Grundsätzliches
Ein ganz grosses und oft diskutiertes Problem ist die eigentliche Farbwiedergabe. Wie sollen die Farben abgebildet werden?
Was ist überhaupt eine korrekte Farbabmischung und Wiedergabe? Wie soll und muss ein astronomisches
Objekt wiedergeben werden. Dies ist eine interessante Frage, auf die es keine wirklich schlüssige und abschliessende
Antwort gibt. Es gibt aber einige Ansätze, die uns weiterhelfen können.
Die einzige uns zu Verfügung stehende Vorgabe ist das menschliche Sehen. Dieses ist aber wiederum für jede
Person etwas verschieden, was das ganze zusätzlich erschwert. Aber immerhin ist diese Wahrnehmung im Mittel recht
gut zu bündeln und so gibt es doch verlässliche Standards, wie ein Farbbild zu mischen ist. In diesem
Zusammenhang ist es natürlich auch wichtig, dass die spektralen Empfindlichkeiten der verschiedenen Zellen im Auge
berücksichtigt werden. Das Verhalten von
Eine Eigenart eines Farbaufnahmemediums ist es, dass sich die einzelnen Farbbereiche deutlich überlappen. Damit
erreicht man eine ausgewogenere Farbwiedergabe, Mit streng geteilten Farbbereichen erreicht man hingegen deutlichere
Grundfarben entsprechend den Filtern Rot, Grün und Blau. Die sich stark überlappenden Bereiche der
Farbaufnahmemedien sind weitgehend alle den Eigenschaften des Auges nachempfunden. Dies macht Sinn, weil man ja in der Regel auch ein Bild erreichen will, wie es auch von Auge gesehen wird. Nur in der technisch-wissenschaftlichen Fotografie sind ganz andere Aufnahmecharakteristiken gefordertt. Fabaufnahmemedien sind hier übrigens nicht nur CCD's, sondern auch der gute alte chemische Film oder zB. Farbröhren einer Filmkamera usw.
Das Hirn macht das gesehene Bild
Bevor man nun aber eine getreue Wiedergabe eines aufgezeichneten Bildes erstellen kann, muss man verstehen, wie das
überhaupt beim menschlichen Sehen passiert. Das ist gar nicht so einfach und verbirgt viele Fehlerquellen bei der
Farbabmischung eines Bildes. Die richtige Farbbalance ist nämlich gar nicht so einfach zu verstehen. Dies setzt die
Kentniss der Funktion Farbtemperatur voraus. Diese beschreibt das Verhältniss der einzelenen Farben einer Lichtquelle
zueinander und damit den Farbton eines Bildes. Mehr noch, es bestimmt auch "verbotene" Farben
Das menschliche Sehen hat sich im Licht unserer Sonne und Atmosphäre entwickelt. Im Hirn passiert nun automatisch und nahezu unbemerkt "vom Betrachter" eine Farbtemperaturanpassung. Dies lernt das Hirn bereits in den ersten Lebensjahren und ist eine wichtige Funktion der korrekten Wahrnehmung der Umgebung. Dies bewirkt, das unter jeder Lichtquelle ein weisses Blatt Papier als "Weiss" wahrgenommen wird, egal ob nun drei mal so viel rotes wie blaues Licht (zB. eine 40 Watt Birne) oder aber in einem grossen Schatten unter dem Licht des wolkenlosen Himmels (etwa doppelt so viel blaues wie rotes Licht) das Blatt betrachtet. Das Hirn gleicht das unbemerkt aus. Macht man zB. mit einer digitalen Kamera ohne automatische Farbkorrektur jeweils Bilder, so wird man schnell feststellen, dass das Weiss des Blattes je nach Lichtquelle von rötlichgelb bis Himmelsblau reichen würde.
ein Schwarzer Strahler als Referenz
Der sogenannte schwarze Strahler ist ein theoretsiches Stück Materie ohne eigene chemische Eigenschaften.
Man muss sich das so verstellen: jedes zum Glühen gebrachte Element (zB. Eisen) erzeugt eine typische Lichtemission
Ein ganz wichtiger Aspekt ist die Zusammensetzung dieses Lichtes, dass ja immer das gesammte sichtbare Spektrum einschliesst. Wie verhält sich der Anteil vom grünen Licht?! Dies liegt immer genau zwischen Rot und Blau! Die Farbtemperatur wird nun genau am Licht dieses Strahlers festgelegt, bzw kalibriert. Damit kann man nun jede Lichtquelle messen und bestimmen - jede Lichtquelle kann deshalb auch mit einfachen Filtern auf eine neutrale Wiedergabe konvertieren (dh. anpassen), so dass die drei Farben Rot, Grün und Blau gleich stark sind und ein weisses Baltt Papier auch mit wahrlich weissem Licht beleuchtet wird.
Menschliches Sehen und Farbtemperatur
Eine grosse Frage ist, ob sich das menschliche Sehen auch bei anderen Verhältnissen genau so entwickelt hätte.
Denn: die normale
Unsere Sonne hat nun eine etwas höhere Temperatur und damit auch höhere Farbtemperaur als
Abweichende Lichtquellen
Sterne sind in der Farbwiedergabe sehr einfach einzuordnen. Sie müssen eine Farbe sehr nahe der
Farbtemperaturskala von in etwa Sonnenuntergangsrot bis Himmelsblau haben. Andere Sternfarben gibt es vom Gesichtspunkt
der menschlichen Wahrnehmen aus gesehen schlicht nicht. Aber es gibt am Himmel auch eine andere Art von Lichtquellen,
die zudem nicht nur für Astrofotografen äusserst interessant sind: emittierende Nebel, vor allem Planetarische
und Diffuse Nebel! Diese senden das Licht nicht wie eine Sonne in einem kontinuierlichem Spektrum (also ein breites,
durchgehendes Leuchten in allen Wellenlängen) ab, sondern vorzugsweise in wenigen engen Wellenlängenbereichen.
