Untersuchung von Farbharmonien in der Webgestaltung

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1 FAKULTÄT FÜR ELEKTROTECHNIK, INFORMATIK UND MATHEMATIK Diplomarbeit Untersuchung von Farbharmonien in der Webgestaltung eingereicht von: Bianca Wittig Rhinstraße 5, Berlin Matrikelnummer: Paderborn, den 21. Dezember 2009 vorgelegt bei Prof. Dr. Gerd Szwillus und Prof. Dr.-Ing. Reinhard Keil

2 Ehrenwörtliche Erklärung Hiermit versichere ich, die vorliegende Arbeit ohne Hilfe Dritter und nur mit den angegebenen Quellen und Hilfsmitteln angefertigt zu haben. Alle Stellen, die aus den Quellen entnommen wurden, sind als solche kenntlich gemacht worden. Diese Arbeit hat in gleicher oder ähnlicher Form noch keiner Prüfungsbehörde vorgelegen. Paderborn, den 21. Dezember 2009 Bianca Wittig

3 Inhaltsverzeichnis I. Theoretischer Teil 1 1. Einleitung Motivation Zielsetzung der Arbeit Gliederung der Arbeit Physikalische Grundlagen Das Licht Das Spektrum Farbwahrnehmung Die Rezeptoren Die Verarbeitung der Farbreize Farbmischungsgesetze Die additive Mischung Die subtraktive Mischung Zusammenfassung Farbsysteme Bestimmungsfaktoren für Farbkreise Komplementärfarben Gleichabständigkeit Die grundlegenden Eigenschaften einer Farbe Das CIE-XYZ-Farbsystem Die Entwicklung der Normlichttafel Die Normlichtarten Die Eigenschaften Das RGB-Farbsystem Der Aufbau Die verschiedenen RGB-Farbräume Die Eigenschaften Das HS*-Farbsystem Der Aufbau Die Eigenschaften Das CMYK-Farbsystem Das Luv-Farbsystem Der Aufbau Delta E Die Eigenschaften Das Lab-Farbsystem

4 Inhaltsverzeichnis Der Aufbau Die Eigenschaften Das DIN99-Farbsystem Die Herleitung Der Aufbau Die Eigenschaften Zusammenfassung Farbharmonien Harmonie und Disharmonie Vorangegangene Harmonielehren Johann Wolfgang Goethe Wilhelm Ostwald Johannes Itten Zusammenfassung Die Harmoniekontraste Der Hell-Dunkel-Kontrast Der Winkelkontrast Der Bunt-Unbunt-Kontrast Der Quantitätskontrast Der Kalt-Warm-Kontrast Der Simultan- und der Sukzessivkontrast Der natürliche Kontrast Küppers Harmonielehre Aufbau einer Farbnuance Quantitative harmonische Farbwirkungen Qualitative harmonische Farbwirkungen Liedls Harmonielehre Die Methode des maximalen Kontrasts Dominanz einer Farbfamilie Die Winkelharmonien Einfache Winkelharmonien Triadische Winkelharmonien Winkelharmonien mit mehr als drei Farbfamilien Winkelharmonien durch Gewöhnung Zusammengesetzte Winkelharmonien Ergänzte Winkelharmonien Unterstützende Farbkombinationen Systematische Farbreihen Die chromatische Spiegelung Zusammenfassung Farbsymbolik Die Lieblingsfarben IV

5 Inhaltsverzeichnis 5.2. Die Bedeutungen der wichtigsten Farben Blau Rot Gelb Grün Orange Violett Weiß Grau Schwarz Abweichende Bedeutungen Zusammenfassung II. Praktischer Teil Verwandte Arbeiten Adobe kuler ColorSchemer Studio Color Scheme Designer ColorBlender ColorJack Zusammenfassung Die Konzeption Die Zielgruppen Aufgabenanalyse Die Farbkonvertierung Transformation zwischen srgb und XYZ Lineare Transformation Nicht-lineare Transformation Transformation von XYZ zu srgb Transformation von srgb zu XYZ Transformation zwischen XYZ und Lab Transformation von XYZ zu Lab Transformation von Lab zu XYZ Transformation zwischen Lab und DIN Transformation von Lab zu DIN Transformation von DIN99 zu Lab Die Farbkreise Das grundlegende Prinzip Der symmetrische und der harmonische Farbkreis Der Farbkreis nach Itten Der Lab- und der DIN99-Farbkreis V

6 Inhaltsverzeichnis Die Farbkreiswahl im Expertenmodus Die Farbkreiswahl im Schnellmodus Die Positionierung der Auswahlkreise der Farbkomponenten Änderung durch die Maus Änderung durch einen Schieberegler Änderung durch ein Textfeld Das Verwalten von Farbkomponenten Grundlegendes Prinzip Anpassung der Positionen Verwaltung der Löschen-Schaltflächen Die Farbharmonien Das grundlegende Prinzip bei einer Initiierung Anpassung der Farben bei Veränderungen der Basiswerte Begrenzung der Sättigungs- und Helligkeitsunterschiede Harmonische Farbkombinationen Der monochrome Kontrast Der analoge Kontrast Der komplementäre Kontrast Der triadische Kontrast Die Auffächerung Der tetradische Kontrast Der Fünfer Weitere Farbkombinationen Der Farbverlauf Die zufällige Farbkombination Die benutzerdefinierte Farbkombination Der Assistent Die Benutzeroberfläche Zusammenfassung Die Realisierung Die Paketstruktur Die Klassenstruktur Der Assistent Das Hauptprogramm Anwendungsbeispiele Zusammenfassung Resümee und Ausblick 105 VI

7 Teil I. Theoretischer Teil 1. Einleitung 1. Einleitung Das Internet ist im heutigen Leben stark integriert. Während es zu den Anfängen als Datenübertragungsmittel für statische Inhalte genutzt wurde, entwickelte es sich zusehends zur Präsentationsplattform der eigenen Interessen. Sei es aus beruflicher oder privater Hinsicht, die Möglichkeiten zur eigenen Darstellung sind vielfältig geworden. Ein ansprechender Aufbau der Internetpräsenz unterstützt dieses Vorhaben grundlegend. Neben dem Layout und der Typografie der Webseite spielen vor allem die Farben eine wichtige Rolle. Selbst wenn eine Webseite in Bezug auf die Bedienungsfreundlichkeit gut aufgebaut ist, kann sie bei falscher Wahl der Farben einen schlechten Eindruck hinterlassen. Da dies selten erwünscht ist, bildet eine harmonische Farbkombination oft die Grundlage für eine erfolgreiche Internetpräsenz Motivation Da eine harmonische Wahl der Farben nicht durch Zufall garantiert ist, wurden so genannte Harmonielehren entwickelt, die aus Farbenlehren entstanden sind. Schon Aristoteles beschäftigte sich mit dem Phänomen der Farben und versuchte diese in ein Schema einzuordnen. Bis heute finden Forschungen im Bereich der Farben statt und noch längst sind nicht alle erfassbar. Mit Goethe hielt die Harmonielehre ihren Einzug in die Farbenlehre, indem er die Farben in einen Farbkreis anordnete und harmonische Beziehungen zwischen diesen bestimmte. Genau wie die Farbenlehre entwickelten sich verschiedene Harmonielehren, in denen sich die Wahrscheinlichkeiten für harmonische Farbkombinationen stetig erhöhen. So wäre es sinnvoll, wenn es ein Werkzeug gäbe, das unter Berücksichtigung der neuen Harmonielehren Farben harmonisch miteinander kombiniert. Dabei sollte es dem Benutzer möglichst viel Freiraum für individuelle Anpassungen gewähren, aber insofern beschränken, dass Disharmonien gering ausfallen Zielsetzung der Arbeit Das Ziel dieser Arbeit ist die Realisierung eines Programms zur Findung harmonischer Farbkombinationen. Die neuen Harmonielehren sollen als Grundlage für dessen Umsetzung dienen, sodass zunächst die aktuelle Literatur gesichtet werden muss. Aus dieser werden Farbharmonieregeln abgeleitet, die in dem Programm, welches den Namen ColorSinfony trägt, Verwendung finden. Die Ergebnisse sollen mit den aktuellen Entwicklungen in der Farbforschung kombiniert werden. So werden verschiedene Farbordnungssysteme, auch kurz Farbsysteme oder -räume genannt, betrachtet, die Farben mittels Koordinaten in einen mehrdimensionalen kartesischen Raum anordnen. Diese sollen ebenfalls in dem Werkzeug erfasst sein und die Möglichkeiten für harmonische Farbkombinationen erweitern, da jedes Farbsystem die Farben anders anordnet. Daneben werden 1

8 1. Einleitung physikalische Grundlagen, die für das Verständnis dieser Diplomarbeit erforderlich sind, erklärt. Die so entstehenden Ergebnisse der Theorie werden im Konzept zusammengefasst und für die Realisierung von ColorSinfony verwendet Gliederung der Arbeit Diese Diplomarbeit ist in zwei Bereiche aufgeteilt. Der theoretische Teil bildet die Grundlage für das umzusetzende Programm und ist dementsprechend stark ausgeprägt. In diesem sind zunächst, nach diesen einleitenden Worten, im Abschnitt 2 die physikalischen Grundlagen vorgestellt, indem die für diese Arbeit wichtigsten Bereiche erklärt sind. Im darauf folgenden Kapitel 3 sind die verschiedenen Farbsysteme beschrieben. Dabei werden lediglich diejenigen berücksichtigt, die besonders anerkannt oder am fortschrittlichsten sind. Der Abschnitt 4 ist der Hauptteil des ersten Bereichs. Hierin sind die allgemeinen Farbkontraste und die neuen Harmonielehren beschrieben. Diese Arbeit beschränkt sich dabei auf die Lehren von Roman Liedl und Harald Küppers. Neben den physikalischen Grundlagen beeinflusst die Psychologie die Farbwahrnehmung, sodass ebenfalls die Farbsymbolik in Kapitel 5 berücksichtigt ist. Dies stellt gleichzeitig den letzten Abschnitt des ersten Teils dar. Der zweite Teil beginnt mit dem Vergleich von verwandten Werkzeugen in Kapitel 6. Dabei sind Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen ColorSinfony und vorhandenen Programmen, die dem sehr ähnlich sind, aufgezeigt. Daraufhin folgt eine kurze Analyse der Zielgruppen im Abschnitt 7.1. Mit deren Ergebnis und denen des theoretischen Teils wird das Konzept im Kapitel 7 für das Werkzeug verfasst. Darin sind die zu implementierenden Funktionalitäten, die sich aus der Theorie ergeben haben, beschrieben. Daneben wird ebenfalls die Benutzeroberfläche skizziert. Im anschließenden Kapitel 8 wird die Struktur der implementierten Klassen beschrieben, die für das Werkzeug umgesetzt wurden. Abschließend werden die Arbeit und deren Ergebnisse zusammengefasst und ein Ausblick auf Erweiterungsmöglichkeiten gegeben. 2

9 2. Physikalische Grundlagen 2. Physikalische Grundlagen Um die Farbsysteme und den Aufbau der Harmonielehren zu verstehen, ist ein grundlegendes Verständnis der Optik und damit einhergehend des Farbsehens unerlässlich. Im Folgenden werden daher die physikalische Betrachtung des Lichts und die physiologische Farbwahrnehmung erklärt. Da dies in der heutigen Literatur oft behandelt worden ist, wird innerhalb dieser Arbeit lediglich auf das Wesentliche eingegangen. Die Ausführungen beruhen auf [Kla08] und [Kom06] Das Licht Physikalisch betrachtet ist Licht zunächst eine farblose Energiestrahlung, welche aus extrem kleinen Teilchen, den so genannten Photonen, besteht. Diese bewegen sich wellenförmig und mit Lichtgeschwindigkeit fort. Die dabei entstehende Wellenlänge beschreibt den Abstand zwischen zwei Wellenbergen. Liegt die Wellenlänge zwischen etwa 380 und 780 nm 1, so ist das Licht sichtbar. Innerhalb dieses Intervalls bestimmen sie die Empfindung des Farbtons und beschreiben somit die Farbnuance. Energiestrahlen, die außerhalb dieses Bereiches liegen, können vom menschlichen Auge nicht erfasst werden. Dies sind unter anderem Wärme- oder Funkstrahlen. Demgegenüber verhält sich die Frequenz, eine weitere Eigenschaft der Energiestrahlung, indirekt proportional zur Wellenlänge, denn diese beschreibt die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit. Je größer diese ist, umso mehr Schwingungen treten pro Zeiteinheit ein und umso kleiner ist die Wellenlänge. Die letzte Eigenschaft ist die Schwingungsweite, welche die Höhe eines Wellenberges erfasst und die Intensität der Energiestrahlung beschreibt. Dies wird als Helligkeit wahrgenommen. Je größer die Schwingungsweite ist, umso heller ist die jeweilige Farbe. Oft wird die Helligkeit mit Hilfe eines Vergleich mit den so genannten unbunten Farben von Schwarz bis Weiß bestimmt Das Spektrum Das Licht, welches zunächst farblos ist, kann durch Brechung, der so genannten Dispersion, in verschiedene Wellenlängen zerlegt werden. Schon Newton führte diesen Versuch durch, indem er es durch ein Prisma leitete und als Ergebnis ein Regenbogen entstand, in dem fast alle möglichen Farben enthalten waren. Heutzutage ist bekannt, dass jede Wellenlänge einen anderen Brechungsfaktor besitzt, sodass langwelliges Licht am wenigsten und kurzwelliges am stärksten gebrochen wird. So entsteht das Spektralband, wie es in Abbildung 1 dargestellt ist. Bei der Betrachtung ist zu beachten, dass nicht jeder Monitor beziehungsweise jeder Drucker in der Lage ist, jede Farbe darzustellen, sodass das Spektrum verfälscht sein könnte. Des Weiteren können unterschiedliche Lichtquellen, wie Tages- oder Kunstlicht, abweichende Farben erzeugen, da die Wellenlängen mancher Farbtöne nicht enthalten sind. 1 Nanometer = Milliardstel Meter 3

