Komplementärfarbe

Aus besserwiki.de
Komplementärfarben im RGB-Farbmodell.
Komplementärfarben im traditionellen RYB-Farbmodell.
Farben, die auf einem Farbkreis entgegengesetzt sind. Komplementärfarben in der gegensätzlichen Prozesstheorie.

Komplementärfarben sind Farbpaare, die sich bei Kombination oder Mischung gegenseitig aufheben (Farbton verlieren), indem sie eine Graustufenfarbe wie Weiß oder Schwarz erzeugen. Wenn sie nebeneinander stehen, bilden sie den stärksten Kontrast für diese beiden Farben. Komplementärfarben können auch als "Gegenfarben" bezeichnet werden.

Welche Farbpaare als komplementär gelten, hängt von der verwendeten Farbtheorie ab:

  • Die moderne Farbtheorie verwendet entweder das additive RGB-Farbmodell oder das subtraktive CMY-Farbmodell, und in diesen Modellen sind die komplementären Paare Rot-Cyan, Grün-Magenta und Blau-Gelb.
  • Im traditionellen RYB-Farbmodell sind die Komplementärfarbenpaare rot-grün, gelb-violett und blau-orange.
  • Die entgegengesetzte Prozesstheorie besagt, dass die kontrastreichsten Farbpaare Rot-Grün und Blau-Gelb sind.
  • Das schwarz-weiße Farbpaar ist allen oben genannten Theorien gemeinsam.
Goethes Farbenkreis zur Symbolisierung des menschlichen Geistes- und Seelenlebens von 1809

Komplementärfarbe (lateinisch complementum ‚Ergänzung‘) ist ein Begriff aus der Farbenlehre. Im strengen, wissenschaftlichen Sinn sind zwei Farbreize komplementär, wenn ihre Summe das volle Spektrum der weißen Lichtquelle ergibt, zwei Körperfarben dann, wenn die Summe ihrer Remissionskoeffizienten bei jeder Wellenlänge 1,0 ist. Farben, die sich additiv zu Weiß (oder mit dem Farbkreisel zu neutralem Grau) mischen lassen, haben diese Eigenschaft im Allgemeinen nicht und werden in der Farbmetrik kompensative Farbpaare genannt.

In verschiedenen Farbmodellen

Traditionelles Farbmodell

Das traditionelle Farbradmodell stammt aus dem 18. Jahrhundert und wird auch heute noch von vielen Künstlern verwendet. Jahrhundert und wird auch heute noch von vielen Künstlern verwendet. Dieses Modell bezeichnet Rot, Gelb und Blau als Primärfarben mit den primär-sekundären Komplementärpaaren Rot-Grün, Blau-Orange und Gelb-Violett.

In diesem traditionellen Schema enthält ein Komplementärfarbenpaar eine Primärfarbe (Gelb, Blau oder Rot) und eine Sekundärfarbe (Grün, Violett oder Orange). Das Komplement einer beliebigen Primärfarbe kann durch die Kombination der beiden anderen Primärfarben gebildet werden. Um zum Beispiel das Komplement von Gelb (einer Primärfarbe) zu erhalten, könnte man Rot und Blau kombinieren. Das Ergebnis wäre Violett, das auf dem Farbkreis direkt gegenüber von Gelb erscheint. In Anlehnung an das Modell des Farbkreises könnte man dann Gelb und Violett kombinieren, was im Grunde bedeutet, dass alle drei Primärfarben gleichzeitig vorhanden sind. Da Farben das Licht absorbieren, ergibt die Kombination aller drei Grundfarben eine schwarze oder graue Farbe (siehe subtraktive Farbe). In neueren Malhandbüchern werden die subtraktiven Grundfarben als Magenta, Cyan und Gelb bezeichnet.

Komplementärfarben können einige beeindruckende optische Effekte erzeugen. Der Schatten eines Objekts scheint etwas von der Komplementärfarbe des Objekts zu enthalten. Der Schatten eines roten Apfels zum Beispiel scheint ein wenig Blaugrün zu enthalten. Dieser Effekt wird oft von Malern kopiert, die leuchtende und realistische Schatten erzeugen wollen. Wenn Sie ein farbiges Quadrat über einen längeren Zeitraum (30 Sekunden bis eine Minute) anstarren und dann auf ein weißes Papier oder eine weiße Wand blicken, sehen Sie kurzzeitig ein Nachbild des Quadrats in seiner Komplementärfarbe.

