Wollermann, Tobias: Musik und Medium

Abbildung 10.10:

Intensitätsverteilung einer Lichtquelle mit einer dominanten Frequenz im gelben Bereich

Kombiniert man zwei solcher Farben, so entsteht eine neue. Wenn dabei Weiß entsteht, handelt es sich bei den Ausgangsfarben um so genannte Komplementärfarben (z. B. Blau und Gelb). Zur Beschreibung der verschiedenen Farben (meist in Abhängigkeit von ihrer Wellenlänge) existieren verschiedene Farbmodelle. Diese basieren auf Grundfarben wie z. B. Rot, Grün und Blau. Normiert man diese nun (R + G + B = 1), dann lässt sich jede Kombination durch Angabe von zwei Parametern beschreiben. Da sich aber mit natürlichen Farben nicht alle prinzipiell möglichen Farben darstellen lassen, wurden 1931 durch den CIE-Standard (Commission Internationale l’Éclairage) drei künstliche Grundfarben festgelegt, mit denen alle sichtbaren Farben erzeugt werden können.

Für die Verarbeitung von Farbinformationen in einer Farbgrafik wurden unterschiedliche Farbsysteme definiert. Das bekannteste ist das RGB-Modell. Es basiert auf dem Aufbau der menschlichen Netzhaut. In ihren Zapfen werden beim Eintreffen je 3 verschiedene Pigmente mit einer unterschiedlichen Empfindlichkeit für verschiedene Wellenlängen stimuliert. Die Pigmente sind auf die Wellenlängen 630nm (Rot), 530nm (Grün) und 450nm (Blau) ›geeicht‹. Die menschliche Wahrnehmung einer Farbe basiert auf dem Vergleich der Intensität dieser drei ›Grundfarben‹.

Das RGB-Modell lässt sich mit Hilfe eines Einheitswürfels (vgl. Abbildung 10.11) darstellen. Der Ursprung (0,0) stellt die Farbe Schwarz dar. Auf der Diagonalen, die vom Ursprung zum Punkt (1,1,1) (Weiß) verläuft, lassen sich die verschiedenen Graustufen darstellen.

Abbildung 10.11:

Darstellung des RGB-Modells mit Hilfe eines Einheitswürfels (additiv)

Wie in Abbildung 10.12 zu sehen ist, lassen sich mit Hilfe eines solchen Einheitswürfels alle Farben darstellen. Jeder Farbpunkt innerhalb der Grenzen des Würfels wird durch ein Tripel (R,G,B) bestimmt, wobei die Werte für R, G und B zwischen 0 und 1 liegen. Folglich kann eine beliebige Farbe C_λ in RGB-Komponenten als

Cλ = RR + GG + BB

(10.22)

dargestellt werden. Da die Summe der vollen Farbanteile aller Farben Weiß ergibt, nennt man dieses Farbsystem auch additives Modell. An Stelle der Abstufung im reellen Wertebereich [0,1] verwendet man häufig 256 Abstufungen in Form ganzer Zahlen im Bereich {0,1,…,255}, die in einem Byte kodiert werden. Folglich besteht eine Farbkodierung aus drei RGB-Bytes.