Woher wissen wir dass wir Farben gleich sehen?

Haben Sie sich jemals mit einem Freund, Familienmitglied oder Kollegen über die Farbe eines Gegenstandes gestritten? Wenn ja, haben Sie erlebt, wie subjektiv Farbe sein kann.

Hinter der Farbwahrnehmung stecken eine komplexe Wissenschaft und mehrere Faktoren, die sich auf unser Sehen auswirken. Zumindest können diese Differenzen unter Personen zu Meinungsverschiedenheiten führen. Wenn jedoch genaue, konsistente Produktfarben ein kritischer Teil des Erfolgs Ihres Unternehmens sind, kann es ein kostspieliger Fehler sein, diese Unterschiede nicht zu berücksichtigen.

Als wir mit John Newton, dem Leiter der Farbtechnologie bei Coloro, sprachen, teilte er uns diese Perspektive zur Verbesserung unseres Verständnisses von Farbe mit:

„[Schaffen] Sie eine ansprechende und interessante Ausbildung … mit praktischen Beispielen, die sich darauf konzentrieren, die Grundlagen richtig zu vermitteln. Allein das Verständnis und die Anwendung einiger grundlegender Prinzipien bei der Festlegung und Vermittlung präziser Farbstandards kann einen großen Unterschied ausmachen“.

Das sehen wir auch so. Lesen Sie weiter, um mehr über die Grundlagen des Farbsehens und der Farbwahrnehmung zu erfahren. Wir hoffen, dass wir Ihnen verständlich machen können, warum wir uns bei Farben oft nicht einig sind.

So sehen wir

Wir sehen dank Photorezeptoren in der Netzhaut unserer Augen, die Signale an unser Gehirn weiterleiten. Durch die hochempfindlichen Stäbchen können wir auch noch bei sehr geringer Lichtintensität sehen – dann aber in Grautönen. Um Farben sehen zu können, benötigen wir helleres Licht und Zapfen, die auf etwa drei unterschiedliche Wellenlängen reagieren:

• S-Zapfen (S = Short) – blaues Spektrum (Absorptionsmaximum ≈ 445 nm)
• M-Zapfen (M = Medium) – grünes Spektrum (Absorptionsmaximum ≈ 535 nm)
• L-Zapfen (L = Long) – rotes Spektrum (Absorptionsmaximum ≈ 565 nm)

Die wahrgenommene Farbe hängt davon ab, wie ein Gegenstand Wellenlängen absorbiert und reflektiert. Menschen können nur einen kleinen Teil des elektromagnetischen Spektrums – von etwa 400 nm bis 700 nm – sehen. Dieser Bereich ist aber ausreichend, um Millionen von Farben wahrzunehmen.

Das bildet die Grundlage der trichromatischen Theorie – oder Young-Helmholtz-Theorie nach den Forschern, die sie entwickelt haben. Sie wurde erst in den 1960er Jahren bestätigt, was bedeutet, dass dieser Detaillierungsgrad im Verständnis von Wellenlängen und Farben erst 60 Jahre alt ist.

Die Gegenfarbtheorie besagt hingegen, dass die Farbwahrnehmung auf drei Gegenfarbpaaren beruht: Weiß/Schwarz (Hell/Dunkel), Rot/Grün und Blau/Gelb.

Gemeinsam helfen diese beiden Theorien, die Komplexität unserer Farbwahrnehmung zu beschreiben.

Farbwahrnehmung: Ein Beispiel aus der realen Welt

Heutzutage ist der Anblick eines gelben Schulbusses in Nordamerika ein alltäglicher Anblick. Als 1939 über „Schulbusgelb“ als Standardfarbe abgestimmt wurde, wussten wir noch nicht so viel über Farbwissenschaft wie heute.

In dem Smithsonian-Artikel The History of How School Buses Became Yellow erklärt Ivan Schwab, klinischer Sprecher an der American Academy of Ophthalmology: „Die beste Art, [die Farbe] zu beschreiben, wäre die Wellenlänge“.