Bei der partiellen Farbmischung erscheinen Komplementärfarben grau, wenn sie als winzige Punkte nebeneinander liegen.

Durch Licht erzeugte Farben

Das RGB-Farbmodell, das im 19. Jahrhundert erfunden und im 20. Jahrhundert voll entwickelt wurde, verwendet Kombinationen aus rotem, grünem und blauem Licht vor einem schwarzen Hintergrund, um die Farben zu erzeugen, die auf einem Computer- oder Fernsehbildschirm zu sehen sind. Im RGB-Modell sind die Primärfarben Rot, Grün und Blau. Die komplementären Primär-Sekundär-Kombinationen sind rot-cyan, grün-magenta und blau-gelb. Im RGB-Farbmodell ergibt das Licht von zwei Komplementärfarben, z. B. Rot und Cyan, bei voller Intensität weißes Licht, da zwei Komplementärfarben Licht mit dem gesamten Spektrum enthalten. Wenn das Licht nicht die volle Intensität hat, ist das resultierende Licht grau.

In einigen anderen Farbmodellen, wie z. B. dem HSV-Farbraum, liegen die neutralen Farben (Weiß, Grautöne und Schwarz) entlang einer zentralen Achse. Komplementärfarben (wie im HSV-Farbraum definiert) liegen sich auf jedem horizontalen Querschnitt gegenüber. Im CIE-Farbraum 1931 kann beispielsweise eine Farbe mit einer "dominanten" Wellenlänge mit einem Anteil der komplementären Wellenlänge gemischt werden, um eine neutrale Farbe (Grau oder Weiß) zu erzeugen.

Farbdruck

Im CMYK-Farbmodell ergeben die Primärfarben Magenta, Cyan und Gelb zusammen Schwarz, und die Komplementärpaare sind Magenta-Grün, Gelb-Blau und Cyan-Rot.

Wie die Malerei verwendet auch der Farbdruck subtraktive Farben, aber die Komplementärfarben sind andere als in der Malerei. Folglich gilt die gleiche Logik wie für die durch Licht erzeugten Farben. Beim Farbdruck wird das CMYK-Farbmodell verwendet, bei dem die Farben durch Überdrucken der Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz erzeugt werden. Im Druck sind die gebräuchlichsten Komplementärfarben Magenta-Grün, Gelb-Blau und Cyan-Rot. In Bezug auf Komplementär-/Gegenfarben liefert dieses Modell genau das gleiche Ergebnis wie das RGB-Modell. Schwarz wird bei Bedarf hinzugefügt, um die Farben dunkler zu machen.

In Theorie und Kunst

In der Farbtheorie

Die Wirkung, die Farben aufeinander haben, wurde schon in der Antike festgestellt. In seiner Schrift Über die Farben stellte Aristoteles fest, dass "wenn Licht auf eine andere Farbe fällt, diese durch die neue Kombination eine andere Farbnuance annimmt". Der heilige Thomas von Aquin hatte geschrieben, dass Purpur neben Weiß anders aussieht als neben Schwarz, und dass Gold gegen Blau auffälliger aussieht als gegen Weiß; der italienische Renaissance-Architekt und Schriftsteller Leon Battista Alberti stellte fest, dass zwischen bestimmten Farben wie Rot-Grün und Rot-Blau Harmonie (lateinisch: coniugatio, italienisch: amicizia) besteht; und Leonardo da Vinci beobachtete, dass die schönsten Harmonien zwischen Farben bestehen, die genau entgegengesetzt sind (retto contrario), aber niemand hatte eine überzeugende wissenschaftliche Erklärung, warum das so ist, bis zum 18.

Jahrhundert. 1704 entwarf Isaac Newton in seiner Abhandlung über Optik einen Kreis, der ein Spektrum von sieben Farben zeigte. In diesem Werk und in einem früheren Werk von 1672 stellte er fest, dass bestimmte Farben um den Kreis herum einander entgegengesetzt waren und den größten Kontrast boten; er nannte Rot und Blau, Gelb und Violett sowie Grün und "ein Purpur, das dem Scharlach nahe kommt".

