Subtraktive Farbmischung

Drei Farbfilter in den Primärfarben Gelb, Magenta und Cyan, teilweise übereinander liegend. Diese ideale Darstellung ist nur auf einem Computermonitor möglich.

Simulation eines mit diesen Farben gedruckten Bildes. Das Schwarz ist nicht perfekt.

Als subtraktive Farbmischung, subtraktive Farbsynthese oder physikalische Farbmischung wird die Änderung eines Farbreizes bei Reflexion von der Oberfläche eines Körpers^[1] durch Remission oder beim Durchgang durch ein Medium (Farbfilter)^[2] durch Transmission bezeichnet. Wird hingegen etwas zugefügt, Farbreiz zu Farbreiz,^[3] spricht man von additiver Farbmischung.

Es werden also, ausgehend von Weiß als Grundfarbe, durch Absorption oder Filterung Farbanteile weggenommen.

Im engeren Sinne versteht man unter subtraktiver Farbmischung jenes extreme Prinzip, bei dem durch Hintereinanderschalten von drei Farbfiltern die Vielfalt des Farbenraums reproduziert wird.^[4]

Physikalischer Vorgang und Begriff

Die subtraktive Farbmischung kann nicht durch einfache Umkehr der additiven Farbmischung erklärt werden. Im Gegensatz zur additiven Farbmischung, einer physiologischen Farbmischung, handelt es sich um einen reinen physikalischen Vorgang, auch physikalische Farbmischung genannt, der von der Farbwahrnehmung unabhängig ist.^[5] Es findet eine Änderung des Lichtspektrums bzw. des Farbreizes statt, während dessen physiologisch farbige Wirkung (Farbvalenz) auf der in Auge und Gehirn stattfindenden additiven Farbmischung beruht.

Das veränderte Lichtspektrum ist das Ergebnis der spektralen Remissionsgrade (Maß für reflektiertes Licht) und Transmissionsgrade (Maß für durchgelassenes Licht). Das Produkt^[6] dieser Reflexionen oder Durchlässigkeiten mit der ursprünglichen spektralen Verteilung (Strahlung) wird geänderte Strahlungsverteilung (Farbreizfunktion φ(λ)) genannt.^[7] Die geänderte Farbreizfunktion ist auf weniger Anteile des Lichtspektrums reduziert (subtraktiv = reduzierend) als die primäre. Von der Strahlungsenergie wird etwas weggenommen.^[4]

Bedingt gleiche Farbfilter ergeben je beim Hintereinanderschalten mit einem weiteren Filter unterschiedliche Farbreize, während sich bedingt gleiche Farben (Strahlungen) bei additiver Farbmischung völlig gleich verhalten.^[5]

Die Erklärung beruht auf der Dreifarbentheorie und der Tatsache, dass die Zapfen auf der Netzhaut des Auges ihre maximale Empfindlichkeit für diejenigen Wellenlängen-Bereiche des Lichts haben, denen wir die Farbempfindungen Blau, Grün und Rot zuordnen: Werden in der Anordnung oben die Farbfilter Gelb, Magenta und Cyan mit neutralweißem Licht durchleuchtet, werden durch Absorption komplementärfarbige Spektralbereiche herausgefiltert. Beim gelben Filter wird zum Beispiel der blaue Bereich absorbiert. Das passierende Spektrum kann die blauempfindlichen Zapfen wenig oder kaum anregen und wird deshalb vom Auge als Gelb registriert. Der gelbe und der cyanfarbige Filter absorbieren zusammen den blauen und den roten Bereich. Der grüne Bereich, für den das Auge einen eigenen Zapfentyp besitzt, kann passieren. Wo der magentafarbige Filter dazukommt, wird die unbunte Farbe Schwarz wahrgenommen, denn er absorbiert den bisher noch durchgelassenen grünen Bereich. Außerhalb der Filter passiert das unbeeinflusste ursprüngliche Licht und verursacht im Auge die Wahrnehmung höchster Helligkeit, das heißt den Farbeindruck Weiß.

Die Farben der Filter, im Bild oben Gelb, Magenta und Cyan, werden als Primärfarben der subtraktiven Farbmischung, die erzeugten Farben als Sekundärfarben, hier Blau, Grün und Rot, bezeichnet.

Anwendungen

Körperfarben

Die Färbungen absorbieren (verschlucken) bestimmte Lichtwellen und reflektieren die übrigen. Beispiel: Ein mit weißem Licht bestrahlter "roter" Körper reflektiert den roten Anteil des bestrahlenden Lichtes und absorbiert die übrigen Anteile. Da die Körperoberflächen in der Regel nicht gleich glatt beziehungsweise nicht gleich rau sind, ändert sich der Farbreiz zusätzlich, weil die Lichtstreuung verschieden ist.

Filterfarben

Farbdruck und Fotos auf Papier

Beim Drucken werden die durchsichtigen Farbschichten Cyan, Magenta und Gelb (Yellow) (CMYK-Verfahren, zum Beispiel beim Tintenstrahldrucker) auf eine weiße Unterlage übereinander gelegt. Der das Lichtspektrum verändernde Vorgang findet dabei sowohl vor als auch nach der Reflexion an der Unterlage statt.

Auch beim farbigen Papierfoto liegen durchsichtige Farbschichten, die den Konturen des Bildinhaltes folgen, auf weißer Unterlage übereinander.

Farbfilm

Bei den Farbfilmen liegen auf einem glasklaren Trägerfilm durchsichtige Farbschichten übereinander. Sie verändern das Farbspektrum des durchscheinenden Lichtes. Das Prinzip ist sowohl beim Negativfilm als auch beim Diafilm die subtraktive Farbmischung. Auf dem Negativfilm befinden sich die “negativen” Farben, das sind die Komplementärfarben der im Folgeprozess auf dem Papierbild erzeugten “richtigen” Bildfarben. Auf dem Diafilm werden bereits die “richtigen” Bildfarben “gemischt”.

Siehe auch

• Lambert-Beersches Gesetz
• Farbfotografie
• Farblehre
• Farbkreis

Literatur

• Manfred Richter: Einführung in die Farbmetrik. de Gruyter, 1981, ISBN 3-11-008209-8, Kapitel 11: Sogenannte subtraktive Farbmischung
• Harald Küppers: Das Grundgesetz der Farbenlehre. DuMont Literatur und Kunst Verlag, Köln 1978. 10. Auflage 2002.

Commons: Subtractive colors – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

Die in diesem Artikel angezeigten Farben sind nicht farbverbindlich und können auf verschiedenen Monitoren unterschiedlich erscheinen.
Eine Möglichkeit, die Darstellung mit rein visuellen Mitteln näherungsweise zu kalibrieren, bietet das nebenstehende Testbild (nur wenn die Seite nicht gezoomt dargestellt wird):
Tritt auf einer oder mehreren der drei grauen Flächen ein Buchstabe („R“ für Rot, „G“ für Grün oder „B“ für Blau) stark hervor, sollte die Gammakorrektur des korrespondierenden Monitor-Farbkanals korrigiert werden. Das Bild ist auf einen Gammawert von 2,2 eingestellt, das ist der gebräuchliche Wert bei TV-Geräten und Computern mit Windows oder macOS (ab Version 10.6)