Das Gelb des Schulbusses befindet sich tatsächlich in der Mitte der Wellenlängen, die unsere Wahrnehmung von Rot und Grün auslösen. Da es sich genau in der Mitte befindet, trifft diese bestimmte Farbe unsere Zapfen (oder Photorezeptoren) von beiden Seiten gleichermaßen. Das macht es für uns fast unmöglich, einen Schulbus zu übersehen – selbst wenn er sich in unserem peripheren Gesichtsfeld befindet.

Wenn Licht auf ein Objekt trifft, wird ein Teil des Spektrums absorbiert und ein Teil reflektiert. Unsere Augen nehmen Farben entsprechend der Wellenlänge des reflektierten Lichts wahr.

Wir wissen auch, dass die Wahrnehmung einer Farbe je nach Tageszeit, Beleuchtung im Raum und vielen anderen Faktoren unterschiedlich ist. Für den Durchschnittsbürger ist dies kein sonderlich großes Problem, stellen Sie sich jedoch vor, wie Personen an verschiedenen Standorten auf der ganzen Welt Farbmuster auswerten. Sie können verschiedene Variationen der Farbe wahrnehmen, die auf einer Reihe von Faktoren basieren – einschließlich ihrer Beleuchtung.

Deshalb ist es so wichtig, digitale Hilfsmittel zur Farbkontrolle zu implementieren. Diese Hilfsmittel – von Spektralphotometern über Software bis hin zu Dienstleistungen – stellen sicher, dass die Farbbeurteilung in jedem Fall objektiv bleibt. Es ist auch wichtig, dass die bewährten Praktiken für den Betrieb und die Wartung Ihrer Farbmessinstrumente befolgt werden.

Wie unsere Umgebung die Farbwahrnehmung beeinflusst

Die meisten von uns können die Farbe von vertrauten Gegenständen erkennen, selbst wenn sich die Lichtverhältnisse ändern (wie z. B. einen gelben Schulbus). Diese Anpassung von Auge und Gehirn wird als Farbkonstanz bezeichnet. Das gilt jedoch nicht für leichte Farbvariationen und wirkt Farbveränderungen aufgrund der Lichtintensität oder -qualität nicht entgegen.

Wir sind uns vermutlich auch einig über die Wellenlängen, die die Grundfarben bestimmen. Das hängt womöglich jedoch mehr mit unserem Gehirn als mit unseren Augen zusammen.

Bei einer Studie aus dem Jahr 2005 an der University of Rochester beispielsweise neigten Personen dazu, Farben auf dieselbe Weise zu sehen, obwohl sich die Anzahl an Zapfen in ihren Netzhäuten stark unterschied. Bei der Aufforderung, eine Scheibe auf die Position zu drehen, die sie als „pures gelbes“ Licht bezeichnen, wählten fast alle Probanden dieselbe Wellenlänge aus.

Es wird aber deutlich komplizierter, wenn einzelne oder mehrere Personen versuchen, Produkt- oder Materialproben auf bestimmte Farben abzustimmen. Physikalische Faktoren bzw. Umgebungsfaktoren und persönliche Unterschiede zwischen den Betrachtern können zu einer veränderten Farbwahrnehmung führen. Zu diesen Faktoren gehören:

Wenn Ihre Arbeit davon abhängt, immer wieder die richtige Farbe zu erzielen, wird es nicht funktionieren, sich allein auf das menschliche Sehvermögen zu verlassen. Das liegt daran, dass es Faktoren gibt, auf die wir keinen Einfluss haben und die diktieren, wie wir Farbe sehen.

Und nicht nur das: Wenn Sie mit Menschen in verschiedenen Büros arbeiten – egal, ob landes- oder weltweit – erhöhen diese Faktoren das Risiko von Farbabweichungen erheblich.

Erschwerend kommt hinzu, dass es das Phänomen unmöglicher Farben, chimärischer Farben und vieles mehr gibt, das ein Unternehmen, das stark auf genaue Farbmessungen angewiesen ist, in den Ruin treiben kann.

Der Einsatz von Instrumenten zur präzisen Farberkennung von Proben und Produkten ist unerlässlich, und eine optimale Geräteübereinstimmung ist noch wichtiger. ThoughtCo leistet gute Arbeit bei der Erklärung der Auswirkungen dieser Faktoren.