In den folgenden Jahrzehnten verfeinerten die Wissenschaftler Newtons Farbkreis, so dass er schließlich zwölf Farben umfasste: die drei Primärfarben (Gelb, Blau und Rot), drei Sekundärfarben (Grün, Violett und Orange), die durch Kombination der Primärfarben entstehen, und sechs zusätzliche Tertiärfarben, die durch Kombination der Primär- und Sekundärfarben entstehen.

In zwei Berichten, die 1794 vor der Royal Society (London) verlesen wurden, prägte der in Amerika geborene britische Wissenschaftler Benjamin Thompson, Graf Rumford (1753-1814), den Begriff Komplementärfarbe, um zwei Farben zu beschreiben, die, wenn sie gemischt werden, Weiß ergeben. Bei photometrischen Experimenten zur Fabrikbeleuchtung in München stellte Thompson fest, dass im Schatten von gelbem Kerzenlicht, das durch Oberlicht beleuchtet wurde, eine "imaginäre" blaue Farbe entstand, ein Effekt, den er mit getönten Gläsern und pigmentierten Oberflächen in anderen Farben reproduzierte. Er stellte die Theorie auf, dass "zu jeder Farbe, ohne Ausnahme, unabhängig von ihrem Farbton oder ihrer Schattierung, oder wie auch immer sie zusammengesetzt sein mag, eine andere in perfekter Harmonie zu ihr existiert, die ihre Ergänzung ist und als ihr Begleiter bezeichnet werden kann". Er schlug auch einige mögliche praktische Anwendungen für diese Entdeckung vor. "Durch Experimente dieser Art, die leicht durchgeführt werden können, können Damen Bänder für ihre Kleider auswählen, oder diejenigen, die Räume einrichten, können ihre Farben nach den Prinzipien der vollkommensten Harmonie und des reinsten Geschmacks anordnen. Die Vorteile, die den Malern aus der Kenntnis dieser Prinzipien der Harmonie der Farben erwachsen könnten, sind zu offensichtlich, als dass sie dargestellt werden müssten.

Im frühen 19. Jahrhundert begannen Wissenschaftler und Philosophen in ganz Europa, das Wesen und die Wechselwirkung von Farben zu untersuchen. Der deutsche Dichter Johann Wolfgang von Goethe stellte 1810 seine eigene Theorie vor und erklärte, dass die beiden Grundfarben die am stärksten gegensätzlichen Farben sind, nämlich Gelb und Blau, die für Licht und Dunkelheit stehen. Er schrieb: "Gelb ist ein Licht, das durch Dunkelheit gedämpft wurde; Blau ist eine Dunkelheit, die durch Licht geschwächt wurde. Aus dem Gegensatz von Blau und Gelb entstand durch einen Prozess, der "Steigerung" oder "Vergrößerung" genannt wird, eine dritte Farbe, Rot. Goethe schlug auch mehrere Gruppen von Komplementärfarben vor, die sich gegenseitig "forderten". Nach Goethes Worten "verlangt" Gelb nach Violett, Orange nach Blau, Violett nach Grün und umgekehrt". Goethes Ideen waren sehr persönlich und standen oft im Widerspruch zu anderen wissenschaftlichen Untersuchungen, aber sie waren sehr populär und beeinflussten einige bedeutende Künstler, darunter J.M.W. Turner.

