Theorie
 
 
 
 
 
Computertechnik
 
 
 
 
 
.. Stichwort: RGB
 
 
 
 
 

 
 
Die Bezeichnung RGB steht für die drei Farben Rot, Grün, Blau. Diese Farben entsprechen einer bestimmten Wellenlänge in den Rand- und dem Mittelbereich des sichtbaren Spektrums der elektromagnetischen Wellen und werden in der technischen Anwendung durch Materialien hervorgerufen, die diese Wellenlänge in einem möglichst eng begrenztem Frequenzband erzeugen.


Werden die drei Farben dicht beieinander liegend, auf einer kleinen Fläche abgestrahlt, so dass das menschliche Auge nicht mehr in der Lage ist die Einzelpunkte aufzulösen, so können dem Auge durch die Intensitätsänderung der drei Farbanteile, so wie in dem obigen Bild, nahezu alle Farben des sichtbaren Lichtspektrums 'vorgegaukelt' werden.
Die Darstellung von beliebigen Farben durch diese Technik ist bei Farbfernsehern und Computermonitoren weit verbreitet und man spricht von RGB-Monitoren. Den Raum, in dem die drei Farben abgestrahlt werden bezeichnet man als Pixel.
Welche Farben auf Ihrem Monitor für Rot, Grün und Blau stehen, zeigen die folgenden Kästchen, bei denen die Intensität dieser Farben auf das Maximum eingestellt ist.
 

 

 

Rot

 

Grün

 

Blau

 

 

 
 
 
 
Die Abstufung der Farben geschieht in der digitalen Welt durch die Zuordnung von Zahlen zu der Intensität einer der drei Farben. Benutzt man für eine Farbe ein Byte, so sind 28=256 Abstufungen pro Farbe möglich, wobei 0 die geringste Intensität und 255 (FFh) die höchste Intensität kennzeichnet.. Die Anzahl der möglichen Farben ergibt sich in einem solchen Farbraum zu 256*256*256 = 16.777.216 Farben pro Pixel. (andere Farbräume sind möglich, und werden technisch auch genutzt. So gibt es solche mit 65535 Farben und andere mit nur 32 Farben pro Kanal). Als Pixel wird ein Farbpunkt bezeichnet, in dem die drei Farben vereint sind.
 
 
 
Komplementärfarben
Überlagert man nun zwei der Farben bei gleicher maximaler Intensität, so ergeben sich die nachfolgend gezeigten Farben. Man bezeichnet sie als Komplementärfarbe zu der fehlenden (ausgeschalteten) Farbe. Es ergeben sich folgende Komplementärfarben zu den RGB-Grundfarben ..
 
 
Intensität
 
Resultat
Farbname
Komplementärfarbe zu
 
 
Rot
Grün
Blau
 
---------------
--------------------------------------
----------------------------------------
 
 
00
FF
FF
 
00FFFF
[C] Cyan
[R] Rot
 
 
FF
00
FF
 
FF00FF
[M] Magenta
[G] Grün
 
 
FF
FF
00
 
FFFF00
[Y] Yellow / Gelb
[B] Blau
 
 
 
 
 
Das Komplementärmodell wird als CMY-Farbmodell bezeichnet und bei Druckern benutzt. Komplementärfarben gibt es für jeden Farbwert. Im digitalen RGB-Modell ergibt sich die Komplementärfarbe indem der jeweilige RGB-Wert invertiert wird. Einsen werden zu Nullen und umgekehrt.

Graustufen
Interessant ist es dabei, dass die maximale Intensität aller drei Farben zusammen, das hellste Weiß ergeben, und die gleichmäßige Abstufung der Intensität aller drei Farben, dunkler werdende Grautöne, bis hin zum Schwarz. Dabei umfassen die Grautöne zusammen mit Weiß und Schwarz, die in dieser Palette Sonderfälle des Grau sind, 256 Schattierungen.
Beispiele ..
 
 
Intensität
 
Resultat
 
Bezeichnung
 
 
Rot
Grün
Blau
 
----------------
 
-----------------------------------------
 
 
FF
FF
FF
 
FFFFFF
 
hellstes Weiss
 
 
C0
C0
C0
 
C0C0C0
 
helles Grau
 
 
80
80
80
 
808080
 
mittleres Grau
 
 
40
40
40
 
404040
 
dunkles Grau
 
 
00
00
00
 
000000
 
tiefstes Schwarz
 
 

Farbpaletten
Nun können hier nicht alle 16Mio. Farben dargestellt werden. Die nachfolgenden Paletten zeigt noch einige Beispiele wobei jeweils ein Farbanteil konstant gehalten wurde. Die in den Farben angegebenen Zahlen sind hexadezimal zu interpretieren ..
 
