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Die Addition von Farben kann nur auf Lichtquellen angewendet werden. (Bei beleuchteten Objekten können sie Filter miteinander kombinieren). |
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In der Informationstechnik liegt die Bedeutung der Farb-Addition bei Bildschirmen (PC-Monitoren) sowie bei der allgemeinen Definition der "RGB"-Farben. |
Grafik
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Ein Bild sagt mehr als tausend Worte |
| Zusammensetzung | Wie aus 3 Farbpunkten ein Bildpunkt (Pixel) entsteht |
| Live-RGB-Test | Absorption & Subtraktion von Farben |
| Lichtquellen | Strahlung schwarzer Körper, Spektrum und Farbtemperatur |
Zusammensetzung von RGB-Farbpunkten zu Bildpunkten (Pixel) |
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Das menschliche Auge liefert bei bestimmten Mischungen von Licht-Wellenlängen
den Eindruck von Farben. Solche Mischungen können auf viele verschiedene
Arten hergestellt werden. ■ Man muss mindestens 3 verschiedene Lichtquellen mischen, um alle möglichen Farben darzustellen. Der Hintergrund muss schwarz sein. ■ Eine der Möglichkeiten besteht aus der Mischung der 3 "Grundfarben" Rot, Grün und Blau. ■ Diese RGB-Methode wird in der Informationstechnik häufig angewendet, um Farben zu beschreiben. |
Informationstechnik: ■ Farben werden mit RGB-Zahlencodes beschrieben, und zwar unabhängig von der Art der Darstellung. Ein Code umfasst 3 Zahlen (für R, G und B). ■ Nur Lichtquellen (Lampen, PC-Monitor) lassen sich additiv mischen, nicht jedoch beleuchtete Objekte (Druckpapier,...) ■ Damit auf unterschiedlichen Geräten der gleiche Farb-Eindruck entsteht, müssen diese kalibriert werden. |
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| ■ Auf Monitoren werden die 3 Lichtquellen meist durch 3 verschiedene Lichtpunkte pro Bildpunkt (Pixel) dargestellt. Die Punkte sind sehr klein und zahlreich, dadurch entsteht für das Auge der Eindruck der Mischfarbe. | ■ In der folgenden Demo sehen sie die Farb-Punkte in simulierten Vergrößerungen (ca. 10x, 20x) | |||||||||||||||||||||||||||
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Links die Farben
Rot,
Gelb,
Grün,
Cyan,
Blau und
Magenta,
jeweils in voller Sättigung (Hex FF). |
Rechts Schwarz, Grau und Weiss. Grautöne enthalten jeweils gleiche Anteile an R, G und B zwischen 00 und FF. | |||||||||||||||||||||||||||
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Jeder der 3 Farb-Anteile wird durch eine ganze Zahl beschrieben. ■ Eine Binärzahl von 8 Bit = 1 Byte kann dezimale Zahlenwerte zwischen 9 und 255 annehmen (hexadezimale Werten 00 bis FF). ■ In einem "Farbwort" von 24 Bit = 3 Byte sind der Reihe nach die Anteile von R, G und B enthalten. |
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Jede Grundfarbe kann in 256 Stufen variiert werden, das ergibt
insgesamt 224 = mehr als 16 Millionen Farben - mehr als die meisten
technischen Geräte tatsächlich unterscheiden können. Probieren sie den Live-RGB-Farbentest im nächsten Absatz ! |
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Live RGB-Test: |
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Live RGB-Addition:
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| Der in der Informatik dafür verwendete Farb-Code ist unterhalb der Regler dargestellt, links hexadezimal, rechts in dezimaler CSS-Syntax. | Durch Einstellung der Regler können sie jede der mehr als 16 Millionen Farben anzeigen. Sie sehen die Einstellung der 3 einzelnen Farb-Punkte und das damit erzeugte RGB-Pixel. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Grauwert:
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Der angezeigte Grauwert ist der Mittelwert der 3 RGB-Farbwerte. Beim Setzen von Grau-Tönen werden alle 3 RGB-Farbwerte auf den gleichen Betrag eingestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tipp für EntwicklerInnen: Die "Live"-RGB-Grafik in diesem Absatz benötigt nur ein einziges Bild von 173 Byte. Alles andere wird mit Javascript und DOM-Methoden erzeugt. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lichtquellen |