10 2. Physikalische Grundlagen Abb. 1: Spektralband [Zaw09] Im Spektrum sind vor allem fünf bunte Farben zu erkennen. Dies sind Violett, Cyanblau, Grün, Gelb und Orangerot. Purpurrot bildet eine Ausnahme und hat keinen eigenen Wellenbereich, da die Farbe nur wahrgenommen werden kann, wenn kurz- und langwelliges Licht aufeinander treffen. Diese liegen jedoch jeweils am Rand des Spektrums und können nur gemischt werde, wenn diese verbunden sind. Da die Farben jedoch immer linear angeordnet sind, können diese Farbe und deren Mischungen so nicht dargestellt werden. Die wichtigsten Farben sind in drei Kategorien eingeteilt. Die Primärfarben, auch Grund- oder Urfarben genannt, sind die Farben, aus denen alle anderen Farbtöne hervor gehen können. Die direkt gemischten Farben aus den Primärfarben werden Sekundärfarben genannt. Werden alle drei Primärfarben vereint, so entsteht die so genannte Tertiärfarbe Farbwahrnehmung Um Farbe wahrzunehmen, muss das Licht zunächst auf einen Körper treffen, welcher durch seine Oberflächenbeschaffenheit bestimmte Wellenlängen durchlässt beziehungsweise reflektiert und andere absorbiert. Die vom Körper ausgehende Strahlung gelangt auf die Netzhaut des Auges und ruft in den lichtempfindlichen Zellen einen Farbreiz hervor, sodass eine Reizanregung geschaffen wird. Dieser wird je nach Physiologie des Auges in für das Gehirn verarbeitbare Signale, die so genannte Farbvalenz, umgewandelt, die die Farbreize bewertet und somit die farbige Wirkung einer Strahlung beschreibt. Da die Farbvalenz im Gehirn erst zu einer Farbwahrnehmung führt, wird diese von psychologischen und kulturellen Faktoren beeinflusst, sodass die Empfindung von Farben stets subjektiv erfolgt Die Rezeptoren Für das Farbsehen sind die Zapfen zuständig, die jeweils für eine der Primärfarben empfindlich sind. In der folgenden Abbildung 2 sind die Empfindlichkeitsbereiche der Zäpfchen dargestellt. Die t-zäpfchen sind für den kurzwelligen, die d-zäpfchen für den mittleren und die p-zäpfchen für den langwelligen Wellenbereich zuständig. 4

11 2. Physikalische Grundlagen Abb. 2: Empflindlichkeitskurve der Zäpfchen Die Primärfarben liegen jeweils in den Empfindungsmaxima. Auffällig dabei ist, dass das Maximum des Rots sich im gelben Bereich des Spektrums befindet. Die Erklärung hierzu würde zu tief gehen, sodass es als ausreichend betrachtet wird, dass die Absorptionskurve entsprechend verschoben wird. Ausführlichere Erläuterungen liefert [Zaw09]. Des Weiteren ist heutzutage bekannt, dass die Maxima individuell gering verschieden sein können und so reagieren die Zäpfchen von Mensch zu Mensch auf unterschiedliche Primärfarben, die jedoch nur leicht von dem Durchschnitt abweichen. Die Stäbchen sind empfindlicher und für das Erfassen der Helligkeitsunterschiede zuständig. Sie besitzen keine spektrale Empfindlichkeit und sind demnach nicht empfänglich für bunte Farben. Diese sind vor allem bei schwacher Beleuchtung aktiv, sodass der Mensch bei geringer Lichtintensität lediglich die Helligkeitsunterschiede und keine Farbtöne mehr wahrnehmen kann Die Verarbeitung der Farbreize Fraglich ist, wie die Farbreize eindeutig verarbeitet werden. Dazu wurden mehrere Theorien veröffentlicht, die sich mit der Farbwahrnehmung befassen. Die folgenden Aussagen orientieren sich vor allem an [Kup05] und [Str05]. Schon der Physiker Thomas Young stellte 1807 die so genannte Dreifarbentheorie auf, die besagt, dass alle Farben aus den drei Primärfarben hergestellt werden können. Helmholtz und Maxwell führten diese Theorie fort, indem sie erkannten, dass aus drei unterschiedlichen Lichtstrahlen jede Farbnuance gemischt werden kann. Erst 1886 konnte Arthur König die Existenz der drei Rezeptor- Zellen in einem Experiment nachweisen. Ewald Hering entdeckte daraufhin jedoch, dass, ausgehend von den Grundfarben Rot, Grün und Blau, kein grünliches Rot oder rötliches Grün existiert. Diese Farben können, genauso wenig wie Blau und Gelb, nicht vereint werden, vielmehr heben sie einander auf, sodass die jeweilige Tertiärfarbe entsteht. So wurde die Gegenfarbentheorie gegründet, indem er jeweils die Farben Grün und Rot und genauso Blau und Gelb gegenüberstellte. Für die achromatischen Farben stehen sich Weiß und Schwarz gegenüber. Diese gegensätzlichen Theorien wurden 1923 von Kries in seiner so genannten Zonentheorie ver- 5

12 2. Physikalische Grundlagen eint. Die Verarbeitung der Rezeptoren ordnet er der Dreifarbentheorie zu und die Gegenfarbentheorie beschreibt die neurologische Weiterleitung zum Gehirn, dabei werden die drei Farben zu Gegenfarbkanäle zusammengefasst. Diese Theorie ist heutzutage weit verbreitet und bildet die Grundlage des aktuellen Farbverständnisses Farbmischungsgesetze Die drei Primärfarben, die im zunächst farblos erscheinenden Licht enthalten sind, werden je nach Materialität und Beschaffenheit der Körper auf unterschiedliche Weise gemischt. Dabei werden die verschiedenen so genannten Farbmischungsgesetze angewendet Die additive Mischung Die additive Farbmischung findet bei bunten Lichtstrahlen, den Lichtfarben, statt. Dafür wird das Licht durch bunte Filter geleitet, die lediglich bestimmte Wellenlängen durchlassen. Die Primärfarben sind in diesem Fall Rot, Grün und Blau. Die Sekundärfarben entstehen folgendermaßen: Rot + Grün = Gelb Grün + Blau = Cyan Blau + Rot = Magenta Abb. 3: Additive Farbmischung Werden alle drei Primärfarben miteinander gemischt, so entsteht Weiß. Die unbunte Farbe Schwarz ist dann erkennbar, wenn kein Licht vorhanden ist. Überlappen sich mehrere Lichtstrahlen so überlagern sich deren Wellenlängen und werden addiert, sodass die resultierende Farbnuance heller erscheint als diejenigen, die lediglich aus einer Grundfarbe bestehen. Dieses Verfahren wird vor allem bei Fernsehern und Bildschirmen verwendet, sodass es auch insbesondere für das Webdesign wichtig ist Die subtraktive Mischung Bei der subtraktiven Farbmischung entsprechen die Primärfarben den Sekundärfarben der additiven Mischung, also Gelb, Cyan und Magenta. In diesem Fall und zur besseren Unterscheidung zu den Lichtfarben werden diese Grundfarben Körperfarben genannt. Der Grund liegt in der Entstehung der Farben, denn die Lichtfarben treffen zunächst auf eine Oberfläche eines Gegenstandes und werden von ihm reflektiert beziehungsweise absorbiert. Die entstehenden Strahlen werden nun nach der subtraktiven Farbmischung wie folgt gemischt: Gelb + Magenta = Rot Gelb + Cyan = Grün Cyan + Magenta = Blau Abb. 4: Subtraktive Farbmischung 6

13 2. Physikalische Grundlagen Die Tertiärfarbe ist Schwarz, sodass Weiß als Grundlage dient. Jedoch entsteht kein reines Schwarz sondern vielmehr ein dunkles Braun, sodass oft als vierte Grundfarbe Schwarz hinzugefügt wird, wie es beispielsweise beim Druck und in der Fotografie üblich ist. Durch die oben genannte Absorption von Primärfarben werden die Lichtstrahlen reduziert und somit subtrahiert. Dies bedeutet, dass gemischte Farben stets dunkler als die reinen Grundfarben sind Zusammenfassung In diesem Kapitel wurden die physikalischen Grundlagen erklärt, die für das Farbverständnis elementar sind. Dabei wurde verdeutlicht, dass jede Farbe im Licht enthalten ist, die im Spektrum angeordnet sind. Die Verarbeitung des Lichts findet zunächst objektiv durch die Zäpfchen und Stäbchen, die für das Farbsehen beziehungsweise Hell-Dunkel-Empfinden zuständig sind, statt. Die farbliche Empfindung entsteht jedoch erst im Gehirn und ist somit subjektiver Natur. Daraufhin wurden zwei Farbmischungsgesetze vorgestellt, die jeweils auf unterschiedliche physikalische Grundlagen beruhen und dementsprechend verschiedene Primärfarben aufweisen. 7

14 3. Farbsysteme 3. Farbsysteme Um die Gesamtheit der Farben zu verstehen, sind sie in verschiedenen Ordnungssystemen eingegliedert. Die Möglichkeiten der Anordnung sind dabei vielfältig. So können sie sich auf einer Geraden befinden oder sind in einem so genannten Farbkreis angeordnet. Letzterer ist vor allem in den Harmonielehren weit verbreitet, wie es im Kapitel 4 ersichtlich wird, da einfache geometrische Beziehungen verwendet werden und diese innerhalb eines Farbkreises leicht erkennbar sind. Des Weiteren ist es heutzutage üblich die Farben innerhalb eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems anzuordnen. Die Koordinaten beschreiben den Aufbau einer Farbnuance, deren Position im Farbraum als Farbort bezeichnet wird. Alle möglichen Farborte bilden zusammen den so genannten Farbkörper des Farbraums. Farbsysteme werden gemäß [Kom06] des Weiteren in drei verschiedene Arten unterteilt: 1. Farbmischungsysteme: Die Koordinaten beruhen auf den Primärfarben der additiven beziehungsweise subtraktiven Farbmischung. Dies sind zum Beispiel das RGB- und das CMYK-Farbsystem, die in den Unterabschnitten 3.3 und 3.5 beschrieben sind. 2. Farbauswahlsysteme: Bestimmte Farben eines Bildes werden in eine Farbtabelle oder -palette übertragen. Diese Art ist innerhalb dieser Diplomarbeit nicht relevant. 3. Farbmaßsysteme: Diese Farbsysteme wurden auf Grundlage der Farbwahrnehmung aufgebaut. Dies sind innerhalb dieser Arbeit das CIE-L*u*v*-, CIE-L*a*b* und DIN99-Farbsystem, die in den Unterabschnitten 3.6 ff. erklärt sind. Letztere Farbsysteme entstanden im Zuge der so genannten Farbmetrik, welche auch als Farbmessung bezeichnet wird. Diese unterteilt sich in die niedere und die höhere Farbmetrik. Erstere setzt sich folglich [Kla08] mit der technischen Charakterisierung einer Farbempfindung auseinander. Das bedeutet, dass die Farbzusammensetzung einer Farbnuance zum einen experimentell erfolgt und zum anderen durch die Primärfarben der additiven Farbmischung entsteht. So entsteht die so genannte Normlichttafel, die im Abschnitt ausführlicher beschrieben wird. Durch die Transformation dieser werden dreidimensionale Farbräume abgeleitet, die die wahrgenommenen Unterschiede zwischen zwei Farben geometrisch erfassen, was die höhere Farbmetrik beschreibt. Dieses Kapitel befasst sich mit den aktuellen und wichtigsten Farbsystemen, die für einen Farbkreis zur Anwendung von Harmonielehren in Frage kommen. Dafür werden zunächst dessen Bestimmungsfaktoren erklärt, um anhand derer die Farbsysteme zu klassifizieren. Dabei werden zuerst Farbräume präsentiert, die sich nur bedingt für Harmonielehren eignen, jedoch umso wichtiger für die Transformationen zwischen den Farbsystemen beziehungsweise für die Darstellung am Monitor sind. Daraufhin werden für Farbkreise nutzbare Farbsysteme vorgestellt. Neben Farbmaßsystemen wird der HSB-Farbraum vorgestellt, der ähnlich den Farbmischungssystemen quantitativ aufgebaut ist, jedoch verwendet dieser die Farbeigenschaften, auf denen gesondert in eingegangen wird. Die Ausführungen entsprechen denen von [Kom06] und [Kla08]. Verwendete Formeln wurden [Bur05] entnommen. 8

