Komplementärfarben

Komplementärfarben sind Farbpaare, die sich gegenseitig aufheben. Dies bedeutet, dass sie in Kombination eine Graustufenfarbe wie Weiß oder Schwarz erzeugen. Wenn sie nebeneinander platziert werden, erzeugen sie den stärksten Kontrast für diese speziellen zwei Farben. Aufgrund dieses auffälligen Farbzusammenstosses wird der Ausdruck gegenüberliegende Farben oft als geeigneter als „Komplementärfarben“ betrachtet.

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

Die moderne Farbtheorie verwendet entweder das RGB-additive Farbmodell oder das CMY-subtraktive Farbmodell, und in diesen sind die komplementären Paare Rot-Cyan, Grün-Magenta und Blau-Gelb.
Im traditionellen RYB-Farbmodell sind die komplementären Farbpaare rot-grün, gelb-lila und blau-orange.
Die gegnerische Prozesstheorie legt nahe, dass die am stärksten kontrastierenden Farbpaare rot-grün und blau-gelb sind.

In verschiedenen Farbmodellen

Traditionelles Farbmodell
Auf dem traditionellen Farbrad, das im 18. Jahrhundert entwickelt wurde und von Claude Monet und Vincent van Gogh und anderen Malern verwendet wurde und noch heute von vielen Künstlern verwendet wird, wurden die Grundfarben Rot, Gelb und Blau und die Primär-Sekundärfarbe angenommen komplementäre Paare sind rot-grün (Weihnachten), blau-orange (Westwood) und gelb-lila (Mesa High).

In der traditionellen Darstellung besteht ein komplementäres Farbpaar aus einer Grundfarbe (gelb, blau oder rot) und einer sekundären Farbe (grün, lila oder orange). Zum Beispiel ist Gelb eine Grundfarbe, und Maler können Violett machen, indem sie Rot und Blau mischen; Wenn also gelbe und violette Farbe gemischt werden, sind alle drei Grundfarben vorhanden. Da Farben durch die Absorption von Licht arbeiten, führt das Zusammenwirken aller drei Primärfarben zu einer schwarzen oder grauen Farbe (siehe subtraktive Farbe). In neueren Malbüchern sind die präziseren subtraktiven Primärfarben Magenta, Cyan und Gelb.

Komplementäre Farben können einige eindrucksvolle optische Effekte erzeugen. Der Schatten eines Objekts scheint einen Teil der Komplementärfarbe des Objekts zu enthalten. Zum Beispiel scheint der Schatten eines roten Apfels etwas blaugrün zu sein. Dieser Effekt wird oft von Malern kopiert, die mehr leuchtende und realistische Schatten erzeugen möchten. Auch wenn Sie lange Zeit auf ein Farbquadrat starren (dreißig Sekunden bis eine Minute) und dann auf ein weißes Papier oder eine Wand schauen, sehen Sie kurz ein Nachbild des Quadrats in seiner Komplementärfarbe.

Seite an Seite als winzige Punkte platziert, erscheinen die Komplementärfarben in partieller Farbmischung grau.

Farben, die mit Licht erzeugt werden
Das RGB-Farbmodell, das im 19. Jahrhundert erfunden wurde und im 20. Jahrhundert vollständig entwickelt wurde, verwendet Kombinationen von rotem, grünem und blauem Licht vor einem schwarzen Hintergrund, um die Farben auf einem Computermonitor oder einem Fernsehbildschirm zu sehen. 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 wird das Licht zweier komplementärer Farben, wie Rot und Cyan, kombiniert mit voller Intensität weißes Licht erzeugen, da zwei komplementäre Farben Licht mit dem vollen Spektrum des Spektrums enthalten. Wenn das Licht nicht vollständig intensiv ist, wird das resultierende Licht grau sein.

In einigen anderen Farbmodellen wie dem HSV-Farbraum liegen die neutralen Farben (weiß, grau und schwarz) entlang einer zentralen Achse. Komplementärfarben (wie in HSV definiert) liegen auf jedem horizontalen Querschnitt gegenüber. Zum Beispiel kann in dem CIE 1931-Farbraum eine Farbe einer „dominanten“ Wellenlänge mit einer Menge der komplementären Wellenlänge gemischt werden, um eine neutrale Farbe (grau oder weiß) zu erzeugen.