Etwa zur gleichen Zeit, als Goethe seine Theorie veröffentlichte, zeigte der britische Physiker, Arzt und Ägyptologe Thomas Young (1773-1829) durch Experimente, dass es nicht notwendig war, alle Farben des Spektrums zu verwenden, um weißes Licht zu erzeugen, sondern dass es möglich war, das Licht von nur drei Farben zu kombinieren: Rot, Grün und Blau. Diese Entdeckung war die Grundlage der additiven Farben und des RGB-Farbmodells. Er zeigte, dass es möglich war, Magenta durch die Kombination von rotem und blauem Licht zu erzeugen, Gelb durch die Mischung von rotem und grünem Licht und Cyan oder Blaugrün durch die Mischung von Grün und Blau. Er fand auch heraus, dass es möglich war, praktisch jede andere Farbe zu erzeugen, indem man die Intensität dieser Farben veränderte. Diese Entdeckung führte zu dem System, das heute zur Erzeugung von Farben auf einem Computer- oder Fernsehbildschirm verwendet wird. Young war auch der erste, der vorschlug, dass die Netzhaut des Auges Nervenfasern enthält, die für drei verschiedene Farben empfindlich sind. Dies war ein Vorläufer des modernen Verständnisses des Farbsehens, insbesondere der Erkenntnis, dass das Auge tatsächlich drei Farbrezeptoren besitzt, die für unterschiedliche Wellenlängenbereiche empfindlich sind.

Etwa zur gleichen Zeit, als Young die additiven Farben entdeckte, schlug ein anderer britischer Wissenschaftler, David Brewster (1781-1868), der Erfinder des Kaleidoskops, eine konkurrierende Theorie vor, der zufolge die wahren Primärfarben Rot, Gelb und Blau sind und die wahren Komplementärpaare Rot-Grün, Blau-Orange und Gelb-Violett sind. Dann löste ein deutscher Wissenschaftler, Hermann von Helmholtz (1821-1894), die Debatte, indem er zeigte, dass Farben, die durch Licht gebildet werden (additive Farben), und solche, die durch Pigmente gebildet werden (subtraktive Farben), in der Tat nach unterschiedlichen Regeln funktionieren und unterschiedliche Primär- und Komplementärfarben haben.

Andere Wissenschaftler befassten sich eingehender mit der Verwendung von Komplementärfarben. Im Jahr 1828 wies der französische Chemiker Eugene Chevreul im Rahmen einer Studie über die Herstellung von Gobelin-Wandteppichen zur Aufhellung der Farben wissenschaftlich nach, dass "die Anordnung von Komplementärfarben jeder anderen Harmonie der Kontraste überlegen ist". Sein 1839 erschienenes Buch De la loi du contraste simultané des couleurs et de l'assortiment des objets colorés, das zeigt, wie Komplementärfarben in allen Bereichen - von Textilien bis hin zu Gärten - eingesetzt werden können, wurde in Deutschland, Frankreich und England viel gelesen und machte die Komplementärfarben zu einem populären Konzept. Die Verwendung von Komplementärfarben wurde außerdem von dem französischen Kunstkritiker Charles Blanc in seinem Buch Grammaire des arts et du dessin (1867) und später von dem amerikanischen Farbtheoretiker Ogden Rood in seinem Buch Modern Chromatics (1879) propagiert. Diese Bücher wurden von den zeitgenössischen Malern mit großer Begeisterung gelesen, insbesondere von Georges Seurat und Vincent van Gogh, die die Theorien in ihren Gemälden umsetzten.

In der Kunst

1872 malte Claude Monet Impression, Sonnenaufgang, eine winzige orangefarbene Sonne und etwas orangefarbenes Licht, das sich auf den Wolken und dem Wasser inmitten einer dunstigen blauen Landschaft spiegelt. Dieses Gemälde, das durch die auffällige Verwendung der Komplementärfarben Orange und Blau besticht, gab der impressionistischen Bewegung ihren Namen. Monet war mit der Wissenschaft der Komplementärfarben vertraut und setzte sie mit Begeisterung ein. Er schrieb 1888: "Die Farbe wirkt eher durch Kontraste als durch die ihr innewohnenden Qualitäten....die Primärfarben wirken brillanter, wenn sie im Kontrast zu ihren Komplementärfarben stehen".

Orange und Blau wurden für alle impressionistischen Maler zu einer wichtigen Kombination. Sie alle hatten die neuesten Bücher über Farbtheorie studiert und wussten, dass Orange neben Blau beide Farben viel heller erscheinen lässt. Auguste Renoir malte Boote mit Streifen aus chromoranger Farbe direkt aus der Tube. Paul Cézanne verwendete Orange, das sich aus gelben, roten und ockerfarbenen Tönen zusammensetzt, vor einem blauen Hintergrund.