15 3. Farbsysteme 3.1. Bestimmungsfaktoren für Farbkreise Gute und unter anderem für Harmonielehren nutzbare Farbsysteme müssen bestimmte Kriterien erfüllen, damit sie die Zusammenhänge zwischen den Farben veranschaulichen. [Gek91] und [Lie94] erkannten, dass dafür nicht die Physik als Grundlage dienen sollte. Vielmehr müssen die Erkenntnisse in der Physiologie berücksichtigt werden, die die Farbwahrnehmung mit Hilfe der Zonentheorie besser erfasst. Demnach sollten die Komplementärfarben und die grundlegenden Eigenschaften einer Farbe - der Farbton, die Sättigung und die Helligkeit - ablesbar sein. Letztere ist in einem zweidimensionalen Raum nicht realisierbar, sodass die heute gebräuchlichsten Farbräume drei Dimensionen besitzen. Des Weiteren sollten die Farbsysteme gleichabständig sein. Diese Faktoren werden in den folgenden Unterabschnitten beschrieben Komplementärfarben Um die Tertiärfarbe zu ermischen, müssen alle Primärfarben im vollen Umfang enthalten sein. Die Gegen- oder Komplementärfarbe zu einer Farbnuance enthält genau die Anteile der Primärfarben, die die Farbnuance nicht besitzt und somit kann die Komplementärfarbe sie zu der Tertiärfarbe ergänzen. In ähnlicher Weise lässt sich das Phänomen des Nachbildeffektes erklären. Betrachtet man den schwarzen Punkt auf der gelben Fläche der nächsten Abbildung für einige Sekunden und springt daraufhin zum Punkt auf der weißen Fläche, so wird durch das unnatürliche Anstarren ein violettblaues Nachbild produziert. Abb. 5: Nachbildeffekt Beim Betrachten der gelben Fläche werden die für die grünen und die roten Lichtstrahlen, also den mittel- und langwelligen Bereich, sensiblen Zäpfchen angeregt. Die drei Empfindungskräfte sind nun nicht mehr ausgeglichen, jedoch bestrebt das Sehorgan zu einen Ausgleich. Dieses Gleichgewicht ist nötig, damit die Farb- und Helligkeitsunterschiede maximal wahrgenommen werden können. Dies hat zur Folge, dass die t-zäpfchen empfindlicher werden und man beim Betrachten der weißen Fläche den Anpassungsprozess wahrnimmt, indem man eine violette Fläche sieht. Dieses angestrebte Gleichgewicht, was Goethe als Totalität der Farben bezeichnete, wird als harmonisch empfunden und dadurch dient das Prinzip der Komplementärfarben als Grundlage für den Aufbau eines harmonischen Farbkreises, welcher in 4.4 beschrieben wird. Dabei stehen sich die jeweiligen komplementären Farben stets gegenüber. 9

16 3. Farbsysteme Gleichabständigkeit Ein Farbsystem ist gemäß [Kla08] gleichabständig, wenn unterschiedliche Farbempfindungen mathematisch gleich erfasst werden. Dies bedeutet, dass der geometrische Abstand zwischen zwei Farborten dem wahrgenommenen Farbunterschied entspricht. Dazu ist es unter Umständen notwendig, den Farbkreis zu verzerren. Dies kann zur Folge haben, dass sich die Komplementärfarben nicht mehr gegenüberliegen. Dabei liegen auch heutzutage noch verschiedene Meinungen zum Gebrauch der Gleichabständigkeit in Bezug auf Harmonielehren vor. Viele Harmonielehren bauen auf der von Goethe begründeten Totalität der Farben auf, sodass eine entsprechende komplementäre Anordnung zwingend ist. Andererseits bauen diese auf subjektiven Farbempfindungen und symmetrischen Abständen auf, was in den Kapiteln 4 ff. erklärt wird. Dafür ist wiederum ein gleichabständiges Farbsystem von Vorteil. Damit diese Meinungsverschiedenheiten berücksichtigt werden, werden sowohl quantitative Farbmischungssysteme, als auch gleichabständige Farbmaßsysteme betrachtet Die grundlegenden Eigenschaften einer Farbe Der Mensch unterscheidet drei Eigenschaften, nach denen er eine Farbe klassifiziert. Dies sind der Farbton, die Sättigung und die Helligkeit. Der Farbton beschreibt die empfundene Farbnuance und wird meist auch als Buntart bezeichnet. Diesem werden meist Farbnamen wie beispielsweise Rot, Olivgrün, Violett zugeordnet. Die Farbsättigung, auch Buntgrad oder Buntheit genannt, erfasst den Abstand zur Unbuntachse. Das bedeutet, dass sie die Anteile von unbunten und bunten Farben einer Farbnuance beschreibt. [Sch02] differenziert weitergehend zwischen Buntheit und Sättigung, indem er nur die Buntheit wie vorangegangen definiert und die Sättigung als Entfernung der Farbe im Farbraum vom Unbuntpunkt deklariert. Der Unbuntpunkt repräsentiert das betrachtete so genannte Referenzweiß des Farbraums, welches die hellste Farbe, ein Papierweiß oder eine Lichtquelle repräsentiert. Jedoch werden in der heutigen Literatur diese Begriffe nicht getrennt und auch die Sättigung wird im Sinne der Buntheit gebraucht. Die Helligkeit definiert, wie hell oder dunkel eine Farbe erscheint. Bei den unbunten Farben besitzt Schwarz eine Helligkeit von 0% und Weiß 100%. Die bunten Farben besitzen als hellsten Farbton Gelb und als dunkelsten Violett. In der Farbmessung wird meist ein so genannter Hellbezugswert Y verwendet, welcher die Helligkeit einer Farbe in Bezug zu einer Vergleichsfarbe, meist dem Referenzweiß, gesetzt wird. Dadurch können Einflussfaktoren wie der Gesamtlichteinfall und die Hintergrundbeleuchtung relativiert werden. Dies ist notwendig, da sich bei verschiedenen Bedingungen durch die Adaption des Auges eine Gewöhnung an die Umstände einstellt und die Farben nicht eindeutig bestimmbar sind. Zum einen ist das Auge in der Lage bei geringerem Lichteinfall größere Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen. Des Weiteren kann es sich an verschieden farbige Beleuchtungen gewöhnen. Dies ist vergleichbar mit dem Prozess, der beim Aufsetzen einer farbigen Sonnenbrille stattfindet. Während am Anfang die Farben in der Umgebung etwas ungewöhnlich erscheinen, wird dies in der Regel nach einiger Zeit nicht mehr wahrgenommen. Erst beim Abnehmen ist diese Anpassung 10

17 3. Farbsysteme wieder erkennbar, da sich das Auge erst wieder an die Farben ohne den Einfluss des Filters der Sonnenbrille gewöhnen muss. Diese drei Faktoren sind oft in einem Farbsystem vertreten und teilweise dienen sie als Grundlage für dessen Aufbau und zur Bestimmung von Farben in einem Farbraum Das CIE-XYZ-Farbsystem Die Grundlage für ein objektives Verfahren zur Bestimmung der Farbwahrnehmung bildete die CIE entwickelte sie mit Hilfe mathematischer Konstrukte und verschiedener Messtechniken eine Normtafel zur objektiven Farbbestimmung. Sie beruht auf der von Young und Helmholtz entwickelten Dreifarbentheorie der additiven Farbmischung Die Entwicklung der Normlichttafel Mehrere Probanden sollten durch Mischen von drei imaginären Primärfarben, deren Farbigkeit vorgegeben war, und Verändern der jeweiligen Intensitäten eine vorgegebene Farbnuance erstellen. Falls eine Farbe nicht reproduziert werden konnte, so war es möglich, einen weiteren Lichtstrahl einer Primärfarbe zur vorgegebenen Farbe hinzuzunehmen. Dieser wurde als negativer Wert für die Grundfarbe eingetragen. Beispielsweise ergibt die Mischung von Blau und Grün das Cyan, jedoch weicht die Intensität ab. So wurde Rot zum Cyan hinzugefügt bis die Helligkeiten übereinstimmten. Die Intensität des Rots wurde vom Blau und Grün abgezogen. So konnten alle Werte im positiven Bereich erfasst werden. Durch diesen Farbvergleich war es nun möglich, die Anteile der Primärfarben an einer Farbnuance objektiv zu erfassen. Die einzelnen Bestandteile werden mit den X-, Y- und Z-Werten, den so genannten Tristimulus-Werten, beschrieben. Die Y-Koordinate gibt ausgehend vom Schwarzpunkt 3 die Helligkeit der Farbe an und wird als Hellbezugswert bezeichnet. Da ein dreidimensionaler Farbraum zu kompliziert für die Betrachtung ist, beschloss die CIE die Werte mit Hilfe einer Formel, die schon von dem Physiker Maxwell entwickelt wurde, zusammenzufassen um somit den Farbraum um eine Ebene zu reduzieren. Es wurden die Farbgewichte x, y und z eingeführt, die durch das Verhältnis des jeweiligen Wertes mit der Summe aller Werte gegeben waren. So sind sie wie folgt definiert: x = X X +Y + Z Y y = X +Y + Z Z z = X +Y + Z Die Summe der Farbgewichte ergibt 1, also x + y + z = 1. Dadurch konnte ein dritter Wert, das Farbgewicht z, in Abhängigkeit zweier anderer berechnet und somit auf eine dritte Dimension 2 Commission internationale de l éclairage 3 Y = 0 11

18 3. Farbsysteme verzichtet werden. Die experimentell ermittelten Ergebnisse konnten nun in ein xy-koordinatensystem als so genannten Spektrallinienzug oder -farblinie eingetragen werden wie die Abbildung 6 es zeigt. Werden die Punkte der äußeren Wellenlängen miteinander verbunden, so entsteht die Purpurlinie. Auf ihr liegen alle möglichen Mischungen zwischen dem kurz- und langwelligem Licht, welche im Spektrum aus Kapitel 2.2 nicht dargestellt werden können. Abb. 6: Der Spektrallinienzug [Kom06] Innerhalb dieser Fläche sind theoretisch alle sichtbaren Farben erfasst. Jedoch kann weder ein Drucker noch ein Bildschirm dies ermöglichen, sodass die Abbildung je nach Ausgabegerät sogar abweichen kann. Die Helligkeit wird durch den Hellbezugswert Y erfasst, sodass alle Farbnuancen durch das Tripel Yxy beschrieben werden können. Sollte diese ebenfalls erfasst werden, so müsste eine Transformation in ein dreidimensionales Farbsystem erfolgen, sodass ein Farbkörper, wie in Abbildung 6 rechts oben angegeben, entsteht. Der bekannte Spektrallinienzug wird stets auf eine Ebene, die eine Helligkeitsstufe repräsentiert, abgebildet. Meistens liegt sie bei Y = 1 vor Die Normlichtarten Neben der Spektralfarb- und der Purpurlinie ist in der Abbildung 6 der Punkt E eingetragen. Dieser beschreibt den theoretischen Weißpunkt, bei dem alle Farbgewichte gleich sind, also 0.33 betragen. Daneben existieren weitere Normweißpunkte, die verschiedene Lichtquellen repräsentieren und als Referenzweiß für verschiedene Farbsysteme gelten. Heutzutage werden meistens folgende 12