Farbdruck
Farbdruck, wie auch das Malen, verwendet ebenfalls subtraktive Farben, aber die Komplementärfarben unterscheiden sich von denen, die in der Malerei verwendet werden, weil sie das Licht maskieren. Als Ergebnis gilt die gleiche Logik wie für Farben, die durch Licht erzeugt werden. Beim Farbdruck wird das CMYK-Farbmodell verwendet, indem Farben durch Überdrucken von Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz erzeugt werden. Beim Drucken sind die am häufigsten verwendeten Komplementärfarben Magenta-Grün, Gelb-Blau und Cyan-Rot. In Bezug auf komplementäre / entgegengesetzte Farben liefert dieses Modell genau das gleiche Ergebnis wie das RGB-Modell. Bei Bedarf wird Schwarz hinzugefügt, um die Farben dunkler zu machen.

In Theorie und Kunst
Die Wirkung, die Farben aufeinander haben, war seit der Antike bekannt. Aristoteles bemerkte in seinem Essay über Farben: „Wenn Licht auf eine andere Farbe fällt, erhält es durch diese neue Kombination eine andere Farbnuance.“ Der heilige Thomas von Aquin hatte geschrieben, dass Purpur neben Weiß anders aussah als neben Schwarz, und dass Gold gegen Blau auffälliger wirkte als gegen Weiß; der italienische Renaissance-Architekt und Schriftsteller Leon Battista Alberti bemerkte, dass es eine Harmonie (coniugatio im Lateinischen und amicizia im Italienischen) zwischen bestimmten Farben wie rot-grün und rot-blau gebe; und Leonardo da Vinci bemerkte, dass die feinsten Harmonien diejenigen waren, die genau entgegengesetzt waren (reto contrario), aber niemand hatte eine überzeugende wissenschaftliche Erklärung, warum das bis zum 18. Jahrhundert so war.

Im Jahre 1704 entwarf Isaac Newton in seiner Abhandlung über die Optik einen Kreis, der ein Spektrum von sieben Farben zeigt. In dieser Arbeit und in einer früheren Arbeit im Jahre 1672 beobachtete er, dass bestimmte Farben um den Kreis herum einander gegenüberstanden und den größten Kontrast lieferten; er nannte Rot und Blau, Gelb und Violett, und Grün und „ein Purpur nah an Scharlach.“

In den folgenden Jahrzehnten verfeinerten Wissenschaftler Newtons Farbkreis und gaben ihm schließlich zwölf Farben: die drei Grundfarben (gelb, blau und rot); drei Sekundärfarben (grün, lila und orange), die durch Kombination von Primärfarben erzeugt werden; und sechs zusätzliche Farben, die durch die Kombination der Primär- und Sekundärfarben hergestellt werden.

Im Jahr 1793 prägte der in Amerika geborene britische Wissenschaftler Benjamin Thompson, Graf Rumford (1753-1814), den Begriff Komplementärfarben. Während er in einem Gasthaus in Florenz wohnte, experimentierte er mit Kerzen und Schatten und entdeckte, dass farbiges Licht und der Schatten des Lichts perfekt kontrastierende Farben hatten. Er schrieb: „Zu jeder Farbe, ausnahmslos, was auch immer sein Farbton oder Schatten sein mag, oder wie auch immer es zusammengesetzt sein mag, gibt es einen anderen in vollkommener Harmonie zu ihm, der sein Komplement ist, und man kann sagen, dass es sein Begleiter ist.“ Er bemerkte auch einige praktische Vorteile dieser Entdeckung. „Durch Experimente dieser Art, die leicht gemacht werden können, können Damen Bänder für ihre Kleider wählen, oder diejenigen, die Zimmer einrichten, können ihre Farben nach Grundsätzen der vollkommensten Harmonie und des reinsten Geschmacks ordnen. Die Vorteile, von denen Maler abstammen können.“ Ein Wissen über diese Prinzipien der Harmonie der Farben ist zu offensichtlich, um sie zu illustrieren. “