Die Bedeutung von Farbe in unserem Leben

Farben spielen in unserem Alltag eine wesentliche Rolle. Wie der gelbe Schulbus. Warum ist es wichtig, dass wir ihn sehen, auch in unserer Peripherie? Für die Sicherheit natürlich.

Viele Farben werden verwendet, um wichtige Botschaften ohne Worte darzustellen. Rote Stoppschilder und grüne Ampeln sind universell einsetzbar. Diese und andere geregelte Farben spielen eine wichtige Rolle in unserem Leben.

Wir assoziieren Farben auch mit Stolz. Denken Sie an die Farben auf der Flagge eines Landes oder sogar an die Farben, die wir tragen, um unsere Lieblingssportmannschaften zu unterstützen.

Aber Farben gab es schon vor Tausenden und Abertausenden von Jahren, bevor es Schulbusse, Stoppschilder und Spektralphotometer gab. Die Geschichte der Farben und Farbstoffe ist recht faszinierend und reicht weiter als 2000 v. Chr. zurück. Es besteht kein Zweifel, dass sie schon damals einen starken Einfluss hatten.

Die Mathematik der Farbwahrnehmung

Da sich Umgebungsfaktoren und persönliche Faktoren auf die Farbwahrnehmung auswirken, können wir uns beim visuellen Vergleich von Farben mit einem Standardmuster nicht sicher sein, dass sie genau abgestimmt werden. Dies kann zu erheblichen Problemen Geschäfts Problemen wie Produktionsverzögerungen, Materialverschwendung und einem Versagen der Qualitätskontrolle führen.

Aus diesem Grund nutzen Unternehmen mathematische Gleichungen, um Farben festzulegen, und objektive Messgeräte, um einen präzisen Abgleich sicherzustellen.

Das CIE-Farbmodell bzw. der CIE XYZ-Farbraum wurde 1931 entwickelt. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um ein Zuordnungssystem, das Farben mit roten, grünen und blauen Werten als Achsen in einem 3D-Raum darstellt.

Es wurden auch viele andere Farbräume definiert. Zu den Varianten des CIE-Farbmodells gehört zum Beispiel das CIELAB-Farbsystem aus dem Jahr 1976. Bei diesem System bezieht sich L auf die Helligkeit (Luminance), A auf die Rot/Grün-Achse und B auf die Blau/Gelb-Achse. Ein weiteres Modell, der CIE-LCh-Farbraum, berücksichtigt die Helligkeit (Lightness), die Buntheit (Chroma) und den Farbtonwinkel (Hue angle).

Die Messungen stützen sich auf Kolorimeter oder Spektralphotometer, die digitale Beschreibungen von Farben bieten. Die Prozentwerte jeder der drei Primärfarben, die für einen Abgleich mit einem Farbmuster benötigt werden, werden beispielsweise als Tristimuluswerte bezeichnet. Tristimulus-Kolorimeter kommen bei Qualitätskontrollanwendungen zum Einsatz.

Der erste Schritt zur Überwindung von Unterschieden in der Farbwahrnehmung

Die Kontrolle von Farben trotz unvermeidlicher Unterschiede in der menschlichen Wahrnehmung beginnt mit Bewusstsein und Schulung. Es ist wahr, dass unseren Augen Grenzen gesetzt sind. Glücklicherweise gibt es eine Reihe von Hilfsmitteln, um sicherzustellen, dass die Farben Ihrer Produkte immer genau sind.

Datacolor bietet ein komplettes Sortiment von Spektralphotometern, Software und andere Lösungen, die sich für eine Vielzahl von Branchen eignen, darunter Kunststoff, Textilien, Beschichtungen und Farben für den Einzelhandel. Außerdem haben wir ein Instrument speziell für die Messung von Materialien entwickelt, die mit einem herkömmlichen Spektralphotometer nicht gemessen werden können.

Wenden Sie sich an unser Team, um herauszufinden,  zu besprechenwie die richtigen Farbkontrolllösungen Ihrem Team helfen können, die Einschränkungen der Farbwahrnehmung zu überwinden, die Qualität zu steigern und die Kosten zu senken.