19 3. Farbsysteme Referenzpunkte verwendet: Normlichtart x w y w z w D D D50 repräsentiert das Licht einer Glühlampe und wird im heutigen Gebrauch meist für Farbsysteme verwendet, die für Drucker gebraucht werden. Das D65-Referenzweiß wird meist als Normweißlicht für Bildschirme verwendet, da es dem Tageslicht sehr nahe kommt. Da diese Arbeit vor allem auf das Webdesign ausgerichtet ist, welches am Bildschirm repräsentiert wird, wird das Referenzweiß D65 als Standard verwendet Die Eigenschaften Der Farbraum bietet ein besonderes grundlegendes Merkmal. Mit der Hilfe der Tristimulus- Werte und der Farbgewichte ist es möglich, jegliche Transformation zwischen anderen Farbräumen durchzuführen. Zum einen ist dieser Farbraum geräteunabhängig und zum anderen erfasst er theoretisch alle sichtbaren Farben, sodass jeder beliebige Farbort durch jede beliebige Primärfarbe berechnet werden kann. Daneben können auch Eigenschaften von Farben abgelesen werden. Dafür muss eine Farbort F bekannt sein, sodass folgende Merkmale berechnet werden können: Farbton: Eine Linie wird vom Weißpunkt durch F gezogen bis sie den Spektrallinienzug schneidet. Der Schnittpunkt beschreibt den Farbton. Liegt dieser auf der Purpurlinie, so wird die Linie am Weißpunkt gespiegelt. Sättigung: Der Abstand zwischen dem Weißpunkt und F wird ins Verhältnis zum Abstand zwischen F und der Spektrallinie gesetzt. Helligkeit: Die Helligkeit ist identisch mit dem Helligkeitsparameter Y, der die Ebene im Farbkörper kennzeichnet. Komplementärfarbe: Eine Linie wird ausgehend von F zum Weißpunkt gezogen und dort gespiegelt. Die CIE-Normtafel kann dementsprechend als Grundlage für einen Farbkreis dienen. Jedoch erfasst sie nicht die Gleichabständigkeit, wie die so genannten MacAdam-Ellipsen, in Abbildung 7 vergrößert angezeigt, es beweisen. Die gleichen wahrgenommenen Farbunterschiede von einer Ausgangsfarbe aus liegen nicht auf einem Kreis, sondern auf einer Ellipse, sodass sie geometrisch unterschiedliche Abstände innerhalb des Farbraums aufweisen. Dementsprechend ist die Normfarbtafel nicht gleichabständig. Auch liegen die empfundenen Komplementärfarben sich nicht mehr gegenüber, sodass dieses Farbsystem lediglich zu Umrechnung zwischen den verschiedenen anderen Farbräumen verwendet wird. Abb. 7: MacAdam-Ellipsen [Kom06] 13

20 3. Farbsysteme Das Problem der Gleichabständigkeit ist bis heute noch nicht exakt gelöst, jedoch konnte durch eine Verzerrung des Raumes annähernd eine erreicht werden. Diese Lösungen werden im CIE-L*a*b*- und CIE-L*u*v*-Farbraum 4 verwendet, die leider immer noch Mängel aufweisen, welche der DIN99-Farbraum annähernd gelöst hat Das RGB-Farbsystem Der RGB-Farbraum beruht auf dem Prinzip der additiven Farbmischung und wurde für die Farbdarstellung an Bildschirmen entwickelt. Als Grundlage dient die Dreifarbentheorie, sodass ein Farbort durch die Anteile von drei Primärfarben eindeutig bestimmt ist Der Aufbau Der Farbkörper hat die Form eines Würfels, da die Berechnungen der Farbnuancen linear sind. Die drei Vektoren, die im Ursprungspunkt alle Null betragen und somit die Farbe Schwarz beschreiben, erfassen jeweils die Anteile von Rot, Grün und Blau. Diese werden in Prozent oder von 0 bis zu einer vom jeweiligen RGB-Farbraum abhängigen Maximalzahl beschrieben. Das Schwarz befindet sich diagonal gegenüber von Weiß, bei denen alle Anteile maximal sind. Die Diagonale ist die Unbuntachse, auf der sich alle unbunten Farben befinden und auf dieser stets alle Anteile gleich groß sind. Im Folgenden wird der srgb-farbkörper, der heutzutage als Standard definiert ist, aus verschiedenen Perspektiven dargestellt. Abb. 8: Der srgb-farbkörper Rechts werden ausgehend von Schwarz die Anteile vergrößert, bis sie in den vollgesättigten Farben resultieren. Des Weiteren wird eine Farbnuance angegeben, deren Farbort die Koordinaten R = 46, G = 165 und B = 215 besitzt. Daneben wird der Farbkörper ausgehend von Weiß präsentiert Die verschiedenen RGB-Farbräume Da der RGB-Farbraum nicht alle sichtbaren Farben erfasst, die in der CIE-Normfarbtafel angegeben sind, ist eine Transformation von dieser nicht eindeutig. Aus den heute verfügbaren techni- 4 im Folgenden: Lab- bzw. Luv-Farbraum 14

21 3. Farbsysteme schen Mitteln haben sich verschiedene RGB-Modelle entwickelt, die jeweils einen unterschiedlichen Umfang an Farbigkeiten umfassen. Problematisch bei den Farbräumen ist zudem, dass sie im Gegensatz zum CIE-XYZ-Farbraum 5 geräteabhängig sind, sodass eine Transformation einer Farbe zwischen verschiedenen Farbsystem mit Verlusten behaftet sein kann. In der folgenden Tabelle 1 werden die wichtigsten RGB-Farbräume definiert, die für die Darstellung an Monitoren und Bildschirmen wichtig sind. Dafür sind für die einzelnen Primärfarben die Farbgewichte angegeben und Besonderheiten aufgezeigt. Die Werte wurden [Lib09] entnommen. Farbraum Rot Grün Blau Weiß Anmerkungen srgb x 0,640 0,300 0,150 0, Kann keine vollgesättigten y 0,330 0,600 0,060 0, Farben darstellen und weist vor z 0,030 0,100 0,790 0, allem Mängel im Bereich von Grün bis Türkis auf. Adobe-RGB x 0,640 0,210 0,150 0,3127 Annähernd alle Farben des y 0,330 0,710 0,060 0,3290 CMYK-Farbraums sind z 0,030 0,080 0,790 0,3583 größtenteils darstellbar, vor allem der Grünbereich wurde verbessert. CIE-RGB x 0,735 0,273 0,166 1/3 Dieser Farbraum weist starke y 0,265 0,718 0,009 1/3 Schwächen im Grünbereich auf. z 0,000 0,009 0,825 1/3 Adobe-Wide- Gamut-RGB x 0,735 0,114 0,157 0,3457 Alle Farben des y 0,265 0,826 0,018 0,3585 CMYK-Farbraums sind erfasst. z 0,000 0,059 0,826 0,2958 Daneben ist dies der größte RGB-Farbraum. Tabelle 1: Verschiedene RGB-Farbräume Auf die für das Farbfernsehen wichtigen Farbräume NTSC, PAL und SECAM wurden in dieser Aufzählung verzichtet. Zum einen sind sie für das Webdesign nicht erforderlich und zum anderen werden sie mit der Einführung von HDTV immer mehr vom srgb-farbraum verdrängt. In der folgenden Abbildung 9 werden die einzelnen Farbräume zur besseren Veranschaulichung grafisch dargestellt. Des Weiteren ist der CMYK-Farbraum, der im Kapitel 3.5 beschrieben wird, eingetragen um die Farbräume miteinander zu vergleichen. Dies kann unter Umständen relevant sein, falls Inhalte einer Internetpräsenz oder Ähnliches ausgedruckt werden, da in diesem Fall eine Farbtransformation zwischen dem RGB- und dem CMYK-Farbraum stattfindet. 5 im Folgenden: XYZ-Farbraum 15

22 3. Farbsysteme Abb. 9: Die RGB-Räume in der CIE-Normfarbtafel Der srgb-farbraum ist zwar der kleinste, aber in allen anderen RGB-Farbräume enthalten, sodass dieser einen Kompromiss zwischen jedem Monitor darstellt und am meisten genutzt wird. Er eignet sich besonders zur Darstellung von Bildern und damit einhergehend von Webseiten, da diese zusätzlich auch bei einem Ausdruck vertretbare Verfälschungen hervorrufen. Die Abbildung 9 zeigt, dass der srgb- den CMYK-Farbraum nicht vollständig umfasst und vor allem im Blau- bis Grünbereich abweicht, jedoch werden diese Unterschiede im Amateur-Bereich kaum auffallen. Im professionellen Bereich wird der Farbraum sehr groß halten, damit die Verluste sehr gering sind. Der Adobe-RGB-Farbraum hat sich in diesem Bereich durchgesetzt, da er den vollständigen CMYK-Farbraum abdeckt und somit bei einem Ausdruck keine Verluste entstehen. Dies ist aber erst sinnvoll, wenn Bilder mit mehr als 8-Bit Farbtiefe vorhanden sind. Das wird im Bereich des Internets kaum gegeben sein, da die Datenmenge möglichst gering gehalten werden muss, weswegen vor allem der srgb-farbraum weiterhin viel genutzt wird. Außerdem ist dieser Farbraum als Standard im Java 2D definiert, mit dem das Programm umgesetzt werden soll. Die Cascading Style Sheets, mit denen die Gestaltung einer Website heutzutage realisiert wird, verwenden ebenfalls diesen Standard. Die Anteile der einzelnen Farben werden in diesem Farbraum über Prozentangaben oder im Intervall von 0 bis 255 definiert Die Eigenschaften Dieser Farbraum wurde auf Grundlage der technischen Darstellungsmöglichkeiten von Bildschirmen entwickelt. Weder die Gleichabständigkeit, noch die Anordnung nach den Komplementärfarben wurde berücksichtigt, sodass sich dieses Farbsystem nur bedingt für eine Harmonielehre eignet. Des Weiteren können die Eigenschaften von Farben nur durch Herleitungen berechnet werden, die [Lie94] entnommen werden können. In dieser Arbeit wird darauf verzichtet, da sich das folgende Farbsystem dafür besser eignet und den gleichen Farbumfang besitzt. Dementsprechend wird dieses Farbsystem lediglich für die Darstellung am Bildschirm und für die Definition des 16

23 3. Farbsysteme Farbumfangs benutzt Das HS*-Farbsystem Die Grundlage für die HS*-Farbsysteme bildet das RGB-Farbsystem, sodass sie für die Farbdarstellung an Bildschirmen genutzt werden können. Weiterhin sind sie besser auf die Farbwahrnehmung ausgerichtet, sodass der Farbraum auf den drei Farbeigenschaften aufbaut. Dies bietet im Vergleich zum RGB-Farbraum wesentliche Vorteile. Während im letzteren bei einer Veränderung eines Anteils alle wesentlichen empfundenen Merkmale der Farbe mit verändert wurden, so können diese direkt in HS*-Farbräumen angepasst werden Der Aufbau Die HS*-Farbsysteme unterteilen sich nach [Bur05] grundsätzlich in zwei Subsysteme, deren Aufbau sich voneinander unterscheidet. Das HSB-Farbsystem wird in Java verwendet und dort auch synonym HSV- oder HSI-Farbsystem genannt. Die ersten beiden Abkürzungen stehen für den Farbton (= Hue) und die Sättigung (= Saturation). Der letzte Buchstabe erfasst die Helligkeit, die entweder als Brightness, Value oder Intensity bezeichnet wird. Der Farbkörper entspricht einer umgekehrten Pyramide, deren Schwarzpunkt an der Spitze liegt. Dabei beschreibt der H-Wert den Farbton, der als Gradzahl angegeben wird und somit den Winkel innerhalb der Grundfläche erfasst. Dabei wird bei 0 meist die Farbe Rot angesetzt, was jedoch variieren kann. Der S-Wert wird in Prozent angegeben und erfasst die horizontale Entfernung von der Unbuntachse, die sich vertikal ausdehnt und durch den V-Wert, welcher ebenfalls in Prozent angezeigt wird, repräsentiert ist. Der Weißpunkt befindet sich in der Mitte der Grundfläche, an derem Rand die voll gesättigten Farbtöne liegen. Beim HSL-Farbsystem ist der H-Wert identisch zum HSB-Farbraum. Die restlichen zwei Werte beschreiben zwar die gleichen Ausdehnungen, werden jedoch anders berechnet. Der L-Wert beschreibt die Helligkeit, die als Luminanz beschrieben wird. Der HSL-Farbraum besitzt einen Doppelkegel als Farbkörper, an dessen untere Spitze der Schwarzpunkt und an der oberen der Weißpunkt liegt. Die vollgesättigten Farbtöne befinden sich auf der Ebene L = 50%. In der folgenden Grafik 10 werden die Farbkörper der Subsysteme dargestellt. 17

24 3. Farbsysteme (a) Das HSB-Farbsystem (b) Das HSL-Farbsystem Abb. 10: Die HS*-Subsysteme Durch die Verdichtung des HSB-Farbsystems im hellen Bereich, die im HSL-Farbkörper nicht vorliegen, sind feinere Farbabstimmungen möglich. Jedoch ist der Farbumfang, der den RGB- Farbraum umfasst, identisch und da das HSB-Farbsystem in Java schon berücksichtigt wurde, wird im weiteren Verlauf dieser Arbeit das HSB-Farbsystem verwendet Die Eigenschaften Viele Eigenschaften sind wegen des Aufbauprinzips schnell ablesbar. So ist der Farbton an der Gradzahl und die Sättigung am S-Wert erkennbar. Die Komplementärfarbe kann durch Addieren von 180 direkt berechnet werden. Sollten somit Werte größer als 360 entstehen, so wird dieser Wert entsprechend subtrahiert. Die Helligkeit wird in diesem System absolut durch den B-Wert definiert, was bedeutet, dass sie lediglich ausgehend von Schwarz die möglichen Helligkeitsstufen in Abhängigkeit vom Sättigungsgrad erfasst. Dementsprechend ist die Farbe bei einer Helligkeit von 0% Schwarz und bei 100% ist sie zu der jeweiligen Sättigung am hellsten. Die Eigenhelligkeiten der Farben werden dabei nicht berücksichtigt. Diese werden durch den Hellbezugswert aus Kapitel und durch die folgenden Farbsysteme besser repräsentiert. Des Weiteren erfasst dieser Farbraum, genauso wie das RGB-System, keine empfundene Gleichabständigkeit. Es wurde auch zur Darstellung an Bildschirmen entwickelt, wobei der Aufbau zum besseren Verständnis an Farbmerkmalen orientiert wurde. Dennoch kann dieses System wegen seines Aufbaus zur Harmonielehre herangezogen werden, da eine einfache Erfassung der Farben möglich ist Das CMYK-Farbsystem Der Vollständigkeit halber sei der CMYK-Farbraum erwähnt, der auf der subtraktiven Farbmischung basiert. Im Webdesign spielt dieses Farbsystem eine sekundäre Rolle, da die einzelnen 18