Im frühen 19. Jahrhundert begannen Wissenschaftler und Philosophen in ganz Europa, die Natur und Wechselwirkung von Farben zu untersuchen. Der deutsche Dichter Johann Wolfgang von Goethe stellte 1810 seine eigene Theorie vor und erklärte, dass die beiden Grundfarben diejenigen seien, die einander am stärksten gegenüberstehen, Gelb und Blau, die für Licht und Dunkelheit stehen. Er schrieb: „Gelb ist ein Licht, das von Dunkelheit gedämpft wurde; Blau ist eine Dunkelheit, die durch Licht geschwächt ist.“ Aus dem Gegensatz von Blau und Gelb, durch einen Prozess, genannt „Steigerung“, wurde eine dritte Farbe, rot, geboren. Goethe schlug auch mehrere Sätze von Komplementärfarben vor, die einander „verlangten“ Goethe, „Gelb“ fordert Violett; orange [fordert] blau; lila [fordert] grün; und umgekehrt. „Goethes Ideen waren sehr persönlich und stimmten oft nicht mit anderen wissenschaftlichen Forschungen überein, aber sie waren sehr beliebt und beeinflussten einige wichtige Künstler, einschließlich J. M. W. Turner.

Ungefähr 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; es könnte getan werden, indem das Licht von nur drei Farben kombiniert wird; 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; um Gelb zu schaffen, indem man rotes und grünes Licht mischt; und Cyan oder Blaugrün zu schaffen, indem man Grün und Blau mischt. Er fand auch heraus, dass es möglich war, durch Änderung der Intensität dieser Farben praktisch jede andere Farbe zu erzeugen. Diese Entdeckung führte zu dem System, das heute verwendet wird, um Farben auf einem Computer- oder Fernsehbildschirm zu erzeugen. Young war auch der erste, der vorschlug, dass die Netzhaut des Auges Nervenfasern enthält, die für drei verschiedene Farben empfindlich sind. Dies hat das moderne Verständnis des Farbensehens vorweggenommen, insbesondere die Feststellung, dass das Auge tatsächlich drei Farbrezeptoren hat, die für verschiedene Wellenlängenbereiche empfindlich sind.

Ungefähr zur gleichen Zeit, als Young additive Farben entdeckte, schlug ein anderer britischer Wissenschaftler, David Brewster (1781-1868), der Erfinder des Kaleidoskops, eine konkurrierende Theorie vor, dass die wahren Primärfarben Rot, Gelb und Blau seien und dass das Wahre komplementäre Paare waren rot-grün, blau-orange und gelb-lila. Dann löste ein deutscher Wissenschaftler, Hermann von Helmholtz (1821-1894), die Debatte, indem er zeigte, dass Farben, die durch Licht, additive Farben und durch Pigmente, subtraktive Farben, gebildet wurden, tatsächlich nach anderen Regeln funktionierten und unterschiedliche Primärfarben hatten und Komplementärfarben.

Andere Wissenschaftler untersuchten die Verwendung von Komplementärfarben genauer. 1828 zeigte der französische Chemiker Eugene Chevreul, der die Herstellung von Gobelin-Teppichen zur Aufhellung der Farben untersuchte, wissenschaftlich, dass „die Anordnung der Komplementärfarben jeder anderen Harmonie der Kontraste überlegen ist“. Sein Buch aus dem Jahr 1839 zu diesem Thema, das zeigt, wie komplementäre Farben in allen Bereichen von Textilien bis hin zu Gärten verwendet werden können, wurde in Deutschland, Frankreich und England häufig gelesen und gemacht Komplementärfarben ein beliebtes Konzept. Die Verwendung von Komplementärfarben wurde durch den französischen Kunstkritiker Charles Blanc in seinem Buch Grammaire des Arts et du Dessin (1867) und später durch den amerikanischen Farbtheoretiker Ogden Rood in seinem Buch Modern Chromatics (1879) bekannt gemacht. Diese Bücher wurden von zeitgenössischen Malern, insbesondere Georges Seurat und Vincent van Gogh, mit großer Begeisterung gelesen, die die Theorien in ihren Gemälden in die Praxis umsetzen.