 

Rot konstant
 

 

B / G

000000

001F00

003F00

005F00

007F00

009F00

00BF00

00DF00

00FF00

 

 

000000

FF0000

FF1F00

FF3F00

FF5F00

FF7F00

FF9F00

FFBF00

FFDF00

FFFF00

 

 

00001F

FF001F

FF1F1F

FF3F1F

FF5F1F

FF7F1F

FF9F1F

FFBF1F

FFDF1F

FFFF1F

 

 

00003F

FF003F

FF1F3F

FF3F3F

FF5F3F

FF7F3F

FF9F3F

FFBF3F

FFDF3F

FFFF3F

 

 

00005F

FF005F

FF1F5F

FF3F5F

FF5F5F

FF7F5F

FF9F5F

FFBF5F

FFDF5F

FFFF5F

 

 

00007F

FF007F

FF1F7F

FF3F7F

FF5F7F

FF7F7F

FF9F7F

FFBF7F

FFDF7F

FFFF7F

 

 

00009F

FF009F

FF1F9F

FF3F9F

FF5F9F

FF7F9F

FF9F9F

FFBF9F

FFDF9F

FFFF9F

 

 

0000BF

FF00BF

FF1FBF

FF3FBF

FF5FBF

FF7FBF

FF9FBF

FFBFBF

FFDFBF

FFFFBF

 

 

0000DF

FF00DF

FF1FDF

FF3FDF

FF5FDF

FF7FDF

FF9FDF

FFBFDF

FFDFDF

FFFFDF

 

 

0000FF

FF00FF

FF1FFF

FF3FFF

FF5FFF

FF7FFF

FF9FFF

FFBFFF

FFDFFF

FFFFFF

 

 

Grün konstant
 

 

B / R

000000

1F0000

3F0000

5F0000

7F0000

9F0000

BF0000

DF0000

FF0000

 

 

000000

00FF00

1FFF00

3FFF00

5FFF00

7FFF00

9FFF00

BFFF00

DFFF00

FFFF00

 

 

00001F

00FF1F

1FFF1F

3FFF1F

5FFF1F

7FFF1F

9FFF1F

BFFF1F

DFFF1F

FFFF1F

 

 

00003F

00FF3F

1FFF3F

3FFF3F

5FFF3F

7FFF3F

9FFF3F

BFFF3F

DFFF3F

FFFF3F

 

 

00005F

00FF5F

1FFF5F

3FFF5F

5FFF5F

7FFF5F

9FFF5F

BFFF5F

DFFF5F

FFFF5F

 

 

00007F

00FF7F

1FFF7F

3FFF7F

5FFF7F

7FFF7F

9FFF7F

BFFF7F

DFFF7F

FFFF7F

 

 

00009F

00FF9F

1FFF9F

3FFF9F

5FFF9F

7FFF9F

9FFF9F

BFFF9F

DFFF9F

FFFF9F

 

 

0000BF

00FFBF

1FFFBF

3FFFBF

5FFFBF

7FFFBF

9FFFBF

BFFFBF

DFFFBF

FFFFBF

 

 

0000DF

00FFDF

1FFFDF

3FFFDF

5FFFDF

7FFFDF

9FFFDF

BFFFDF

DFFFDF

FFFFDF

 

 

0000FF

00FFFF

1FFFFF

3FFFFF

5FFFFF

7FFFFF

9FFFFF

BFFFFF

DFFFFF

FFFFFF

 

 

Blau konstant
 

 

G / R

000000

1F0000

3F0000

5F0000

7F0000

9F0000

BF0000

DF0000

FF0000

 

 

000000

0000FF

1F00FF

3F00FF

5F00FF

7F00FF

9F00FF

BF00FF

DF00FF

FF00FF

 

 

001F00

001FFF

1F1FFF

3F1FFF

5F1FFF

7F1FFF

9F1FFF

BF1FFF

DF1FFF

FF1FFF

 

 

003F00

003FFF

1F3FFF

3F3FFF

5F3FFF

7F3FFF

9F3FFF

BF3FFF

DF3FFF

FF3FFF

 

 

005F00

005FFF

1F5FFF

3F5FFF

5F5FFF

7F5FFF

9F5FFF

BF5FFF

DF5FFF

FF5FFF

 

 

007F00

007FFF

1F7FFF

3F7FFF

5F7FFF

7F7FFF

9F7FFF

BF7FFF

DF7FFF

FF7FFF

 