25 3. Farbsysteme Webseiten vor allem am Monitor betrachtet und nur selten ausgedruckt werden. Aber erst beim Ausdruck wird das CMYK-Modell angewendet. Dieser Farbraum wird wie das RGB-Modell als Würfel dargestellt, wobei die Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb sind. Meistens werden die Anteile in Prozent angegeben. Der Koordinatenursprung liefert im Gegensatz zum RGB-Farbsystem Weiß und erst wenn alle Farben mit 100% beteiligt sind, ergibt sich theoretisch Schwarz. So entsteht ein Farbkörper wie er in Abbildung 11 dargestellt ist. Abb. 11: Der CMY-Farbkörper Rechts wurden die gleichen Werte für die Koordinaten verwendet, wie in der Abbildung 8, sodass der Farbort durch C = 18%, M = 65% und Y = 84% bestimmt ist. So ist erkennbar, dass durch die Nutzung anderer Vektoren eine andere Farbe entsteht. Da das Schwarz in der Praxis jedoch eher einem dunklen Braun entspricht, muss diese Farbe, die als K abgekürzt wird, hinzu gemischt werden. So entsteht ein besserer Kontrast, auch Farbtiefe genannt, und der Farbraum wird zusätzlich vergrößert. Für K gilt: K = min(c,m,y ). Bei den Farbmischungen ist im Vergleich zum RGB-Modell zu beachten, dass sie stets dunkler und nicht heller werden, je mehr Anteile vorhanden sind. Dies ist in der Farbmischung begründet, die bei diesem Farbraum subtraktiv ist Das Luv-Farbsystem Nachdem festgestellt wurde, dass die Normfarbtafel nicht gleichabständig ist, entstand als erstes vertretbares Modell der Luv-Farbraum. Dieser entspricht einer linearen Transformation des XYZ- Farbraums Der Aufbau MacAdam entwickelte zunächst das uv-system, dass die Normfarbtafel dahingehend verzerrte, sodass die Ellipsen Kreisen ähnelten. Die CIE übernahm 1960 dieses linear transformierte Modell 19

26 3. Farbsysteme und vergrößerte v um 50% um die Gleichabständigkeit zu verbessern. So konnte die CIE-uv- Farbtafel konstruiert werden, welche in Abbildung 12a dargestellt ist. In 12b wird der dreidimensionale Farbkörper gezeigt. (a) D65-Beleuchtung, L* = 50% (b) Der Luv-Farbkörper Abb. 12: Der Luv-Farbraum [Hei09] Die L*-Koordinate steht vertikal im Raum und beschreibt die Helligkeit. Diese Achse beginnt am unteren Punkt L* = 0 bei Schwarz und endet bei L* = 100 bei Weiß, sodass auf ihr alle unbunten Farben enthalten sind. In der vorangegangenen Grafik 12a ist die Ebene L* = 50% bei der Normlichtart D65 abgebildet. Außerdem existieren zwei senkrecht aufeinander stehende Achsen, die auf Grundlage der Gegenfarbentheorie von Hering aufgebaut sind. Sie erfassen die bunten Farben und schneiden sich jeweils bei 0 wiederum senkrecht in der Unbuntachse. Die u*-achse beschreibt den Farbverlauf von Grün nach Rot und die v*-achse von Blau zu Gelb. Die Koordinaten werden stets in Abhängigkeit von dem jeweiligen benutzten Referenzweiß des XYZ-Systems betrachtet Delta E Durch die annähernde Gleichabständigkeit dieses Farbsystem, können Farbunterschiede durch den einfachen euklidischen Abstand berechnet werden. Die Differenzen werden mit E uv beschrieben, der geometrisch angibt, wie stark sich zwei Farben voneinander unterscheiden. Dementsprechend wird zwischen zwei Farborten, C 1 = (L1,u 1,v 1 ) und C 2 = (L2,u 2,v 2 ), folgende Formel angewendet: E uv = (C 1,C 2 ) = C 1 C 2 = (L 1 L 2 )2 + (u 1 u 2 )2 + (v 1 v 2 )2 Um E uv nutzen zu können, muss der resultierende Wert eingestuft werden, damit entscheidbar ist, wie groß und ab wann Farbunterschiede wahrgenommen werden können. In [Hei09] wurden folgende Differenzierungen aufgezählt: E ab Einstufung 20

27 3. Farbsysteme 0-1 normalerweise nicht sichtbare Abweichung 1-2 sehr kleine Abweichung; nur von einem geschulten Auge erkennbar mittlere Abweichung; auch von einem ungeschulten Auge erkennbar deutliche Abweichung > 5 starke Abweichung Tabelle 2: Einstufung von E Der kleinste Farbunterschied wird bei E uv = 1 vom menschlichen Auge wahrgenommen. Jedoch ist dieser Unterschied zu gering als das er für eine Harmonielehre in Betracht kommen könnte. Auch kleine Abweichungen können Laien wahrscheinlich nicht erkennen, an die sich Webseiten jedoch am meisten richten. Demzufolge sollten Farbunterschiede größer als Zwei sein Die Eigenschaften Dieses und das folgende Lab-System wurden vor allem innerhalb der Farbmetrik entwickelt. E uv kann beispielsweise dafür verwendet, eine Farbe im derzeitigen Ist-Farbort mit dem eigentlichen Soll-Farbort zu vergleichen, sodass deren objektive Bestimmung ermöglicht wird. Im Sinne harmonischer Farbkombinationen werden Farbunterschiede für symmetrische Farbzusammenstellungen gebraucht, sodass die Abstände zwischen den Farben stets gleich groß sind. e Farbzusammenstellungen gebraucht, sodass die Abstände zwischen den Farben stets gleich groß sind. Die weiteren Eigenschaften können wie folgt berechnet werden: Eigenschaft Formel Sättigung Cuv = (u ) 2 + (v ) 2 Helligkeit L* Farbtonwinkel h uv = arctan ( ) v u Farbtondifferenz Huv = ( Euv) 2 + ( L ) 2 + ( Cuv) 2 Tabelle 3: Eigenschaften im Luv-Farbraum Der Farbton kann durch den Farbtonwinkel berechnet werden, sodass dieser als Gradzahl angegeben wird. Die Sättigung wird durch den Abstand des Farborts zur Unbuntachse bestimmt, die entsprechend horizontal im Raum liegt. Die Helligkeit ist durch L* gegeben und direkt ablesbar. Durch die Gleichabständigkeit des Farbraumes sind die Farben nicht mehr physiologisch komplementär ausgerichtet. Im Vergleich zum folgenden Lab-Farbraum wird im Luv-Farbsystem die Gleichabständigkeit schlechter erfasst, sodass letzterer seltener verwendet wird. Bei der Betrachtung von Körperfarben wird der Lab-Farbraum und bei Lichtfarben der Luv-Farbraum benutzt. Jedoch ändern sich diese Position heutzutage dahingehend, dass der Lab-Farbraum für jegliche Bewertungen verwendet wird. 21

28 3. Farbsysteme 3.7. Das Lab-Farbsystem Ein besseres System im Hinblick auf die empfundene Gleichabständigkeit entwickelten Adams, Hunter und MacAdam. Sie schufen den heute von der CIE genormten und so genannten Lab- Farbraum, der den gesamten Farbbereich der Normfarbtafel abdeckt. Dafür wurde das XYZ- System nichtlinear transformiert Der Aufbau Der Aufbau ist dem des Luv-Systems sehr ähnlich, da sie sich lediglich in ihrer Art der Transformation und kaum in ihrer Ordnung unterscheiden. Die L*-Achse gleicht der L*-Dimension des Luv-Farbraums. Die bunten Achsen werden diesmal nichtlinear transformiert, sodass diese anders ausfallen, aber dennoch dem gleichen Prinzip folgen. Die a*-achse beschreibt den Farbverlauf von Grün zu Rot und die b*-achse von Blau zu Gelb. In der folgenden Abbildung ist der so entstandene dreidimensionale Farbraum dargestellt. Dabei wird zunächst ein Querschnitt bei L = 50% angegeben und in der zweiten Grafik wird der asymmetrische Farbkörper im dreidimensionalen Raum gezeigt. (a) D65-Beleuchtung, L* = 50% (b) Der Lab-Farbkörper Abb. 13: Der Lab-Farbraum [Hei09] Da dieses System den gesamten XYZ-Farbraum umfasst, wurde damit eine geräteunabhängige Grundlage geschaffen. Diese ermöglicht es, zwischen verschiedenen Farbsystemen umzurechnen. So wird es von Systemen wie Bildbearbeitungssoftware oder als Austauschformat zwischen verschiedener Software und Geräten benutzt Die Eigenschaften Die Berechnung von E ab kann analog zu E uv durchgeführt werden, jedoch liefert ersteres genauere Ergebnisse, sodass dieses bevorzugt behandelt wird. Außerdem können in diesem Farbsystem Bestimmungsfaktoren für einen Farbkreis abgelesen werden, die ebenfalls wie beim Luv- Farbsystem berechnet werden. Lediglich der Farbtonwinkel h a b bildet eine Ausnahme und wird 22

29 3. Farbsysteme durch die Formel h ab = arctan ( ) b a 180 π a > 0 b > arctan ( ) b a 180 π a < 0 b > 0 arctan ( ) b a 180 π a < 0 b < arctan ( ) b a 180 π a > 0 b < 0 berechnet. Bei allen Berechnungen muss berücksichtigt werden, das der RGB-Farbraum, mit dem die Farben letztendlich dargestellt werden, kleiner ist als der Lab-Farbraum. Dies hat zur Folge, das nicht alle Farben erfassbar sind, sodass zur Darstellung des Farbkreises eventuell weitere Berechnungen erforderlich sind Das DIN99-Farbsystem Der DIN99-Farbraum, welcher in [DIN6176] festgehalten ist, ist eine Transformation des Lab- Farbsystems. So konnten dessen Schwächen, wie die schlechte Gleichabständigkeit im Blaubereich und die falschen Abstände der vollgesättigten Farben, verbessert werden Die Herleitung Im Lab-Farbraum wurden auf Grund der Gleichabständigkeit, die in einigen Bereichen falsch eingeschätzt worden war, stets neue Abstandsformeln entwickelt. Diese sollten die Fehler bereinigen und sind weit verbreitet. Jedoch nahmen sie eine Komplexität an, die das Verständnis zusehends erschwerten, wie die folgende anerkannte Abstandsformel CIEDE2000 beispielhaft zeigt: E 00 = L 2 C + H 1 + 0,045Cab ,015Cab ( + R T + C ) ( H 1 + 0,045Cab ) 1 + 0,015Cab Sie baut auf Polarkoordinaten wie der Buntheit Cab und dem Farbtonwinkel h ab auf. Diese sind schwerer nachzuvollziehen, als wenn die Vektoren des Farbsystems verwendet werden würden. Im DIN99-Farbraum können die Farbabstände wieder mit Hilfe der bekannten kartesischen Koordinaten der Unbunt- und der Buntachsen berechnet werden, was einen großen Verständnisvorteil bietet Der Aufbau Der Farbkörper, der in Abbildung 14 dargestellt ist, ähnelt vom Aufbau her wieder den beiden vorangegangenen CIE-Farbsystemen. Die L*Achse steht vertikal im Raum und die beiden Buntachsen, die einen analogen Farbverlauf zum Lab-Farbraum aufweisen, stehen wiederum im Winkel von 90 aufeinander. 23