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Leuchtende Körper senden Lichtstrahlung aus:Sonne, Lampen, TV-Bildschirm, PC-Monitor, ... ▶ Diese Körper emittieren elektromagnetische Strahlung, meist in einem breiten Bereich von Wellenlängen. ▶ Ein Spektrum ist die Beschreibung der Strahlung: Intensität als Funktion der Wellenlänge. |
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Einen winzigen Bruchtel der Strahlung können die Augen von Lebewesen
absorbieren und als "Farbe" interpretieren. ▶ Für Menschen ist der wahrnehmbare Bereich besonders klein: ca. 400-700 nm (Nanometer = 10-9m), nicht einmal eine ganze "Oktave". Andere Lebewesen nehmen andere Bereiche wahr ! |
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Strahlung schwarzer Körper:
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Die häufigste Methode, Farben zu erzeugen, ist durch "glühend"
heisse Körper: Sterne, Sonne und Glühlampe leuchten so.▶ Den Zusammenhang zwischen Temperatur und Spektrum finden sie unter "Strahlung schwarzer Körper" in Physik und Internet. Alle diese Körper senden ein breites Spektrum verschiedener Wellenlängen gleichzeitig aus. ▶ Kalte "schwarze" Körper werden als schwarz empfunden, wärmere leuchten dunkelrot, heisse orange, gelb, bläulich, extrem heisse rein weiss. ▶ "Weisses" Licht enthält Strahlung aller sichtbaren Wellenlängen. ▶ Der Begriff "Farbtemperatur" beschreibt die Temperatur, bei der ein Körper so leuchtet wie eine bestimmte Farbe. Das "Weiß" von PC-Monitoren oder Leuchtstoffröhren lässt sich z.B. auf Temperaturen von einigen Tausend Grad (K) einstellen. |
Monochromatische Strahlung:
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Andere Methoden erzeugen nur Strahlung ganz bestimmter Wellenlängen (monochromatisch):
Leuchtröhren, Laser, ...▶ Wenn (z.B. elektrische) Energie zugeführt wird, dann sind bestimmte Stoffe in der Lage, einen Teil davon als Strahlung einer einzigen Wellenlänge abzugeben. ▶ Ein bekanntes Beispiel sind die Natriumdampf-Lampen, die nur eine einzige Wellenlänge, fahl gelbes Licht abstrahlen. Auch in der Leuchtschicht von TV und PC-Monitoren, in Leuchtdioden (LEDs) sowie in den Leucht-Transistoren von Flachbildschirmen (TFT) werden solche Methoden verwendet. ▶ Ein großer technischer Vorteil ist, dass derartige Lichtquellen elektrisch angeregt werden können. ▶ Als Nebenprodukt entsteht je nach dem verwendeten Prozess Strahlung anderer Wellenlängen (Röntgen, Wärme), die absorbiert bzw. abgeführt werden muss. ▶ Nach Abschalten der Anregung klingt die Lichtstrahlung meist schnell ab. (Nachleuchten). |
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Animation:
Bei dieser Art der Farb-Erzeugung entsteht ohne Leucht-Quelle die Farbe schwarz
(Hintergrund).Die Zusammensetzung aller 3 Farben ergibt den Eindruck weiss.
Klick auf die Grafik öffnet eine Demo:Addition der IT-Grundfarben Rot, Grün und Blau zu RGB. Die Ansicht ist nur mit SVG-fähigen Browsern möglich. |
Addition von Lichtquellen:
Wenn man mehrere färbige Lichtquellen gleichzeitig auf Augen wirken lässt,
dann lässt sich mit etwas Geschick jeder Farb-Eindruck damit hervorrufen.▶ Am besten hat sich die Methode bewährt, die 3 Farben Rot, Grün und Blau (RGB) zusammenzusetzen: Mit diesen 3 "Grundfarben" lassen sich für Menschen alle Farb-Eindrücke hervorrufen. ▶ Durch geeignete Auswahl leuchtender Stoffe ("Phosphor") wird elektrische Energie teilweise in Lichtstrahlung der gewünschten Farben RGB umgewandelt. Solche Lichtquellen lassen sich zu winzigen Punkten verkleinern und in großer Anzahl auf einer Fläche (Bildschirm) anordnen. ▶ Je ein Leuchtpunkt der Farben Ror, Grün und Blau wird zu einem Bildpunkt (Pixel) zusammengefasst. Wenn die Punkte klein genug sind, werden sie vom Auge zu einer einzigen Lichtquelle zusammengefasst. Viele Pixel lassen den Eindruck von einem "Bild" entstehen. |
