Verstehen von subtraktiven und additiven Farben

Wie kommt es, dass man weißes Licht erhält, wenn man rotes, grünes und blaues Licht zusammenmischt, aber schwarz (oder dunkelbraun), wenn man rote, grüne und blaue Tinte oder Farbe mischt?

Die Antwort ist entscheidend für das Verständnis von Druckfarben für den Farbdruck.

Der Unterschied liegt in der Art und Weise, wie das Licht unsere Augen erreicht. Wenn es von etwas kommt, das mit seinem eigenen Licht leuchtet, wie die Sonne, Glühbirnen oder LED-Schilder, spricht man von additiver Farbe. Dies ist das Licht, das direkt auf unsere Augen trifft, wie z.B. beim Blick in die Sonne (tun Sie es nicht) oder in eine Glühbirne (das ist normalerweise sicherer).

Andere Quellen für additive Farben sind CRT-Fernseher und -Monitore, LED-basierte Beleuchtungssysteme und Beschilderungen, nicht aber LCD/TFT-Monitore und -Fernseher, die subtraktive Farben erzeugen, weil sie Farbfilter verwenden.

Subtraktive Farbe ist die Art und Weise, wie Druckfarben funktionieren. Es ist das gleiche Prinzip wie bei jedem Objekt in der Natur, das nicht durch sein eigenes Licht leuchtet, wie Blätter, Sand, Cockerspaniels und Tomaten. Das Licht wird von diesen Objekten reflektiert und einige Farbwellenlängen werden auf dem Weg dorthin absorbiert.

Verwirrend? Ja. Sehen wir uns an, warum. Obwohl der Druck mit subtraktiven Farben arbeitet, beginnen wir mit additiven Farben, weil es so einfacher zu verstehen ist.

Wie wir im ersten Teil gesehen haben, nehmen die menschlichen Augen Farbe als Wirkung verschiedener Wellenlängen des sichtbaren Lichts wahr. Am einfachsten ist es, diese als Rot, Grün und Blau zu definieren, und diese werden auch als Primärfarben des additiven Systems bezeichnet. Digitalkameras, Filme und Scanner sind in der Regel so eingestellt, dass sie Farben auch als Rot-Grün-Blau-Mischungen aufzeichnen.

Wenn Sie alle drei Wellenlängen gleichmäßig mischen, erhalten Sie die Gesamtheit des sichtbaren Lichts, das wir als weiß empfinden. Wenn Sie die Helligkeit dieser gleichen Mischungen verringern, erhalten Sie immer dunklere Schattierungen von neutralem Grau, und wenn Sie gar kein Licht verwenden, wird es schwarz.

Es gibt übrigens einen Grund, warum die Sonne gelb aussieht, wenn man direkt in sie hineinschaut (Vorsicht!), aber sie beleuchtet trotzdem alles mit weißem Licht. Es hat nichts mit dem Drucken zu tun, aber zur Unterhaltung können Sie bei Wikipedia unter Rayleigh-Streuung nachschlagen.

Unterschiedliche Mischungen von Lichtwellenlängen – hier kommt der additive Teil ins Spiel. Zum Beispiel werden gleiche Mengen an reinem, strahlendem roten Licht und reinem, strahlendem blauen Licht kombiniert (additiv), um eine Mischfarbe zu erzeugen, die Ihre Augen als die rot-violette Farbe wahrnehmen, die wir Magenta nennen. Das Magenta sieht auch heller aus als die einzelnen blauen und roten Komponenten, weil Sie die Lichtmenge verdoppeln.

Wenn proportional weniger blaues Licht als rotes vorhanden ist, erhalten Sie rötlichere Töne, die auch dunkler sind (weil weniger Gesamtlicht vorhanden ist). Wenn Sie mehr Blau als Rot hinzufügen, erhalten Sie lila/violette Töne, die heller sind. Wenn Sie der Mischung aus Rot und Blau etwas Grün hinzufügen, erhalten Sie weniger gesättigte, eher pastellartige, hellere Töne.

Die Mischungen von farbigem Licht, die für den Druck besonders wichtig sind, sind die Ergebnisse von Blau + Grün (Cyan), Rot + Grün (Gelb) und Blau plus Rot (Magenta). Rot, Grün und Blau werden in der Regel als RGB abgekürzt, während Cyan, Magenta und Gelb als CMY bezeichnet werden.

Cyan, Magenta und Gelb sind die Komplementärfarben von Rot, Grün bzw. Blau, d.h. sie erscheinen auf einem Farbkreis gegenüberliegend. Außerdem reflektiert reines Cyan kein Rot, reines Magenta kein Grün und reines Gelb kein Blau. Wir werden auf Cyan, Gelb und Magenta zurückkommen, wenn wir uns mit Prozessfarben-Tintenstrahldruckern für den Vollfarbdruck beschäftigen.

Jeder, der in der Schule rote, grüne und blaue Plakatfarben gemischt hat, weiß, dass man auf diese Weise keine schönen hellen Farben erhält. Sie erhalten ein matschiges Dunkelbraun. Das liegt daran, dass Farbe, ähnlich wie Druckertinte, kein Licht erzeugt und keine additiven Farben herstellt. Stattdessen reflektiert und absorbiert sie selektiv Wellenlängen. Dies wird als subtraktive Farbe bezeichnet.

Nehmen wir an, Sie haben eine rote Tinte. Sie leuchtet nicht mit rotem Licht, sondern reflektiert es. Wenn Sie weißes Licht (von der Sonne einer Glühbirne) auf rote Tinte strahlen, werden die blauen und grünen Wellenlängen von der Tinte absorbiert, aber die roten Wellenlängen werden reflektiert.

Eine blaue Tinte reflektiert blaue Wellenlängen und absorbiert Rot und Grün. Grüne Tinte reflektiert grüne Wellenlängen und absorbiert Rot und Blau. Andere Farbtinten können zwei oder mehr Farben absorbieren, z.B. reflektiert Orange hauptsächlich rotes, aber auch grünes Licht.

Das ist der Punkt, an dem das matschige Braun entsteht. Wenn Sie rote, blaue und grüne Tinten oder Farben mischen (oder deren Gegenstücke, das bekannte Cyan, Magenta und Gelb), werden alle Farben absorbiert, d.h. Sie sollten Schwarz erhalten und nicht das Weiß der additiven Farben. Allerdings sind Farben und Tinten nicht vollständig rein rot, grün und blau (oder rein CMY), so dass es eine gewisse Reflexion gibt und Sie normalerweise eine dunkelbraune Farbe sehen.

Beachten Sie schließlich, dass bei hintergrundbeleuchteten Grafiken keine additiven Farben verwendet werden, auch wenn sie zu leuchten scheinen. Bei der Hintergrundbeleuchtung handelt es sich um weißes Licht, das durch eine durchsichtige, mit transparenten Tinten bedruckte Frontplatte fällt. Diese Tinten wirken wie Filter: Sie absorbieren einige Wellenlängen und lassen andere durch, es handelt sich also um subtraktive Farben.

In ähnlicher Weise verwenden auch Flüssigkristalldioden (LCD) Monitore und Fernseher subtraktive Farben: Sie platzieren ein Gittermuster aus transparenten Rot-, Grün- und Blaufiltern vor der Flüssigkristallmatrix, mit einer weißen Hintergrundbeleuchtung hinter der Partie.

Wir werden die Bedeutung transparenter Druckfarben ausführlicher behandeln, wenn wir uns das nächste Mal mit Prozessfarben beschäftigen.