30 3. Farbsysteme Abb. 14: Der DIN99-Farbkörper [DIN6176] Die Grafik zeigt einen annähernd runden Farbkörper. Dies beweist die bessere Angleichung an die Gleichabständigkeit, denn diese fordert einen kugelförmigen Raum, was der DIN99-Farbraum beinahe erfüllt Die Eigenschaften Ein großer Vorteil des Farbraumes besteht in der euklidischen Berechnung des Farbabstandes analog zum Lab-Farbsystem, sodass eine einfache Anwendung gegeben ist. Des Weiteren können die Eigenschaften wieder wie bekannt berechnet werden. Dadurch ist es möglich, den Farbraum für eine Harmonielehre zu verwenden. Zum einen sind die Eigenschaften von Farben erfasst und zum anderen wurde die Gleichabständigkeit verbessert. Die DIN hat mit diesem Farbraum eine gute Basis geschaffen um die Farbempfindung relativ genau nummerisch zu erfassen. Aber trotzdem treten immer noch Probleme im Blaubereich in Bezug auf die Gleichabständigkeit auf, da dort immer noch empfundene Ellipsen und keine Kreise vorhanden sind. So wurde dieser Farbraum weiterentwickelt und das beste Ergebnis liefert der so entstandene DIN99d-Farbraum. Die Toleranzen des DIN99-Farbraum sind jedoch so gering und des Weiteren wird mathematische Genauigkeit in der Harmonielehre nicht gefordert, dass dieser als vollkommen ausreichend betrachtet wird Zusammenfassung In diesem Abschnitt wurden die grundlegenden Farbsysteme mit ihren Neuerungen und Eigenschaften erklärt. Die Farbräume wurden dabei stets im Hinblick auf die Harmonielehren betrachtet, sodass die Anordnung der Farben und die Bestimmung ihrer Eigenschaften analysiert wurden. So eignet sich das XYZ-Farbsystem lediglich zur Transformation zwischen den Farbräumen, da keine der Bestimmungsfaktoren berücksichtigt wurden. Das srgb-farbsystem wird lediglich als Hilfe für die Darstellung am Monitor verwendet, weil eine Berechnung der Farbeigenschaften zu kompliziert ist und der HSB-Farbraum eine bessere Lösung bietet. Dabei wird jedoch eine Transformation der Farbtöne stattfinden müssen, damit sich die Komplementärfarben im Farbkreis gegenüber liegen. Um die Gleichabständigkeit ebenfalls zu erfassen, werden zum einen das Lab- und das DIN99-24

31 3. Farbsysteme Farbsystem verwendet. Der Lab-Farbraum ist weiter verbreitet und dementsprechend anerkannter als der DIN99-Farbraum. Jedoch besitzt letzterer eine bessere Gleichabständigkeit, sodass die Farbunterschiede wiederum genauer berechnet werden können. Demzufolge werden in dem Programm drei verschiedene Farbsysteme für die Berechnungen der Farbharmonien verwendet werden. Zum einem wird das quantitative HSB-Farbsystem vertreten sein und zum anderen werden das gleichabständige Lab- und das DIN99-Farbsystem verwendet. 25

32 4. Farbharmonien 4. Farbharmonien Zunächst sei gesagt, dass es nicht die Harmonielehre der Farben geben kann. Eine harmonische Wirkung ist stets subjektiver Natur und dementsprechend existiert keine perfekte Anleitung für die Farbkombination. Aber es gibt Richtwerte, die die Wahrscheinlichkeit für eine Harmonie erhöhen können und damit eventuell eine Disharmonie ausschließen. Zum besseren Verständnis werden zunächst die Begriffe Harmonie und Disharmonie differenziert. Daraufhin wird auf alte Harmonielehren eingegangen, die bis heute grundsätzlich in ihren Zügen anerkannt sind und die sich in den darauf folgenden Harmoniekontrasten widerspiegeln. Zuletzt werden die Harmonielehren von [Kup00] und [Lie94] beschrieben, die ebenfalls auf die alten Lehren aufbauen und darauf zurückgreifen Harmonie und Disharmonie Gemäß [Dud96] wird Harmonie als Wohlklang; ausgewogenes Verhältnis; Einklang definiert. In Bezug auf Farbharmonien bedeutet dies gemäß [Lie94], dass Farbkombinationen im Einklang sind, wenn die Klassifikationsaufgabe des Gehirns leicht gelöst werden kann. Das heißt, das Farben relativ einfach in ein Schema eingeordnet werden können. Dafür werden visuelle Sinneseindrücke entweder als ähnlich oder als verschieden eingestuft, sodass zwischen den Farben Beziehungen vorliegen. Demnach entstehen harmonische Farbkombinationen durch folgende Grundsätze: 1. Gleichartigkeit der Farben (Angleichung): Die Farbharmonien werden durch kaum vorhandene Kontraste hergestellt. 2. Verschiedenartigkeit der Farben (Abweichung): Die harmonischen Farbwirkungen werden durch erhebliche Kontraste hervorgerufen. Gleichartigkeiten liegen vor allem bei gleicher Helligkeit vor, aber auch gleiche Farbfamilien und gleiche Buntheit in Verbindung mit gleicher Helligkeit signalisieren dies. Ungleichartigkeiten sind schon bei Farbabständen von 30 gegeben. Eine Disharmonie liegt vor, wenn die Klassifikationsaufgabe nicht oder nur schwer gelöst werden kann. Dazu sind die Farben zu gleich und doch zu verschieden als dass das Gehirn sie einordnen könnte. Disharmonien können durch Wiederholungen der Farbkombinationen oder durch Hinzufügen von Farbnuancen aufgelöst werden. Dadurch entsteht eine Dominanz entweder zur Gleichartigkeit oder zur Verschiedenheit. Im Allgemeinen sind Disharmonien sehr subjektiv und noch schwerer zu bestimmen als Harmonien. Die Disharmonie darf nicht mit dem Begriff der Spannung verwechselt werden, welche im Vergleich zur Disharmonie leicht aufgelöst werden kann. Spannungen beschreiben Farbkombinationen, die fast nicht mehr eindeutig klassifiziert werden können. So wirken leichte Abweichungen von einer harmonischen Farbkombination meist interessanter als deren strenge Einhaltung Vorangegangene Harmonielehren Bevor im nächsten Abschnitt mit der Betrachtung der neuen Harmonielehren begonnen wird, beschreibt dieses Kapitel die Entwicklung der Harmonielehren. Dabei werden die wichtigsten Sta- 26

33 4. Farbharmonien tionen erwähnt, die die heutigen Lehren am meisten geprägt haben. Die folgenden Ausführungen beruhen auf [Kup00] Johann Wolfgang Goethe Goethes Farbenlehre prägt die psychologische Farbwirkung bis heute. Er stellte einen 6-teiligen Farbkreis auf, der als Primärfarben Rot, Gelb und Blau besitzt. Dieser ist in der Abbildung 15 dargestellt. Darin erfasste er Beziehungen zwischen den Farben, die besonders harmonisch wirken und entdeckte, dass Farben auf drei verschiedene Arten eine Harmonie bilden können. Abb. 15: Goethes Farbkreis Zum einen werden besonders interessante Wirkungen hervorgerufen, wenn die Farben zueinander in komplementärer Stellung stehen. Dies bezeichnet er als die Totalität der Farben und prägte somit den Komplementärkontrast, welcher die Grundlage für die heutigen Harmonielehren bildet. Die Totalität ist in der Aufhebung der Farben begründet, welche auf dem Nachbildeffekt aus Kapitel beruht. Dieser Ausgleich ruft ein harmonisches Gefühl beim Betrachter hervor. Des Weiteren erkannte Goethe, dass Farbzusammenstellungen, die keine Totalität bilden, ebenfalls interessant wirken können. Dies sind zum einen die charakteristischen Zusammenstellungen, die durch das Überspringen einer Farbe entstehen. Diese können, nach Goethes Meinung, jedoch nicht vollkommen harmonisch wirken, da sie lediglich ein Teil einer Totalität darstellen. Farbzusammenstellungen, die auf benachbarte Farben beruhen, nennt er charakterlos. Diese Kombinationen weisen zwar nichts Besonderes auf, wirken aber durch das Fortschreiten harmonisch. Des Weiteren stehen kleine Variationen des Farbtons ebenfalls in harmonischen Beziehungen. Die Totalität des Farbtons überträgt er auch auf die Helligkeitsunterschiede. So müssen helle Farben dunklen gegenüberstehen, was durch Zumischen von Weiß beziehungsweise Schwarz verstärkt werden kann. Dabei ist zu beachten, dass die aktive Seite durch Zumischen von Schwarz 27

34 4. Farbharmonien und die passive durch Weiß an Energie gewinnt. Umgekehrt verlieren sie an Kraft. Diese Seiten des Farbkreises sind zur besseren Veranschaulichung ebenfalls in der Grafik 15 eingetragen. In Bezug auf die Sättigung erkannte Goethe, dass Modifikationen zu Grau zwar harmonisch wirken, jedoch schnell langweilig sein können. Trotz aller Regeln lässt Goethe das intuitive Zusammenstellen von Farben nicht außer Acht und stellt fest, dass sich bei einer instinktiven Wahl der Farben ebenfalls eine angenehme Wirkung entfalten kann Wilhelm Ostwald In Ostwalds Harmonielehre ist die Einbeziehung der Farbmetrik in die Farbenlehre begründet, denn Harmonien können seiner Meinung nach nur dann entstehen, wenn die Farben in bestimmten einfachen Beziehungen zueinander stehen. Diese sind in dem Fall besonders ausgeglichen, wenn die Abstände gleich sind, was heutzutage durch die gleichabständigen Farbsysteme realisiert werden kann. Kombinationen wirken in Bezug auf die Farbtöne harmonisch, wenn die Abstände in einfachen geometrischen Formen innerhalb des Farbkreises vorliegen. So bilden Farben, die in einem Dreieck oder Quadrat zueinander stehen, einen besonders harmonischen Eindruck. Auf dieser These bauen die heutigen Harmoniekontraste indirekt auf, wenngleich die Grundlage anders benannt wird. Heutzutage wird meist von der Aufspaltung des Komplementärkontrastes in die jeweilige Form gesprochen. Des Weiteren können Farben kombiniert werden, die mindestens eine gleiche Eigenschaft aufweisen. Dazu unterteilte Ostwald eine Farbe in drei Anteile: Dem Bunt-, Weiß- und Schwarzanteil. Der Buntanteil beschreibt den Farbton und der Weiß- beziehungsweise Schwarzanteil erfasst die Sättigung. Werden eine bunte und unbunte Farbe miteinander kombiniert, so sollte mindestens ein Anteil als Verbindungselement gleich sein, sich aber noch so sehr unterscheiden, dass es nicht zu langweilig wirkt. Die Totalität von Goethe kritisiert Ostwald, indem er die Meinung vertritt, dass ein Bild interessanter wirkt, wenn es zu einer Farbnuance tendiere und die Helligkeiten der Farben gleich sind. Leider ist dies die einzige Ausführung seitens Ostwalds zur Helligkeit, sodass dieses wichtige Merkmal in seiner Farbenlehre kaum berücksichtigt wird Johannes Itten Ittens Farbenlehre hat die heutige Zeit am meisten beeinflusst. So ist sein 12-teiliger Farbkreis, der in Abbildung 16 dargestellt ist, einer der bekanntesten. Dieser nutzt als Primärfarben die Farben Rot, Gelb und Blau. 28

35 4. Farbharmonien Abb. 16: Ittens Farbkreis Leider missachtete er die wissenschaftlichen Erkenntnisse in der Physiologie seiner Zeit. So war schon damals bekannt, dass nicht Gelb sondern vielmehr Grün als Primärfarbe vorliegt. Demzufolge entspricht der Aufbau des Farbkreises nicht der Wahrnehmung. Des Weiteren ergeben, die gegenüberliegenden Farben kein Grau, welches die Aufhebung dieser repräsentiert, sodass eine komplementäre Stellung der Farben ebenfalls nicht gegeben ist. Seine Harmonielehre ist auf der Totalität von Goethe aufgebaut, denn auch er ist der Meinung, dass das Auge stets die Komplementärfarbe fordert um ein Gleichgewicht zu schaffen. So wirken Farbkombinationen harmonisch, deren Farbtöne, ähnlich wie bei Ostwald, einfache geometrische Formen bilden. Diese entstehen diesmal durch die symmetrische Aufspaltung der Komplementärfarben. Des Weiteren prägte und erweiterte er viele noch heute genutzte Harmoniekontraste, die in den folgenden Unterabschnitten dargestellt werden. Zur subjektiven Empfindung der Farben setzte er einen Meilenstein, in dem er die Menschen in verschiedene Typen einteilte. Er fand heraus, dass es objektive und subjektive Harmonien gibt. Erstere wirken auf jedem harmonisch, die anderen nur auf bestimmte Typen. So werden bis heute die Menschen in vier verschiedene Typen, dem Frühlings-, Sommer-, Herbst- und Wintertyp, eingeteilt, wobei jeder andere Farbkombination als angenehm empfindet Zusammenfassung Alles in allem haben diese Personen die heutigen Harmonielehren sehr stark geprägt. So bauen die meisten Harmoniekontraste auf der von Goethe eingeführte Totalität auf und auch die Analogie, die Ostwald weiterführte, wird noch verwendet. Des Weiteren schuf Ostwald die Grundlage für die Betrachtung der Farbmetrik. So sollten gleichabständige Farbsysteme für symmetrische Farbharmonien verwendet werden, sodass die richtige Anordnung der Farbtöne im Farbkreis erfolgen kann. Da Ittens Farbkreis nicht der Physiologie des Auges entspricht, sollte dieser in den heutigen Lehren eigentlich nicht mehr benutzt werden. Jedoch trat durch die häufige Verwendung eine Gewöhnung ein, sodass die Harmonielehren auch auf diesen Kreis noch anwendbar sind. Neben der Anordnung der Farbtöne, fanden die anderen Eigenschaften, die Sättigung und Helligkeit, wenig Beachtung in den bisherigen Harmonielehren. Sie fungieren bisher lediglich als Verbindungs- beziehungsweise Unterscheidungselement ohne weitere Bezüge, sodass sie sich dem Farbton unterordnen müssen. 29

