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Farben


Quelle: sxc.hu

Farben entstehen dadurch, dass jede Fläche einen Teil des auf sie treffenden Lichtes schluckt (absorbiert) und nur Licht eines bestimmten Teiles des Spektrums wieder zurückstrahlt bzw. durchlässt. Dieser Anteil wird als Eigenfarbe eines Gegenstandes erkannt.

Farben haben auch psychologische und symbolische Bedeutung: zum Beispiel Schwarz = Finsternis, Tod, Trauer und Verzweiflung, aber auch Vornehmheit, Würde und Eleganz; Weiß = Reinheit, Sauberkeit, Unschuld, Schweigen.

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Lichtquellen und ihre Farbtemperaturen

Das Licht ist im allgemeinen der für den Menschen sichtbare Bereich der elektromagnetischen Strahlung von etwa 380 bis 780 Nanometer (nm) Wellenlänge.


Lichtzerlegung mit Prisma / Quelle: en.wikipedia.org

Licht nur einer einzigen Wellenlänge bezeichnet man als monochromatisch (einfarbig). Weißes Licht ist ein Gemisch von elektromagnetischer Strahlung verschiedener Wellenlängen (Spektralfarben). Es lässt sich mit Hilfe eines Prismas wieder in die einzelnen Farben des Lichtspektrums zerlegen. Je nachdem ob ein bestimmter Spektralfarbenbereich in dem Gemisch gehäuft vorkommt, kann weißes Licht eher rötlich-warm erscheinen oder bläulich-kalt.

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Lichtquellen. Tageslicht hat je nach Sonnenstand und Bewölkung mehr bläuliche Anteile, während Kunstlicht ins Orangerötliche tendiert. Wenn beide Lichtarten zusammen auftreten, spricht man von Mischlicht.


Ein Lichtspektrum / Quelle: en.wikipedia.org

Um diese farblichen Unterschiede genau definieren und messen zu können, hat man sich darauf geeinigt, die spektrale Zusammensetzung des Lichts als Temperaturangabe in Kelvin (0° Kelvin = -237° Celsius) anzugeben.

Der physikalische Hintergrund: Erhitzt man einen schwarzen Körper beginnt er zu glühen und ändert seine Farbe von rotglühend über weiß bis blauglühend. Rotes Licht ist physikalisch gesehen also kälter als blaues.

Lichtquellen und Ihre Farbtemperaturen
°KelvinFarbeLichtquelle / Tageszeit
1500rotKerzenlicht
2000
3200
4000
rot
bis
orange
Glühbirne
Halogenlampe
Fotoleuchte
Sonnenauf-/untergang
5600gelbMittleres Tageslicht bei klarem Himmel
6500gelbgrünLeuchtröhre / Elektronenblitz
7000weißlichBedeckter Himmel
8500grünlich-weißDiesiger Himmel / Nebel
10000-25000blauweißKlarer blauer Himmel

Farbtemperaturen / Quelle: en.wikipedia.org

Der Weißabgleich

Weiß ist nicht gleich weiß. Wenn wir zum Beispiel auf ein weißes Blatt Papier schauen, registrieren wir sofort, dass das Blatt auch tatsächlich weiß ist. Das Gehirn erkennt ein Papier und es hat dazu noch die Information abgespeichert, dass Papier in der Regel weiß ist. Folglich „filtert“ es den physikalisch tatsächlich vorhandenen Farbstich heraus.

Eine Videokamera muss dagegen ständig nachjustiert werden, da zum Beispiel das Tageslicht im Laufe des Tages seine Farbzusammensetzung verändert. Steht beispielsweise die Sonne dicht am Horizont, lässt die Atmosphäre nur den rötlichen Anteil des Sonnenlichts durch.

Das Justieren der Kamera auf eine bestimmte Farbtemperatur nennt man Weißabgleich. Im Bereich Fernsehen, Video und Computergrafik werden die Farben des Spektrums aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB) zusammengesetzt, das heisst die Mischung aller drei Farben ergibt 100% Weiß (additive Farbmischung).

Mit Hilfe des Weißabgleiches teilt man der Kameraelektronik nun mit, wie „Weiß“ aussieht: Je nach vorherrschender Farbtemperatur bringt die Kamera die drei Grundfarben ins richtige Verhältnis. Dazu gibt die Elektronik der Kamera bei hohem Kelvinwert des Lichts Rotanteile dem Bild hinzu, um den Blaustich zu verringern. Umgekehrt wird bei niedrigem Kelvinwert das rötliche Bild durch die Zugabe von Blauanteilen abgeglichen.

Beispiel: Wird der Weißabgleich bei einer Umgebungslichttemperatur von 5000° Kelvin (mittleres Tageslicht) vorgenommen, so erscheint ein weißes Blatt Papier hinterher auf dem Video als „Weiß“. Wird mit dieser Weißabgleichseinstellung dann aber bei klarem blauen Himmel aufgenommen, so wird das selbe Blatt Papier nicht mehr weiß, sondern bläulich auf dem Video erscheinen (höhere Farbtemperatur des Umgebungslichtes).

Umgekehrt erscheint das Papier auf dem Video rötlich, wenn mit dieser Einstellung bei Glühbirnenlicht aufgenommen wird.

Der Sehsinn des Menschen passt sich ständig an die Lichtverhältnisse an, Weiß erscheint daher auch meist weiß (außer im direkten Vergleich zweier unterschiedlicher Lichtquellen).

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