In Kunst
Im Jahr 1872 malte Claude Monet Impression, Sunrise, eine winzige orangefarbene Sonne und etwas oranges Licht, das sich auf Wolken und Wasser in der Mitte einer verschwommenen blauen Landschaft spiegelte. Dieses Gemälde mit seiner auffälligen Verwendung der Komplementärfarben Orange und Blau gab der impressionistischen Bewegung seinen Namen. Monet kannte die Wissenschaft der Komplementärfarben und setzte sie mit Begeisterung ein. Er schrieb 1888: „Farbe macht ihren Einfluss eher aus Kontrasten als aus ihren inhärenten Qualitäten … die Primärfarben erscheinen brillanter, wenn sie im Kontrast zu ihren Komplementärfarben stehen.“

Orange und Blau wurden zu einer wichtigen Kombination für alle impressionistischen Maler. Sie alle hatten die neuesten Bücher über Farbtheorie studiert, und sie wissen, dass Orange neben Blau beide Farben viel heller machte. Auguste Renoir malte Boote mit Streifen aus Chromorange direkt aus der Tube. Paul Cézanne verwendete Orange, die aus einem Hauch von Gelb, Rot und Ocker vor blauem Hintergrund bestand.

Vincent van Gogh war besonders dafür bekannt, diese Technik zu verwenden; er schuf seine eigenen Orangen mit Mischungen von Gelb, Ocker und Rot, und legte sie neben den Schlitzen von Siena rot und flaschengrün, und unter einem Himmel des stürmischen blauen und violetten. Er legte auch einen orangefarbenen Mond und Sterne in einen kobaltblauen Himmel. Er schrieb an seinen Bruder Theo: „Suche nach Oppositionen von Blau mit Orange, von Rot mit Grün, von Gelb mit Lila, Suche nach gebrochenen Farben und neutralen Farben, um die Brutalität der Extreme zu harmonisieren und die Farben intensiv zu machen, und nicht a Harmonie der Grautöne. “

Van Gogh beschreibt sein Gemälde The Night Café 1888 an seinen Bruder Theo: „Ich versuchte, die schrecklichen menschlichen Leidenschaften mit Rot und Grün auszudrücken. Die Halle ist blutrot und blassgelb, mit einem grünen Billardtisch in der Mitte , und vier Lampen von Zitronengelb, mit Strahlen von Orange und Grün. Überall ist es eine Schlacht und Antithese der unterschiedlichsten Rot- und Grüntöne. “

Nachbilder
Wenn man eine einzelne Farbe (z. B. rot) für einen längeren Zeitraum anstarrt (ungefähr dreißig Sekunden bis eine Minute), dann schaut man auf eine weiße Fläche, und es erscheint ein Nachbild der Komplementärfarbe (in diesem Fall Cyan). Dies ist eine von mehreren in der Psychologie der visuellen Wahrnehmung untersuchten Nachwirkungen, die im allgemeinen der Ermüdung in bestimmten Teilen des visuellen Systems zugeschrieben werden.

In dem Fall oben sind die Photorezeptoren für rotes Licht in der Netzhaut ermüdet, was ihre Fähigkeit verringert, die Information an das Gehirn zu senden. Wenn weißes Licht betrachtet wird, werden die roten Anteile des auf das Auge auftreffenden Lichts nicht so effizient übertragen wie die anderen Wellenlängen (oder Farben), und das Ergebnis ist die Illusion der Betrachtung der Komplementärfarbe, da das Bild nun durch Verlust des Bildes vorgespannt ist Farbe, in diesem Fall rot. Wenn den Rezeptoren Ruhe gewährt wird, verschwindet die Illusion. Beim Blick auf das weiße Licht fällt immer noch rotes Licht auf das Auge (sowie Blau und Grün), aber da auch die Rezeptoren für andere Lichtfarben ermüden, wird das Auge ein Gleichgewicht erreichen.

Praktische Anwendungen
Die Verwendung von Komplementärfarben ist ein wichtiger Aspekt des ästhetisch ansprechenden Kunst- und Grafikdesigns. Dies gilt auch für andere Bereiche wie Kontrastfarben in Logos und Verkaufsdisplays. Wenn sie nebeneinander platziert werden, erscheinen Komplemente heller.

Komplementäre Farben haben auch mehr praktische Verwendung. Weil Orange und Blau Komplementärfarben sind, sind Rettungsinseln und Schwimmwesten traditionell orange, um den höchsten Kontrast und die beste Sichtbarkeit zu bieten, wenn sie von Schiffen oder Flugzeugen über dem Ozean gesehen werden.

Im Anaglyph 3D-System werden rote und cyanfarbene Gläser verwendet, um 3D-Bilder auf Computerbildschirmen zu erzeugen.