36 4. Farbharmonien 4.3. Die Harmoniekontraste In der Entwicklung der Harmonielehren entstanden Kontraste, die die harmonische Wirkung von Farben fördern und für die Unterscheidung der Farben notwendig sind. Die vielen Ausführungen in der heutigen Literatur belegt die heutige weite Verbreitung. In den Unterabschnitten werden die Farbkontraste erklärt, die [Ham08] und [Lie94] entnommen wurden, und mit Beispielen veranschaulicht Der Hell-Dunkel-Kontrast Die Helligkeit einer Farbe hängt bekanntlich von ihrer Eigenhelligkeit und somit ihrer Beziehung zur Unbuntgeraden ab, bei der Weiß die hellste und Schwarz die dunkelste Farbnuance ist. Um Farben voneinander abzusetzen, ist der Hell-Dunkel-Kontrast unabdingbar, denn durch diesen sind Formen erst ersichtlich. Um einen guten Hell-Dunkel-Kontrast zu erreichen sollten drei bis fünf verschiedene Helligkeiten verwendet werden. Dafür können unbunte Flächen gegenübergestellt oder die Eigenhelligkeiten der Farben ausgenutzt werden. Des Weiteren können aus einem Farbton mehrere Schattierungen ebenfalls einen guten Hell-Dunkel-Kontrast bilden. Ein Beispiel wird in Abbildung 17a gezeigt. Ein gutes Beispiel für einen Helligkeitskontrast bietet die Abbildung 17b, während 17c einen schlechten darstellt. (a) Schattierung (b) Guter Kontrast (c) Schlechter Kontrast Abb. 17: Der Hell-Dunkel-Kontrast Der Winkelkontrast Der Begriff des Winkelkontrast wurde von [Lie94] geprägt. Dieser beschreibt den Winkel am Farbkreis zwischen zwei beliebigen Buntarten. Des Weiteren führt er den Begriff der Farbfamilie ein, der mit der Buntart synonym verwendet werden kann. Eine Farbfamilie besitzt jegliche Farbabstufungen zu einem Farbton, sodass dessen Sättigungs- und Helligkeitsstufen vertreten sind. Um den Winkelkontrast zwischen zwei Farben zu erkennen, werden zunächst die jeweiligen zugehörigen Farbfamilien bestimmt, um dann mit Hilfe des Farbkreises den Winkel abzulesen. In der folgenden Grafik 18 sind verschiedene Winkelkontraste in Ittens Farbkreis eingetragen. 30

37 4. Farbharmonien (a) Komplementärkontrast bei 180 (b) Schiefer Kontrast bei 150 Abb. 18: verschiedene Beispiele für Winkelkontraste Je größer die Gradzahl ist, desto mehr kontrastieren sich die Farben. Entstammen zwei Farben derselben Farbfamilie, dann beträgt der Winkelkontrast 0, was vor allem auf die unbunten Farben zutrifft, da sie in jeder Farbfamilie vorhanden sind. Der Winkel kann maximal 180 betragen, welcher die gegenüberliegenden Farben erfasst. Da stets nur die Farbfamilien betrachtet werden und in diesen alle Mischfarben mit der Buntart und den unbunten Farben enthalten sind, treffen oft mehrere Farben in einem Winkelkontrast aufeinander. Jeder Winkelkontrast besitzt seine eigenen individuellen Eigenschaften. Bei 180 befindet sich beispielsweise der so genannte Komplementärkontrast, der in der Abbildung 18a dargestellt ist. Dieser Kontrast wirke nicht zwingend schön, aber errege auf jeden Fall Aufmerksamkeit [Lie94]. Schließen zwei Farben einen Winkel von 150 ein, so bilden sie einen so genannten schiefen Kontrast, welcher den Komplementärkontrast interessanter gestalten kann. Des Weiteren gibt es den fließenden Winkelkontrast, der jedoch keinen Kontrast im eigentlichen Sinne darstellt, denn in diesem Falle gehen die Farben ineinander über. Liedl stellt unter anderem bei seinen Experimenten fest, dass eine Abweichung von bis zu 20 kaum merkliche Änderungen in der harmonischen Wirkung zeigt. Auch werden die Winkelkontraste bei längerer Betrachtung stets schwächer, sodass eine Gewöhnung eintritt Der Bunt-Unbunt-Kontrast Bei diesem Kontrast werden zwei Farben unterschiedlicher Sättigung gegenübergestellt. Dabei entstammen die Farbkombinationen entweder der gleichen oder verschiedenen Farbfamilien. Jede Farbe kann durch Mischen einer Buntfarbe mit Weiß oder Schwarz erreicht werden. Je größer der Anteil der Buntfarbe ist, desto höher ist die Sättigung beziehungsweise der Buntheitsgrad. Folglich sind die Buntfarben die buntesten und die reinen grauen Farben die unbuntesten. Der Bunt-Unbunt-Kontrast ist am stärksten, wenn einer bunten Farbe eine unbunte gegenübergestellt wird. In der folgenden Grafik 19 werden in den ersten beiden Beispiele Farbkombinationen mit gutem Bunt-Unbunt-Kontrast dargestellt. In 19a wird dabei nur eine Farbfamilie verwendet. 19c zeigt ein Negativbeispiel mit voll gesättigten, reinen Farben. 31

38 4. Farbharmonien (a) Abstufungen (b) Guter Kontrast (c) Schlechter Kontrast Abb. 19: Der Bunt-Unbunt-Kontrast [Lie94] führt des Weiteren noch den Begriff der Strahlkraft einer Farbe ein. Ist diese gering, so tritt eine starke unbunte Wirkung ein. Diese Eigenschaft ist sehr subjektiv, demnach ist es sehr schwer eine Regel für jede Farbe und ihre Intensität zu finden. Bei manchen Farben wird durch Zumischen von Schwarz die Strahlkraft erhöht und bei manchen wird diese vermindert. Dies erfolgt ähnlich dem Prinzip der Helligkeitszumischung von Goethe aus Im Allgemeinen legt er jedoch fest, dass bei Zumischen von Grau, welches die gleiche Helligkeit aufweist wie die zugrunde liegende Buntfarbe, die Strahlkraft verringert wird Der Quantitätskontrast Der Quantitäts-, auch Mengenkontrast genannt, entsteht durch Gegenüberstellung einer größeren farbigen Fläche zu einer kleineren anders farbigen. Dies ist durch die unterschiedlich starke Wirkung von Farben begründet, denn manche Farben treten bei gleich großer Fläche hinter anderen zurück. Um sie gleichwertig erscheinen zu lassen, muss der Quantitätskontrast angewendet werden. Dafür stellte Goethe die heute noch gültigen Farbgewichte für seine sechs Grundfarben auf, sodass folgende Flächenbeziehungen der komplementären Farben entstehen: Gelb + Blau(violett) = = 12 Rot + Cyan = = 12 Magenta + Grün = = 12 Dies bedeutet beispielsweise, dass Gelb eine dreimal kleinere Fläche als Blauviolett einnehmen sollte, damit sie als gleichwertig empfunden werden. In der folgenden Grafik 20 wird wieder ein gutes Beispiel einem schlechten gegenübergestellt. (a) Guter Kontrast (b) Schlechter Kontrast Abb. 20: Der Quantitätskontrast In 20a ist erkennbar, dass sich keine Farbe in den Vordergrund drängt. In 20b jedoch, wird zunächst nur das Orangerot wahrgenommen, während das Blau kaum Beachtung findet. Dieser Effekt wird 32

39 4. Farbharmonien durch die Flächengrößen unterstützt, denn kleinere Flächen rücken in den Hintergrund. Der Mengenkontrast kann die vorangegangen Kontraste unterstützen, wird jedoch für die Zusammenstellung von harmonischen Farbkombinationen nicht berücksichtigt. Im Programm wird dieses Kriterium demnach keine Beachtung finden, da es erst beim Layout der Webseite angewendet wird Der Kalt-Warm-Kontrast Manche Farben wirken kühl und andere wiederum erwecken einen wärmeren Eindruck. Diese gefühlten Temperaturen nutzt der Kalt-Warm-Kontrast aus und wurde schon von Goethe entdeckt, der den Farbkreis in eine passive und aktive beziehungsweise kalte und warme Seite aufteilte. Dies ist in seinem Farbkreis aus der Abbildung 15 erkennbar. Es gibt noch viele Unsicherheiten in Bezug auf das Temperaturempfinden, dennoch legt [Lie94] einige Regeln fest. Dafür benutzt er den so genannten harmonischen Farbkreis, der im Abschnitt 4.4 erklärt und in diesem Kapitel für die Regeln verwendet wird. In der Abbildung 21 sind links die warmen und rechts die kühlen Farben im Farbkreis eingetragen. Zur Verdeutlichung sind zusätzlich die jeweilig zugehörigen Farbreihen als vollgesättigte, reine Farben angegeben. (a) warme Farben (b) kühle Farben Abb. 21: Farbtemperaturen Die Regeln sind aus den Farbkreisen ebenfalls schon teilweise ablesbar, die sich wie folgt gestalten: 1. Alle Farben einer Farbfamilie haben die gleiche Temperatur. 2. Orange-Rot ist die wärmste und Cyan-Türkis ist die kälteste Farbfamilie. 3. Die Temperatur der Farbfamilien nimmt zu beiden Seiten zu Orange-Rot gleich schnell ab bis Cyan-Türkis erreicht ist. 4. Die wärmsten Farben liegen zwischen Orange und Rot und die kältesten zwischen Cyan und Türkis. 33

40 4. Farbharmonien 5. Violett, Blau, Cyan, Türkis, Grün und Lind sind die kühlen Farben. Gelb, Dotter, Orange, Rot, Magenta und Lila sind die warmen Farben Des Weiteren unterscheiden sich die Farben von Rot bis Gelb von den anderen. Hierbei handelt es sich um die so genannten warmen modulationsfähigen Farbfamilien, da sie mit Zumischung unbunter Farben sehr unterschiedliche Eindrücke erwecken können. So befindet sich Braun in der Farbfamilie von Orange und Kastanienbraun in Rot. Außerdem liegt Ocker in Dotter und in Gelb sind sogar grünliche Töne beim Zumischen von Schwarz vorhanden. Bei den anderen Farben tritt dieses Phänomen nicht auf, weswegen sie auch die starren Farbfamilien genannt werden. Der Kalt-Warm-Kontrast liegt also vor, wenn kühle Farben mit wärmeren kombiniert werden. Da die Farbharmonien meist auf den Komplementärkontrast aufbauen, liegt dieser Kontrast oft schon automatisch vor. Die einzige Ausnahme bildet die Kombination von Gelb-Lind mit Violett-Lila, die sich im Hinblick auf die Temperatur neutral gegenüberstehen. Ein neutrales Temperaturempfinden erzeugt ebenfalls die Farbe Grau. Diese kann sich jedoch an die jeweilige Empfindung einer Buntfarbe anpassen, sobald diese zugemischt wird. Das Grau nimmt dann die Temperatur der Buntfarbe an. Daneben weist der Kalt-Warm-Kontrast eine weitere Wirkung auf. Warme Farben werden oft näher empfunden als kalte, dadurch kann eine Tiefenwirkung erzielt werden. Dies ist in der Natur begründet, in der entfernte Farben durch die Atmosphäre meist kühl und warme eher näher sind Der Simultan- und der Sukzessivkontrast Der Simultankontrast erfasst den physiologischen Effekt, dass das menschliche Auge beim Betrachten einer Farbe die Komplementärfarbe verlangt, sodass das Umfeld der Farbnuance beeinflusst wird. So kann ein neutrales Grau kühl innerhalb einer orangenen und warm in einer blauen Umgebung wirken, wie die Abbildung 22 dies veranschaulicht. (a) Kühles Grau (b) Warmes Grau Abb. 22: Der Simultankontrast Der Sukzessivkontrast beschreibt den Effekt der negativen Nachbildungen von Farben, der beim Anstarren auf eine weißen Fläche entsteht. Dies wurde schon in Kapitel erläutert Der natürliche Kontrast Ein Bild, welches dem Betrachter gefällt, besitzt Farben, die im so genannten natürlichen Kontrast liegen. Das bedeutet, dass die vorangegangenen Kontraste wahrscheinlich so eingesetzt wurden, 34