Vincent van Gogh war besonders für diese Technik bekannt; er schuf seine eigenen Orangen mit Mischungen aus Gelb, Ocker und Rot und platzierte sie neben Schrägstrichen aus Sienarot und Flaschengrün und unter einem Himmel aus turbulentem Blau und Violett. Er setzte auch einen orangefarbenen Mond und Sterne in einen kobaltblauen Himmel. Seinem Bruder Theo schreibt er, dass er "nach Gegensätzen von Blau und Orange, von Rot und Grün, von Gelb und Violett sucht, nach gebrochenen und neutralen Farben, um die Brutalität der Extreme zu harmonisieren, und versucht, die Farben intensiv zu machen, und nicht eine Harmonie von Grautönen".

Als er 1888 seinem Bruder Theo sein Gemälde Das Nachtcafé beschrieb, schrieb Van Gogh: "Ich wollte mit Rot und Grün die schrecklichen menschlichen Leidenschaften ausdrücken. Der Saal ist blutrot und blassgelb, mit einem grünen Billardtisch in der Mitte und vier zitronengelben Lampen mit orangefarbenen und grünen Strahlen. Überall ist es ein Kampf und ein Gegensatz zwischen den verschiedensten Rot- und Grüntönen".

Nachbilder

Wenn man eine einzelne Farbe (z. B. Rot) über einen längeren Zeitraum (etwa dreißig Sekunden bis eine Minute) anstarrt und dann auf eine weiße Fläche blickt, erscheint ein Nachbild der Komplementärfarbe (in diesem Fall Cyan). Dies ist einer von mehreren Nachbildeffekten, die in der Psychologie der visuellen Wahrnehmung untersucht wurden und im Allgemeinen auf eine Ermüdung bestimmter Teile des visuellen Systems zurückgeführt werden.

Im obigen Fall sind die Fotorezeptoren für rotes Licht in der Netzhaut ermüdet, wodurch ihre Fähigkeit, die Informationen an das Gehirn weiterzuleiten, beeinträchtigt wird. Bei der Betrachtung von weißem Licht werden die roten Anteile des Lichts, die auf das Auge treffen, nicht so effizient übertragen wie die anderen Wellenlängen (oder Farben), und das Ergebnis ist die Illusion, die Komplementärfarbe zu sehen, da das Bild nun durch den Verlust der Farbe, in diesem Fall Rot, verzerrt wird. Wenn die Rezeptoren Zeit haben, sich zu erholen, verschwindet die Illusion. Bei der Betrachtung von weißem Licht fällt immer noch rotes Licht auf das Auge (ebenso wie blaues und grünes), aber da die Rezeptoren für die anderen Lichtfarben ebenfalls ermüdet sind, wird das Auge ein Gleichgewicht erreichen.

Praktische Anwendungen

Die Verwendung von Komplementärfarben ist ein wichtiger Aspekt ästhetisch ansprechender Kunst und Grafikdesign. Dies gilt auch für andere Bereiche, wie z. B. kontrastierende Farben in Logos und in der Einzelhandelsauslage. Nebeneinander platziert, lassen Komplementärfarben sich gegenseitig heller erscheinen.

Komplementärfarben haben auch einen eher praktischen Nutzen. Da Orange und Blau Komplementärfarben sind, sind Rettungsinseln und Schwimmwesten traditionell orange, um den größten Kontrast und die beste Sichtbarkeit von Schiffen oder Flugzeugen aus über dem Meer zu gewährleisten.

Rote und blaue Brillen werden im Anaglyphen-3D-System verwendet, um 3D-Bilder auf Computerbildschirmen zu erzeugen.

Siehe auch

  • Komplementäre Wellenlänge
  • Invertiertes Spektrum
  • Gegenläufiges Verfahren

Externe Links

  • Isabelle Roelofs und Fabien Petillion, La couleur expliquée aux artistes, Editions Eyrolles, (2012), ISBN 978-2-212-13486-5.
  • John Gage, Couleur et Culture, Usages et significations de la couleur de l'Antiquité à l'abstraction, (1993), Thames and Hudson ISBN 978-2-87811-295-5
  • Philip Ball, Histoire vivante des couleurs (2001), Hazan Publishers, Paris, ISBN 978-2-754105-033
  • Goethe, Theorie der Farben, trans. Charles Lock Eastlake, Cambridge, MA: MIT Press, 1982. ISBN 0-262-57021-1

