Munsell-Farbsystem

In der Kolorimetrie ist das Munsell-Farbsystem ein Farbraum, der Farben basierend auf drei Farbdimensionen angibt: Farbton, Wert (Helligkeit) und Farbsättigung (Farbreinheit). Es wurde von Professor Albert H. Munsell im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts geschaffen und in den 1930er Jahren vom USDA als offizielles Farbsystem für die Bodenforschung übernommen.

Mehrere frühere Farbordnungssysteme hatten Farben in einen dreidimensionalen Farbkörper der einen oder anderen Form gebracht, aber Munsell war der erste, der Farbton, Wert und Chroma in wahrnehmbar einheitliche und unabhängige Dimensionen trennte, und er war der erste, der systematisch das darstellte Farben im dreidimensionalen Raum. Das Munsell-System, insbesondere die späteren Bezeichnungen, basiert auf strengen Messungen der visuellen Reaktion des Menschen auf Farbe und setzt diese auf eine experimentelle wissenschaftliche Grundlage. Aufgrund dieser Grundlage in der menschlichen visuellen Wahrnehmung hat das Munsell-System seine zeitgenössischen Farbmodelle überdauert, und obwohl es für einige Anwendungen von Modellen wie CIELAB (L * a * b *) und CIECAM02 abgelöst wurde, ist es heute noch weit verbreitet .

Erläuterung

Das System besteht aus drei unabhängigen Dimensionen, die zylindrisch in drei Dimensionen als unregelmäßige Farbe dargestellt werden können: Farbton, gemessen um horizontale Kreise; Chroma, gemessen radial nach außen von der neutralen (grauen) vertikalen Achse; und Wert, vertikal gemessen von 0 (schwarz) bis 10 (weiß). Munsell bestimmte den Abstand der Farben entlang dieser Dimensionen, indem er Messungen der menschlichen visuellen Reaktionen vornahm. In jeder Dimension sind die Munsell-Farben der Wahrnehmungsgleichheit so ähnlich, wie er sie machen könnte, was die resultierende Form ziemlich unregelmäßig macht. Wie Munsell erklärt:

Der Wunsch, eine gewählte Kontur, wie die Pyramide, den Kegel, den Zylinder oder den Würfel, zusammen mit einem Mangel an geeigneten Tests anzupassen, hat zu vielen verzerrten Aussagen über Farbbeziehungen geführt, und es wird offensichtlich, wenn die physikalische Messung von Pigmentwerten und Farbsättigungen erfolgt studiert, dass keine regelmäßige Kontur dienen wird.

– Albert H. Munsell, „Ein Pigment-Farbsystem und Notation“
Farbton
Jeder horizontale Kreis Munsell unterteilt sich in fünf Hauptfarben: Rot, Gelb, Grün, Blau und Purpur, zusammen mit 5 Zwischenfarben (z. B. YR) auf halbem Weg zwischen benachbarten Hauptfarben. Jeder dieser 10 Schritte, mit dem benannten Farbton mit der Nummer 5, wird dann in 10 Unterschritte aufgeteilt, so dass 100 Farbtöne ganzzahlige Werte erhalten. In der Praxis spezifizieren Farbdiagramme herkömmlicherweise 40 Farbtöne in Schritten von 2,5, die wie beispielsweise 10R bis 2,5YR fortschreiten.

Zwei Farben mit gleichem Wert und Chroma auf gegenüberliegenden Seiten eines Farbtonkreises sind komplementäre Farben und mischen sich additiv zu dem neutralen Grau mit dem gleichen Wert. Das Diagramm unten zeigt 40 gleichmäßig verteilte Munsell-Farbtöne, wobei die Komplemente vertikal ausgerichtet sind.

Wert
Der Wert oder die Helligkeit variiert vertikal entlang der Farbe, von Schwarz (Wert 0) unten bis Weiß (Wert 10) oben. Neutrale Grautöne liegen entlang der vertikalen Achse zwischen Schwarz und Weiß.

Mehrere Farbkörper vor Munsells aufgetragener Helligkeit von Schwarz auf der Unterseite bis zu Weiß auf der Oberseite, mit einem grauen Farbverlauf dazwischen, aber diese Systeme vernachlässigten, die Wahrnehmungshelligkeit über horizontale Schichten konstant zu halten. Stattdessen zeichneten sie vollgesättigtes Gelb (hell) und vollständig gesättigtes Blau und Violett (dunkel) entlang des Äquators.

