander liegendes Vermutlich waren auch bei uns - wie heute bei einigen Affenarten - zunächst nur Weibchen Trichromaten da die Langwellenzapfen auf dem codiert sind).

Siehe auch: Tetrachromat Farbenblindheit

Weblinks


http://archiv.christoph-hoffmann.de/ESS/Semi/Farbsehtests.pdf (Zusammenstellung von Farbsehtests)
http://archiv.christoph-hoffmann.de/ESS/Semi/ROT.pdf (Umfangreiche Arbeit über Farben/Farbwahrnehmung im Allgemein & biologisch) ihre Wirkung usw. am Beispiel Farbe Rot )



Bücher zum Thema Farbwahrnehmung

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