Der Helmholtz-Kohlrausch-Effekt (nach Hermann von Helmholtz und Rudolf Kohlrausch) ist ein entoptisches Phänomen, bei dem die intensive Sättigung des Spektraltons als Teil der Leuchtdichte der Farbe wahrgenommen wird. Dieser Helligkeitsanstieg durch Sättigung, der mit zunehmender Sättigung stärker wird, könnte besser als chromatische Helligkeit bezeichnet werden, da „weiße“ oder achromatische Helligkeit der Vergleichsstandard ist. Es erscheint sowohl in selbstleuchtenden als auch in Oberflächenfarben, obwohl es in Spektrallichtern am ausgeprägtesten ist.

Leichtigkeit
Selbst wenn sie die gleiche Leuchtkraft haben, erscheinen farbige Lichter für menschliche Beobachter heller als weißes Licht. Die Art und Weise, wie Menschen die Helligkeit der Lichter wahrnehmen, wird für alle unterschiedlich sein. Wenn die Farben gesättigter sind, interpretieren unsere Augen es als Luminanz und Chroma der Farbe. Dies lässt uns glauben, dass die Farben tatsächlich heller sind. Eine Ausnahme ist, wenn der menschliche Beobachter rot-grün farbenblind ist, können sie die Unterschiede zwischen der Helligkeit der Farben nicht unterscheiden. Bestimmte Farben haben keine signifikante Wirkung, jedoch erscheint jeder Farbton von farbigem Licht immer noch heller als weißes Licht mit der gleichen Leuchtdichte. Zwei Farben, die keinen Helmholtz-Kohlrausch-Effekt haben wie die anderen, sind grün und gelb.

Der Helmholtz-Kohlrausch-Effekt wird von der Betrachtungsumgebung beeinflusst. Dies umfasst die Umgebung des Objekts und die Beleuchtung, unter der das Objekt betrachtet wird. Der Helmholtz-Kohlrausch-Effekt funktioniert am besten in dunkleren Umgebungen, in denen keine anderen äußeren Faktoren die Farben beeinflussen. Zum Beispiel sind Theater deshalb alle dunkle Umgebungen.

Ein Beispiel für diesen Helligkeitsfaktor wäre, wenn verschiedene Farben auf einem grauen Hintergrund alle dieselbe Helligkeit hätten. Offensichtlich sehen die Farben anders aus, weil sie verschiedene Farben haben, nicht nur grau, aber wenn das Bild alle in Graustufen umgewandelt würde, würden alle Farben mit dem grauen Hintergrund übereinstimmen, weil sie alle die gleiche Helligkeit haben.

Helligkeit
Die Helligkeit wird am meisten von dem beeinflusst, was das Objekt umgibt. Mit anderen Worten, das Objekt kann je nach Umgebung heller oder dunkler aussehen. Darüber hinaus kann die Helligkeit je nach Objektfarbe auch anders aussehen. Zum Beispiel wird ein Objekt, das gesättigter ist, heller aussehen als dasselbe Objekt, das weniger gesättigt ist, selbst wenn sie die gleiche Leuchtdichte haben.

Der Unterschied zwischen Helligkeit und Helligkeit besteht darin, dass die Helligkeit die Intensität des Objekts unabhängig von der Lichtquelle ist. Helligkeit ist die Helligkeit des Objekts in Bezug auf das darauf reflektierte Licht. Dies ist wichtig, weil der Helmholtz-Kohlrausch-Effekt ein Maß für das Verhältnis zwischen beiden ist.

Helmholtz-Farbkoordinaten
Ähnlich dem Munsell Color System entwarf Helmholtz ein Koordinatensystem. Er verwendete die Prinzipien der Wellenlänge und Reinheit (Chroma) der Farbe für jeden Farbton, um den Ort zu beschreiben, an dem eine hohe Sättigung eine kleine Menge Weiß anzeigt.

Der Prozentsatz der Reinheit für jede Wellenlänge kann durch die folgende Gleichung bestimmt werden:

% P = 100x (S-N) / (DW-N)

Wobei% P der Prozentsatz der Reinheit ist, S ist der Punkt, der bewertet wird, N ist die Position des weißen Punkts und DW die dominante Wellenlänge.

Auswirkungen auf die Unterhaltungsindustrie
Für den Lichtnutzer ist es wichtig, dass er den Helmholtz-Kohlrausch-Effekt bei der Arbeit in Theatern oder an anderen Orten, an denen häufig Licht verwendet wird, kennt. Um den besten Effekt zu erzielen, um ihre Bühne oder ihr Theater zu beleuchten, müssen die Benutzer der Beleuchtung verstehen, dass die Farbe einen Einfluss auf die Helligkeit hat. Zum Beispiel kann eine Farbe heller als eine andere erscheinen, aber tatsächlich haben sie die gleiche Helligkeit. Auf der Bühne haben Nutzer die Möglichkeit, die farbigen Lichter durch Hinzufügen von Gelen viel heller als das weiße Licht erscheinen zu lassen. Dies tritt auf, obwohl Gele nur einen Teil des Lichts absorbieren können. Beim Beleuchten einer Bühne wählen die Benutzer der Beleuchtung Rot-, Rosa- und Blautöne, weil sie stark gesättigte Farben haben und sehr schwach sind. Wir sehen sie jedoch heller als die anderen Farben, weil sie am stärksten vom Helmholtz-Kohlrausch-Effekt betroffen sind. Wir nehmen wahr, dass die Farbe Weiß für uns nicht heller wirkt als einzelne Farben. LED-Leuchten sind ein gutes Beispiel dafür.

LEDs
Der Helmholtz-Kohlrausch-Effekt beeinflusst den Einsatz von LED-Leuchten in verschiedenen technologischen Praktiken. Die Luftfahrt ist ein Bereich, der auf den Ergebnissen des Helmholtz-Kohlrausch-Effekts beruht. Ein Vergleich von Runway-LED-Lampen und gefilterten und ungefilterten Glühlampen bei gleicher Leuchtdichte zeigt, dass die weiße Referenzglühlampe, um die gleiche Helligkeit zu erreichen, die doppelte Leuchtkraft der roten LED-Lampe haben muss, was darauf hindeutet, dass die LED leuchtet scheinen eine größere Helligkeit als die traditionellen Glühlampen zu haben. Eine Bedingung, die diese Theorie beeinflusst, ist das Vorhandensein von Nebel.

Ein anderes Feld, das dies nutzt, ist die Automobilindustrie. LEDs im Armaturenbrett und in der Instrumentenbeleuchtung sind für den Einsatz in mesopischer Leuchtdichte ausgelegt. In Studien wurde herausgefunden, dass rote LEDs heller als grüne LEDs erscheinen, was bedeutet, dass ein Fahrer in der Nacht rotes Licht vor den grünen Lichtern sehen könnte.