Anmerkungen und Zitate

Komplementärfarben nach RGB/CMY

In der folgenden Tabelle wird die Rechenvorschrift an den Grundfarben der RGB/CMY-Farbmischung verdeutlicht. Für die Werte R, G, B oder Y, M, C ergibt sich die entsprechende komplementäre Farbe jeweils durch Ergänzung auf 100 Prozent, in 8 Bit zur Hexadezimalzahl „FF“ und in 4 Bit zu „F“. Die Spiegelungsachse für Komplementärfarben ist das Neutralgrau, mit den dezimalen Werten {0,5;0,5;0,5} oder in 8 Bit als #808080, entsprechend in 4 Bit mit #888. Am Beispiel wird es deutlich: zur Webfarbe #3378F9 ist #CC8706 komplementär oder zu #99AA77 ist es #665588. Die Zahlenpaare müssen hexadezimal addiert immer den Wert „FFFFFF“ ergeben. Einfachster Rechenweg ist die XOR-Verknüpfung mit 0xFFFFFF.

Farbe Komplementärfarbe Wiedergabe in (Monitor-)RGB
Rot Cyan #FF0000 #00FFFF
Grün Magenta #00FF00 #FF00FF
Blau Yellow (=Gelb) #0000FF #FFFF00
Komplementärbeispiel 1 #3378F9 #CC8706
Komplementärbeispiel 2 #FF8800 #0077FF
Komplementärbeispiel 3 #8800FF #77FF00
Komplementärbeispiel 4 #99AA77 #665588
Komplementärfarbe Farbe komplementäre Benennung

Wirkung und Anwendung

Komplementärfarbige Schatten: Schattenfreier Hintergrund: blau und gelb bestrahlt. Linker Halbschatten: nur blau, nicht gelb, bestrahlt. Rechter Halbschatten: nur gelb, nicht blau, bestrahlt.
  • Der Komplementärkontrast wird zum einen durch das Nebeneinander von Komplementärfarben erzeugt. Zum anderen stellt er sich auch her zwischen einer beliebigen Farbe und deren Nachbild, das bei ihrer intensiven Betrachtung im Auge entsteht (Sukzessivkontrast).
  • Da komplementäre Farben sich in der Wahrnehmung gegenseitig überhöhen, werden Komplementärfarben auch häufig in der Werbung genutzt. Beispiel: Fleisch vor grünem oder Salat vor rötlichem Hintergrund sieht frischer aus.
  • Ein Komplementärkontrast kann die Farbrezeptoren des Auges und die nachgeschalteten Nervenzentren überreizen, was unter Umständen als unangenehm empfunden wird. Dies geschieht, wenn die Farbflächen hart aufeinanderstoßen, wie bei den Abbildungen unten, in denen die Farbfläche mit dem komplementärfarbigen Text darauf kontrastiert. Insbesondere wird ein Flimmern der Kanten verzeichnet. Als künstlerisches Stilmittel tritt der Effekt bei der in der Mitte des 20. Jahrhunderts aufgekommenen Hard-Edge-Malerei in Erscheinung.
  • Das Prinzip der Komplementärfarben findet praktische Anwendung bei Waschmitteln. Es werden Blausubstanzen zugesetzt, dadurch wird der Gelbstich (vergilben) verdrängt und die Wäsche erscheint weißer.
  • Eine weitere praktische Anwendung ist die grüne Kleidung von Operationspersonal in Krankenhäusern: Das verwendete Grün entspricht genau der Komplementärfarbe des roten Blutes. Somit wirkt auf das OP-Personal der Nachbildeffekt auf den grünen Flächen wesentlich weniger irritierend als dies auf andersfarbiger Kleidung der Fall wäre.
  • Wird ein Gegenstand gleichzeitig von zwei Lichtquellen komplementärer Farbe bestrahlt, so entstehen hinter ihm, wenn die Lichtquellen einen gewissen Abstand zueinander haben, zwei sich überschneidende komplementärfarbige Schatten, die von einem weiß erscheinenden Hintergrund umgeben sind.