Chroma
Chroma, radial von der Mitte jeder Scheibe gemessen, repräsentiert die „Reinheit“ einer Farbe (bezogen auf die Sättigung), wobei eine geringere Chroma weniger rein ist (mehr ausgewaschen, wie in Pastellen). Beachten Sie, dass es keine intrinsische Obergrenze für Chroma gibt. Verschiedene Bereiche des Farbraums haben unterschiedliche maximale Farbkoordinaten. Zum Beispiel haben hellgelbe Farben aufgrund der Natur des Auges und der Physik der Farbreize wesentlich mehr Chroma als helle Purpur. Dies führte zu einer breiten Palette von möglichen Chroma-Levels – bis hin zu den hohen 30s für einige Farbton-Wert-Kombinationen (obwohl es schwierig oder unmöglich ist, physische Objekte in Farben mit solch hohen Chromas zu erzeugen, und sie können nicht auf aktuellen Computer-Displays reproduziert werden). . Kräftige Volltonfarben liegen im Bereich von etwa 8.

Angeben einer Farbe
Eine Farbe wird vollständig angegeben, indem die drei Zahlen für Farbton, Wert und Chrominanz in dieser Reihenfolge aufgelistet werden. Zum Beispiel wäre ein Purpur von mittlerer Helligkeit und ziemlich gesättigt 5P 5/10 mit 5P, was die Farbe in der Mitte des violetten Farbtonbandes bedeutet, 5 / bedeutet mittleren Wert (Helligkeit) und einem Chroma von 10.

Geschichte und Einfluss
Die Idee, einen dreidimensionalen Farbkörper zur Darstellung aller Farben zu verwenden, wurde im 18. und 19. Jahrhundert entwickelt. Es wurden verschiedene Formen für einen soliden Körper vorgeschlagen, darunter eine Doppelpyramide von Tobias Mayer aus dem Jahre 1758, eine einzelne dreieckige Pyramide von Johann Heinrich Lambert aus dem Jahr 1772, eine Kugel aus dem Jahre 1810 von Philipp Otto Runge und eine Halbkugel von Michel Eugène Chevreul aus dem Jahre 1839 , ein Kegel von Hermann von Helmholtz im Jahr 1860, ein gekippter Würfel von William Benson im Jahr 1868, und ein schräger Doppelkegel von August Kirschmann im Jahr 1895. Diese Systeme wurden zunehmend raffinierter, wobei Kirschmann sogar den Unterschied zwischen den hellen Farben der verschiedenen erkennt Farben. Aber sie alle blieben entweder rein theoretisch oder stießen auf praktische Probleme bei der Anpassung aller Farben. Darüber hinaus beruhte keines auf einer strengen wissenschaftlichen Messung des menschlichen Sehvermögens; vor Munsell wurde die Beziehung zwischen Farbton, Wert und Chroma nicht verstanden.

Albert Munsell, ein Künstler und Professor für Kunst an der Massachusetts Normal Art School (heute Massachusetts College für Kunst und Design oder MassArt), wollte eine „rationale Art und Weise, Farbe zu beschreiben“ schaffen, die anstelle von Farbnamen Dezimalschreibweise verwenden würde er fühlte sich „töricht“ und „irreführend“, womit er seine Schüler über Farbe unterrichten konnte. Er begann 1898 mit der Arbeit an dem System und veröffentlichte es 1905 in A Color Notation in voller Form.

Die ursprüngliche Ausführungsform des Systems (der Atlas von 1905) hatte einige Mängel als eine physische Darstellung des theoretischen Systems. Diese wurden in dem Munsell Book of Color von 1929 und durch eine umfangreiche Reihe von Experimenten, die von der Optical Society of America in den 1940er Jahren durchgeführt wurden, signifikant verbessert, was zu den Notationen (Musterdefinitionen) für das moderne Munsell Book of Colour führte. Obwohl mehrere Ersetzungen für das Munsell-System erfunden wurden, aufbauend auf Munsells grundlegenden Ideen – einschließlich der Uniform Color Scales der Optical Society of America und der CIELAB (L * a * b *) und CIECAM02-Farbmodelle der Internationalen Beleuchtungskommission – das Munsell-System ist immer noch weit verbreitet, unter anderem von ANSI zur Definition von Haut- und Haarfarben für die forensische Pathologie, von USGS für die Anpassung von Bodenfarben, von Prothetik bei der Auswahl von Farbtönen für Zahnrestaurationen und von Brauereien für die Anpassung von Bierfarben.