Farbvalenz

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Die Farbvalenz eines Lichtstrahls ist eine physiologische Kenngröße. Sie beschreibt die Wirkung des Lichtstrahls auf die farbempfindlichen Sinneszellen des menschlichen Auges. Im Gegensatz zur Spektralverteilung, also der vollständigen Information über die im Lichtstrahl vorhandenen Spektralfarben, beschränkt sich die Farbvalenz auf die weniger umfangreiche und durch drei Zahlenwerte darstellbare Information, welche Farbwahrnehmung der Lichtstrahl im Auge auslöst.

Die Relation zwischen der menschlichen Farbwahrnehmung und den physikalischen Ursachen des Farbreizes wird durch das CIE-Normvalenzsystem beschrieben.

Die von den Farbrezeptoren des Auges erfasste Farbe hängt von der spektralen Zusammensetzung des Lichtstrahles ab. Lichtstrahlen mit gleicher spektraler Zusammensetzung lösen im Auge dieselbe Reizung der Rezeptoren aus. Da den unendlich vielen sichtbaren Wellenlängen des Lichts jedoch nur drei Arten von Farbrezeptoren des Auges gegenüberstehen, kann der Mensch nicht alle Kombinationen von Spektralfarben unterscheiden; es gibt daher Kombinationen von Spektralfarben, die voneinander verschieden sind, aber im Auge den gleichen Farbreiz und damit dieselbe Farbwahrnehmung auslösen. Allen Lichtstrahlen, die im Auge dieselbe Farbwahrnehmung erzeugen, wird dieselbe Farbvalenz zugeordnet – auch wenn sie spektral unterschiedlich zusammengesetzt sind (Metamerie). Lichtstrahlen gleicher Farbvalenz verhalten sich auch in additiven Farbmischungen gleich, haben hier also dieselbe Wertigkeit („Valenz“).

Farbvalenzen lassen sich als dreidimensionale Koordinaten bzw. Vektoren in einem Farbraum auffassen und entsprechend berechnen. Die Farbmetrik handelt von jenen Aussagen, die sich aus diesen Rechenregeln in Verbindung mit dem Gleichheits- oder Ungleichheitsurteil des Auges ableiten lassen. Insbesondere folgen daraus die Rechenregeln für die additive Farbmischung.

Die Bestimmung der Farbvalenz eines Lichtstrahls kann erfolgen durch:

  • unmittelbare Messung; dabei vergleicht ein Beobachter den Lichtstrahl mit einer additiven Mischung von Referenz-Farbvalenzen; die Farbempfindungseigenschaften des Beobachterauges gehen also unmittelbar in die Messung ein.
  • durch Rechnung; dabei wird die Farbvalenz aus der Spektralverteilung des Lichtstrahls ermittelt. Solche Rechenverfahren modellieren die farbphysiologischen Eigenschaften des Auges auf mathematische Weise.