Viele Farbbildschirme steuern winzige rote, grüne und blaue Lichtanteile. Aus normalem Abstand erkennen wir die einzelnen Teilflächen nicht. Ihr Licht erreicht gemeinsam unsere Augen und kann bei passenden Stärken weiß erscheinen. Dieses Hinzufügen von Licht heißt additive Farbmischung.
RGB steht für Rot, Grün und Blau. Die Lupe im Titelbild zeigt ein gezeichnetes Vergrößerungsmodell, keine echte Mikroskopaufnahme. Form und Anordnung solcher Teilflächen unterscheiden sich je nach Bildschirm.
Kleine Teilflächen, ein Bild
Ein Bildpunkt heißt Pixel. Bei vielen Displays besteht er aus kleineren farbigen Teilflächen, den Subpixeln. Der Bildschirm verändert, wie viel rotes, grünes und blaues Licht aus diesen Bereichen kommt.
Die Teilflächen bleiben nebeneinander. Wenn sie für unsere Augen zu klein zum getrennten Erkennen sind, sehen wir an dieser Stelle einen gemeinsamen Farbeindruck. Sie müssen sich dafür nicht körperlich überlappen.
Die Augen liefern Signale ans Gehirn
Beim üblichen menschlichen Farbsehen arbeiten drei Arten von Sinneszellen zusammen: die Zapfen. Sie reagieren unterschiedlich auf kurze, mittlere und lange Lichtwellen. Jede Art reagiert auf einen ganzen Bereich, nicht nur auf genau eine Farbe.
Das Gehirn verarbeitet ihre gemeinsamen Signale. Passend abgestimmtes rotes, grünes und blaues Licht kann so weiß wirken. Dafür muss das Licht nicht jede einzelne Wellenlänge des sichtbaren Spektrums enthalten.
Andere Mischungen, andere Farben
Rotes und grünes Licht können zusammen gelb erscheinen. Grün und Blau können Cyan ergeben, ein grünliches Blau. Rot und Blau können Magenta ergeben, ein kräftiges Purpur. Es kommt jeweils auf die Lichtstärken an.
Durch Abstufen der drei Anteile entstehen viele weitere Farbeindrücke. Ein Display hat dennoch Grenzen: Es kann nur einen Teil der Farben wiedergeben, die Menschen wahrnehmen können.
Warum das mit Malfarben anders ist
Licht hinzuzufügen ist etwas anderes als Malfarben zu verrühren. Farbstoffe und Pigmente nehmen bestimmte Anteile des einfallenden Lichts auf. Das übrige Licht kann zu unseren Augen gelangen.
Beim Mischen von Malfarben wird deshalb häufig mehr Licht aufgenommen, und die Mischung wird dunkler. Rot, Grün und Blau aus dem Malkasten ergeben nicht einfach das Weiß einer leuchtenden Bildschirmfläche.
Lichtanteile in einer Simulation verändern
- Öffnet mit einem Erwachsenen die PhET-Simulation im ersten Quellenlink und wählt „RGB Lichter“. Nutzt eine angenehme Bildschirmhelligkeit. Stellt Rot, Grün und Blau auf 100 Prozent. Wartet kurz, bis das Licht im Modell das Auge erreicht, und beschreibt die Farbe der großen Gedankenblase über dem Kopf.
- Lasst Rot und Grün unverändert und stellt nur Blau auf null. Sagt vorher voraus, welche Farbe die Gedankenblase zeigen könnte. Wartet kurz und vergleicht mit der Mischung aus allen drei Anteilen. Schreibt eure Beobachtung auf.
- Stellt alle drei Regler auf null und wartet wieder kurz. Stellt sie anschließend alle auf 100 Prozent zurück. Notiert die drei Einstellungen und Farbeindrücke: alle an, nur Rot und Grün, alle aus. Die Reglerwerte gehören zum Modell; sie sind keine gemessenen Helligkeiten eines echten Bildschirms.
Eine kurze Beobachtung bei angenehmer Helligkeit reicht. Mit der Pausentaste könnt ihr die Darstellung anhalten. Bei Unbehagen aufhören. Keine Flüssigkeit auf das Gerät geben und nichts öffnen oder zerlegen.
Zum Mitnehmen
Ein RGB-Bildschirm dosiert rote, grüne und blaue Lichtanteile. Unsere Augen und unser Gehirn machen daraus gemeinsame Farbeindrücke, darunter Weiß. Die Lichtstärken zählen; Pigmente im Malkasten verhalten sich anders.
Warum kann eine Mischung aus rotem, grünem und blauem Bildschirmlicht weiß aussehen?
Quellen & Weiterlesen
PhET, University of Colorado Boulder · Farbwahrnehmung / Color Vision ↗ZSL Baden-Württemberg, Lehrerfortbildung · Additive Farbmischung ↗Science Learning Hub, University of Waikato · Colours of Light ↗OpenStax, Rice University · Color and Color Vision ↗MDN Web Docs · Gamut ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