Wir kennen viele solchen Objekte, auch visuell nutzen wir ja mit diversen Filter diese Eigenschaft. Das Problem ist nun aber,
dass diese typisch vorkommenden Wellenlängen einerseits nicht den Grundfarben entsprechen und schon
gar nicht mit einem Schwarzen Strahler zu vergleichen ist. Es ist deshalb eine wichtige Frage, wie das menschliche
Sehverhalten mit den vorgegebenen natürlichen Farbfiltern der Sehzellen davon gestört werden könnten.
Starke typische Lichtemissionen, die zwischen den Grundfarben liegen sind die beiden
Wie reagiert das menschliche Sehen?
Um diese Frage zu beantworten, muss man beantworten können, wie das menschliche Sehen auf solche Lichtquellen
reagieren würde. Nun, dies ist gar nicht so schwer, den es gibt tatsächlich in unserer normalen Umgebung solche
Lichtquellen, wenn diese auch nicht genau den astronomischen Nebeln entsprechen: Leuchtstoffröhren! Auch diese
Lichtquellen werden vom menschlichen Sehen so wahrgenommen, das ein Blatt Papier im Prinzip weiss bleibt. Was ist aber
daran nun besonders interessant? Eine Leuchtstoffröhre hat eine Intensitätszusammensetzung des Lichtes, die
klar von einem Schwarzen Strahler abweicht. Sie produziert nämlich deutlich mehr grünes Licht als
"erlaubt", dass heisst es liegt in der Intensität nicht genau zwischen Rot und Blau! Trotzdem
sehen wir eine mit Leuchtstoffröhren beleuchtete Szene nicht grünlich. Nur wenn wir mit der digitalen Kamera
wiederum ohne automatische Farbkorrektur ein Bild machen, wird es genau so grün wie es durch die
Beleuchtung eigentlich sein sollte.
Das menschliche Sehen korrigiert also die unterschiedlichsten Lichtquellen zu einer möglichst neutralen Lichtzusammensetzung. Dementsprechend sind die Farben aller Bilder nach diesem Muster abzumischen, sofern sie eine Wiedergabe entsprechend dem menschlichen Sehen entsprechen sollen. Doch wie soll und kann man dies nun auf astronomische Objekte anwenden? Letztlich muss der Verwendungszweck eines Bildes entscheiden. Soll es "einfach" einem ästhetischen Genuss entsprechen, so sind alle Regeln der irdischen Wiedergabe zu berücksichtigen. Soll es aber einer wissenschaftlichen Darstellung entsprechen, muss man dazu auch die notwendigen Regeln festlegen (so können mit Farben bestimmte Elemente oder Temperaturen hervorgehoben werden). Nur, solche Farbbilder entsprechen nicht dem menschlichen Sehen!
Lichtquellen in Konkurenz zueinander
In einem astronomischen Bild kommen die verschiedensten Lichtquellen nebeneinander vor! Eigentlich müsste ja
jeder Stern letztlich zu weiss gemischt werden. Warum aber sehen wir am Himmel trotzdem die Sterne in ihrer Eigenfarbe?
Ein ganz wesentlicher Punkt beim menschlichen Sehen ist der Umstand, dass für eine funktionierende Korrektur der Farbtemperatur eine genügende Gesamtintensität (Fläche und Helligkeit) vorhanden sein muss. Betrachtet man ein Lichtermeer einer Stadt aus Distanz, so wird man das Licht der vielen Fenster und Strassenlampen entsprechend ihrer Farbtemperatur sehen, meist gelblich von der Leuchtbirnen. Das Licht eines Fernsehers mit gegen 7000° (bzw. der beleuchtete Raum) ist bläulich. Interessant ist wiederum die Wiedergabe von Leuchtstoffröhren: diese sind in der Regel einfach weisslich! Einzig ein "warmes" oder "kaltes" Weiss wird wahrgenommen. Grün wird also auch bei gemischen Lichtverhältnissen fast immer unterdrückt. Eine wirklich interessante Eigenschaft des menschlichen Sehens.
Rückschlüsse auf die Bildwiedergabe
Als Amateuere machen wir normalerwesie Bilder fürs Gemüt ohne wissenschaftlichen Anspruch. Ein Bild soll also
das Objekt so zeigen, als könnte man das Objekt wirklich von Auge sehen. Daraus ergibt sich auch für ein
Bild astronomischer Objekte, das eine grüne Lichtquelle neutralisiert werden sollte.
Farbwiedergabe ist schon sehr schwierig.
Hinweis:
Wenn das Auge kein Licht mehr mit allen farbempfindlichen Zellen wahrnimmt, wird die Farbinformation in der Regel "ausgeschaltet" und
das Bild wird Schwarz/Weiss. Deshalb der Spruch, " in der Nacht sind alle Katzen grau" (früher gab es wohl noch nicht diese
Lichtfülle in der Nacht!). Die wahre Empfindlichkeit der einzelnen Farbzellen ist dabei übrigens nicht gleich: die "Grünen"
sind klar am empfindlichsten, die "Roten" und vor allem "Blauen" sind deutlich weniger empfindlich. Bei visueller
Betrachtung sehr heller Objekte (zB.