 

009F00

009FFF

1F9FFF

3F9FFF

5F9FFF

7F9FFF

9F9FFF

BF9FFF

DF9FFF

FF9FFF

 

 

00BF00

00BFFF

1FBFFF

3FBFFF

5FBFFF

7FBFFF

9FBFFF

BFBFFF

DFBFFF

FFBFFF

 

 

00DF00

00DFFF

1FDFFF

3FDFFF

5FDFFF

7FDFFF

9FDFFF

BFDFFF

DFDFFF

FFDFFF

 

 

00FF00

00FFFF

1FFFFF

3FFFFF

5FFFFF

7FFFFF

9FFFFF

BFFFFF

DFFFFF

FFFFFF

 

 
 
 
 
Additive Farbmischung
Bei dem oben vorgestellten RGB-Farbmodell liegt eine additive Farbmischung vor. Die drei benutzten Grundfarben leuchten aktiv, werden also durch Lichtquellen erzeugt. Das menschliche Auge empfängt das Licht und verschmilzt über seine (RGB) Zäpfchen die Lichteindrücke zu der jeweilige Mischfarbe, wenn die farbigen Punkte genügend dicht, also nicht mehr auflösbar, beieiander liegen.

Subtraktive Farbmischung
Die verwendeten Substanzen, die üblicher Weise als 'Farben' angesprochen werden, leuchten nicht von sich aus. Erst wenn Licht auf sie fällt, entwickelt sich ihre farbliche Eigenschaft. Ist das auf die Substanzen einfallende Licht weiß, enthält es also die Spektralfarben in gleicher Menge, so werden die Farbsubstanzen Teile des Lichts verschlucken (absorbieren) und in Wärmeenergie überführen. Ein anderer Teil des Lichts wird reflektiert. Ist der reflektierte Teil gerade das rote Licht, so spricht man von 'roter Farbe'. Entsprechendes gilt für die anderen Farbsubstanzen.
Die subtraktive Farbmischung ist bei farbigen Druckvorgängen (auf Papier) vorzufinden und basiert in der Digitaltechnik auf den Komplementärfarben des RGB-Farbmodells, den CMY-Farben (Cyan, Magenta, Yellow). Diese Farben befinden sich auch in den Tintenpatronen der Drucker. Durch die Mischung dieser Farben kann wiederum ein weiter Farbraum aufgespannt werden, in dem jedoch die Farbe weiß fehlt. Die Farbe schwarz ist theoretisch herstellbar, verkommt aber in der Regel zu einem dunklen braun, weshalb sie in einem gesonderten Druckkopf zusätzlich enthalten ist so dass man von dem CMYK-Farbmodell spricht. Im einzelnen ergeben sich bei der subtraktiven Farbmischung aus ..
Cyan und Magenta => Blau, Cyan und Yellow => Grün, Magenta und Yellow => Rot

Beispiel:
Cyan+Magenta => 00FFFF & FF00FF = 0000FF => Blau

Um die Farbe weiß im CMY-Farbmodell zu erhalten, muss das Blatt auf dem gedruckt werden soll die Farbe weiß besitzen, denn aus dem RGB-Modell leitet sich aus dem Komplement von FFFFFF -> 000000 her. Das bedeutet Cyan ist 0, Magenta und Yellow sind ebenfalls 0, werden also nicht aufgetragen. Wenn es nun etwas weiß leuchten soll, muss der Hintergrund die Farbe besitzen. Umgekehrt gilt für schwarz RGB 000000 im Komplementärmodell CMY FFFFFF, also alle drei Farben gleichmäßig auftragen. Aus Gründen, welche die verwendeten Substanzen betreffen, entartet das 'schwarz' aber eher zu einem dunklen braun' weshalb wie bereits angemerkt, bei Druckern noch eine zusätzliche Farbsubstanz mit schwarzer Farbe vorhanden ist.

Interessante Beleuchtungseffekte lassen sich aus dieser Theorie ebenfalls ableiten. Wird eine Farbsubstanz mit einem Licht beleuchtet, welches sie absorbiert und nicht reflektiert, so muss die Farbe schwarz erscheinen. In gleicher Weise lassen sich bei Mischfarben Farbverfälschungen herbeiführen.
 
 
 
 
 
*) ultra und infra sind beides lateinische Vorsilben, die jenseits von (ultra) und unterhalb von (infra) bedeuten. Für elektromagnetische Wellenlägen in diesen Bereichen besitzt das Auge keine Sensorik.
 
www..de