Die Farbe des Lichts: Umgebungslicht und Farbtemperatur

Der Farbeindruck, der durch Reflexion oder Transmission an einem Objekt entsteht, hängt auch von der Beleuchtung des Objekts ab. Daher wurden vom CIE bestimmte Lichtarten als Standards definiert.

Der zuvor beschriebene Versuchsaufbau der CIE mit der daraus entwickelten Ableitung reichen allerdings noch nicht aus, um Farben vollständig und eindeutig durch drei Zahlen zu beschreiben, denn nicht nur die spektralen Eigenschaften der Lichtquelle beeinflusst die Anmutung einer Farbe, sondern auch äußere Einflüsse – dazu gehören das Umgebungslicht, die Oberfläche des Mediums und unser Gedächtnis (selbst der Abstand des Beobachters von der Farbprobe ist ein entscheidender Faktor).

Früher Morgen • später Morgen • unter dem Licht einer Glühlampe • unter dem Licht einer Kaltlichtlampe.

Betrachten wir ein weißes Blatt Papier unter einer 60 Watt-Glühbirne, erscheint das Blatt unter der Glühbirne deutlich gelb. Geben wir unserem Gedächtnis nur ein paar Sekunden Zeit, sagen wir sofort, dass wir dasselbe Weiß sehen wie bei hellem Tageslicht. Unser Auge kalibriert sich unabläßlich auf veränderte Lichtbedingungen. Könnten wir das Blatt hingegen gleichzeitig im Tageslicht und unter Kunstlicht sehen, wäre der Farbunterschied prägnant.

Kelvin ist eine Maßeinheit für Temperaturen, wobei 0 Kelvin –273° Celsius entsprechen und ein Kelvin-Schritt einem Schritt auf der Celsius-Skala entspricht. Eine Lichtquelle mit 5000 Kelvin strahlt ein Spektrum aus, das einem auf 5000° Kelvin erhitzten Schwarzkörper entspricht. Stellen wir uns den Schwarzkörper als eine schwarze Röhre vor, die beim Aufheizen Licht abstrahlt (im Grunde genommen strahlt jedes Objekt Licht aus, wenn wir es nur genügend aufheizen). Wie bei Sternen oder geschmolzenem Metall erscheint der Körper mit steigender Temperatur immer blauer.

Kurz: Spektrale Verteilungen, in denen lange, rötliche Wellenlängen vorherrschen, weisen eine niedrige Farbtemperatur auf, während Verteilungen, in denen kurze, bläuliche Wellenlängen überwiegen, bilden hohe Farbtemperaturen.

Umgebungslicht – Lichtquellen
Kerzenlicht	2000° Kelvin
Sonnenaufgang und Sonnenuntergang	2500 Kelvin
Ganz normale Haushaltsglühbirne	3000 Kelvin
Tageslicht an einem sonnigen Tag	5500 Kelvin
Blitzlicht	6000 Kelvin
Bewölkter Himmel	7500 Kelvin
Blauer Himmel	12000 Kelvin

Die Farben, die wir bei einer vorgegebenen Lichtquelle sehen, variieren mit der Intensität der Lichtquelle, da sowohl Zapfen als auch Stäbchen gleichzeitig aktiv sind und jeweils unterschiedliche Farbenkurven aufweisen. Wenn das Licht nachläßt, übernehmen die Stäbchen mehr vom Sehen, so dass die Farbwahrnehmung sich mit der Intensität des Lichts ändert. Diesen Effekt gibt die Kruithof-Kurve wieder, die nach A. A. Kruithof benannt ist.

Unser Auge – besser die Verarbeitung der Farbsignale hinter unserem Sehaparat – gleich bis zu einem gewissen Ausmaß den Einfluss verschiedenartiger Lichtquellen aus. Nur so sind wir in der Lage, ein Objekt unter verschiedenen Lichtbedingungen immer wieder zu identifizieren. Aber die Entwickler der ersten Farbfilme waren sicher überrascht, als sie entdeckten, dass ihre Bilder einen Farbstich aufwiesen, je nachdem, ob sie in einem Innenraum beim Licht von Glühbirnen oder im Tageslicht aufgenommen wurden.

Farbe ist keine inhärente Eigenschaft eines Objekts, sondern die Empfindung der Energie, die ein Objekt ausgestrahlt oder reflektiert. Erst das Auge und das Gehirn verarbeiten diese Informationen zu einer Farbempfindung. Lichtquelle und Umgebung müssen also standardisiert sein, um reproduzierbare Bedingungen für das Farbsehen zu schaffen.

Die Lichtquelle oder Farbtemperatur ist von großer Bedeutung, so dass über die Jahre eine Vielzahl von Standard-Farbtemperaturen definiert wurde. Sie heißen kurz und knapp C (North Sky Daylight, 6774 Kelvin) oder D50 (Daylight 5000 Kelvin) oder so ähnlich. Eine Farbtemperatur mit der Bezeichnung D65 ist z.B. ein typisches Umgebungslicht für einen Computermonitor und entspricht einer Temperatur von 6500 Kelvin und ist deutlich blauer als D50.