41 4. Farbharmonien wie es für ihn stimmig erscheint. Aus diesem Grunde liegt es nahe, die Farbzusammenstellung dieses Bildes zu wählen. Schon Goethe erkannte, dass die Intuition der Theorie überlegen sein kann. Um diesen Kontrast zu nutzen, beschreibt [Lie94] folgende Vorgehensweise: 1. Man sucht nach den hellsten und dunkelsten Farben und stuft die anderen Farben dazwischen ein. 2. Man bestimmt bei ähnlichen Farben, welche Position ihre zugehörigen Farbfamilien zueinander am Farbkreis einnehmen. 3. Man versucht zu bestimmen, welche Farben die relativ bunten und welche die relativ unbunten Farben sind. 4. Man versucht zu bestimmen, welche Farben die größte Fläche einnehmen. Damit ist es möglich die miteinander stimmigen Farben herauszufiltern und so eine harmonische Farbkombination zu erstellen Küppers Harmonielehre [Kup00] entdeckte mehrere Gestaltungsgrundsätze um Farben harmonisch zu kombinieren und baute eine entsprechende Harmonielehre auf, die aus einem quantitativen Farbsystem ähnlich zu dem HSB-Farbsystem hergeleitet ist. Neben der Erkenntnis, dass Harmonie Ordnung ist, unterscheidet er zwischen quantitativen und qualtitativen harmonischen Beziehungen. Dabei geht er für harmonische Farbzusammenstellungen von Ähnlichkeiten der Farbnuancen aus, denn diese sind im Gegensatz zu Unterschiede leichter zu definieren. Jedoch dürfen diese Gemeinsamkeiten nicht zu monoton ausfallen, sodass auch Gegensätze vorhanden sein müssen um Spannungen zu erzeugen. Küppers entdeckte zudem, dass der Aufbau von Ittens Farbkreis nicht der Wahrnehmung entspricht und entwickelte einen neuen. Dieser ist heutzutage als harmonischer Farbkreis bekannt, der in Abbildung 23a als Farbkreis mit Farbnamen dargestellt ist. Daneben ist seine so genannte Farbensonne abgebildet, welche ebenfalls den harmonischen Farbkreis repräsentiert und zusätzlich Farbabstufungen beinhaltet. Damit können mehr Farbnuancen erfasst werden. (a) Die Farbnamen (b) Die Farbensonne Abb. 23: Der harmonische Farbkreis 35

42 4. Farbharmonien In der Farbensonne werden die reinen Buntarten als Ring angezeigt. In Richtung Mitte sind jeweils drei Verweißlichungsstufen, also Zumischungen mit Weiß, und nach außen hin vier Verschwärzlichgungsstufen der jeweiligen Farbe angegeben. Der harmonische Farbkreis unterscheidet sich nicht nur vom Farbkreis von Itten, sondern auch vom symmetrischen Farbkreis des HSB-Farbsystems, sodass die Buntarten noch in die Anordnung des harmonischen Farbkreises transformiert werden müssen. Erst dann kann auch dieses Farbsystem zur Findung harmonischer Beziehungen genutzt werden, welche in den folgenden Ausführungen erklärt werden Aufbau einer Farbnuance Um die harmonischen Beziehungen zu verstehen, muss zunächst eine Erklärung des Aufbaus einer Farbnuance nach Küppers Theorie erfolgen, da sie sich vom bisherigen Verständnis unterscheidet. Eine Farbe besteht demnach aus maximal vier Teilmengen: Zwei Mengen erfassen die Buntart und die anderen den Weiß- beziehungsweise Schwarzanteil einer Farbnuance. In der Abbildung 24a ist der Aufbau einer Farbnuance noch einmal grafisch dargestellt. (a) Teilmengen einer Farbnuance (b) Die Grundfarben Abb. 24: Aufbau einer Farbnuance Des weiteren sind die Mengenbeziehungen, die die drei bisher bekannten Eigenschaften repräsentieren, eingetragen. Die Buntart entsteht durch das Verhältnis der zwei Buntmengen. Diese sind ausreichend zur Repräsentation aller Buntarten, denn Küppers geht von sechs Grundfarben aus, die in der Grafik 24b dargestellt sind. Die zwei bunten Teilmengen bestehen dabei jeweils aus zwei benachbarten Farben, wie in diesem Beispiel aus Gelb und Orangerot. Die Anordnung der Grundfarben beruht auf der Physiologie des menschlichen Auges. So sind die Primärfarben, die er auch Urfarben nennt, Orangerot, Grün und Violettblau. Die Sekundärfarben entstehen entsprechend der additiven Mischung und sind Gelb, Cyanblau und Magentarot. Im harmonischen Farbkreis wurde diese 6-teilige Anordnung entsprechend den Mischungen verdoppelt, sodass ein 12-teiliger Farbkreis entsteht. Die Sättigung ergibt sich durch das Verhältnis der unbunten zu den bunten Teilmengen. Letztere sind durch den Weiß- und den Schwarzanteil charakterisiert, ähnlich wie Ostwald die Farben eingeordnet hat. Diese Anteile beschreiben die so genannte Unbuntart einer Farbe, die der absoluten Helligkeit entspricht. Die Helligkeit fasst Küppers jedoch als ein weiteres Merkmal auf, welches durch die Eigenhelligkeiten der Farben gegeben ist und einer entsprechenden Graustufe zugeordnet werden muss. Da diese Eigenschaft jedoch sehr unregelmäßig ist und die Linearität 36

43 4. Farbharmonien der anderen Merkmale zerstört, wird sie nur bedingt berücksichtigt. Die Mengenbeziehungen und die Helligkeit bezeichnet Küppers auch als vier ästhetischen Unterscheidungsmerkmale. Die Farbnuance, die im Beispiel dargestellt ist, ist im so genannten Grundfarben-Kennzahlen-System (GKS) erfasst, das in folgender Schreibweise angegeben wird: W 41 Y 19 G 14 S Quantitative harmonische Farbwirkungen Bei dieser Art der Farbkombination geht [Kup00] von den Teilmengen einer Farbnuance aus. Da die Grundlage für eine harmonische Wirkung Ähnlichkeiten zwischen Farben sind, wird die größte Harmonie durch Übereinstimmung von zwei Teilmengen geschaffen. Wenn drei Mengen identisch sind, dann ist die vierte ebenfalls gegeben, da mathematisch gesehen die Mengen insgesamt 100 ergeben. Dann wäre die gleiche Farbnuance erfasst, es sei denn die Buntarten unterscheiden sich. Ausgehend von der Farbnuance der Grafik 24a mit W 41 Y 19 O 24 S 16 kann zum Beispiel die Farbe W 41 Y 19 G 14 S 26 gewählt werden. Diese weisen die gleiche Menge an Weiß- und Gelbanteilen auf und haben ein dementsprechendes Verbindungselement. Weitere Farben können nun durch andere gleiche Teilmengen hinzugefügt werden. Um Spannungen aufzubauen, werden Komplementärfarben gewählt. Im Beispiel ist es möglich, die Farbnuancen W 41 B 19 V 24 S 16 und W 41 M 19 V 14 S 26 zu wählen, da sie die gleichen Teilmenge aufweisen und Komplementärfarben zu den bisherigen bilden. Des Weiteren kann die Farbnuance W 16 Y 24 O 19 S 41 verwendet werden, in der jeweils die Bunt- und die Unbuntanteile vertauscht wurden. Dies kann nun beliebig fortgeführt werden. In der folgenden Abbildung 25 ist die entstandene Farbkombination noch einmal zur Veranschaulichung dargestellt. Abb. 25: Harmonische quantitative Farbkkombination Dies ist nur ein Beispiel von unendlich vielen Kombinationsmöglichkeiten. Dabei sollten die Abstände gleich groß sein oder in einer gewissen Relation zueinander stehen, damit die Farbkombinationen nicht zu willkürlich gewählt werden. Dabei beeinflussen Übereinstimmungen von kleinen Teilmengen die Farbkombinationen kaum. Wichtig ist vor allem, dass sie stets ein Verbindungselement besitzen, sodass die Farben Ähnlichkeiten aufweisen Qualitative harmonische Farbwirkungen Für die qualitative harmonische Kombination von Farben werden die vier ästhetischen Unterscheidungsmerkmale genutzt. Dabei gelten die gleichen Bedingungen wie bei den quantitativen harmonischen Farbbeziehungen. Die Merkmale müssen nicht unbedingt exakt gleich sein, oft reicht 37

44 4. Farbharmonien auch eine Ähnlichkeit aus um eine Verbindung zu schaffen. Kleine Modifikationen eines gleichen Merkmals sind also noch zulässig und können sogar sehr interessant wirken. Um harmonische Farbkombinationen zu bilden, werden die Bunt- und Unbuntmengen gebildet um diese daraufhin nicht zu monoton zu kombinieren. Farbklänge, die aus einer beziehungsweise ähnlichen Buntarten zusammengesetzt sind, wirken zwar stets harmonisch, können jedoch unter Umständen langweilig wirken. Am besten sind an einer Farbkombination benachbarte und gegenüberliegende Buntarten beteiligt. Wiederum ausgehend vom Beispiel der Abbildung 24a können folgende Buntarten gewählt werden: 1. Y 44 O Y 44 G B 44 V 56 Die Farbnuancen wurden so gewählt, dass die Mengenverhältnisse der Buntarten übereinstimmt. Dabei wurde darauf geachtet, dass stets unterschiedliche Grundfarben beteiligt sind, sodass keine Übereinstimmung in der Buntart gegeben ist. Als nächstes kann die Unbuntart bestimmt werden. Die gleiche Unbuntart kann versteckte Beziehungen zwischen den Farben schaffen und verbindet sie demnach unterschwellig. Für das Beispiel werden folgende Unbuntarten verwendet: (a) W 72 S 28 (b) W 28 S 72 (c) W 44 S 56 Bei der Wahl wurde die Unbuntart der Ausgangsfarbe verwendet und die Werte zum einen vertauscht und zum anderen wurden die Werte der Buntanteile gesetzt. Als Nächstes werden die verschiedenen Buntarten mit den Unbuntarten kombiniert. So können folgende Kombinationen gewählt werden: 1(a) 1(b) 2(a) 2(c) 3(b) Da fünf Farbnuancen entstehen sollen und nur drei Bunt- und Unbuntarten vorhanden sind, entstehen beim Kombinieren automatisch Verbindungen. Da das Verhältnis zwischen den Arten noch nicht feststeht, muss nun der Buntgrad bestimmt werden. Dieser kann selten eine harmonische Wirkung erzielen, wenn er das einzige Merkmal ist, welches eine Verbindung schafft. Dementsprechend ist es sinnvoll, dass es durch andere Übereinstimmungen unterstützt wird. Grundsätzlich ist die Wahl des Verhältnisses beliebig, jedoch sollten Gegensätze und Ähnlichkeiten gut ausbalanciert werden. Im Beispiel weisen die ersten vier Farben nahe beieinander liegende Buntarten auf, sodass die Sättigungen ebenfalls sehr ähnlich ausfallen. Der ersten und der dritten Farbe wird der gleiche Buntgrad von 43% zugeordnet, sodass sogar zwei ästhetische Merkmale übereinstimmen. Der Buntgrad der zweiten und vierten Farbe wird 57% betragen. Die fünfte Farbe hingegen liegt im komplementären Bereich der Ausgangsfarbe, sodass eine stark abweichende Sättigung mit 80% gewählt wird. Letztendlich entsteht folgendes Endergebnis: Abb. 26: Harmonische qualitative Farbkkombination 38

45 4. Farbharmonien Sollte die Helligkeit nicht die gewünschte Wirkung erzielen, so kann die Unbuntart und der Buntgrad nachträglich angepasst werden. Die Helligkeit als einziges verbindendes Merkmal führt nicht zu einer harmonischen Beziehung, kann aber wie der Buntgrad förderlich sein. Daneben bemerkt Küppers, dass Farbkombinationen, die die gleiche Buntart aufweisen, stets harmonisch wirken. Jedoch können sie auch schnell zur Langeweile führen, sodass wiederum kleine Abweichungen Spannungen erzeugen könnten Liedls Harmonielehre [Lie94] verwendet den gleichen Farbkreis wie [Kup00], jedoch kann dieser leicht in den einzelnen Farbnuancen variieren, weswegen ein Farbkreis mit Farbnamen für eine theoretische Betrachtung vorzuziehen ist. In der folgenden Grafik 27 werden Farbnuancen von [Lie94] im Farbkreis verwendet. Demgegenüber steht noch einmal zur Veranschaulichung der Farbkreis mit Farbnamen. (a) Die Farbnuancen (b) Die Farbnamen Abb. 27: Farbkreis nach [Lie94] In den folgenden Unterabschnitten wird die Harmonielehre von [Lie94] erklärt. Dafür wird zunächst die Methode des maximalen Kontrasts beschrieben, woraufhin die von ihm geprägten Winkelharmonien erläutert werden Die Methode des maximalen Kontrasts Die Methode des maximalen Kontrasts liegt vor, wenn die allgemeinen Harmoniekontraste aus Kapitel 4.3 ausgeprägt vertreten sind. Sind zwei Farben gegeben, so müssen sie sich in ihren Farbfamilien, ihrer Helligkeit, Sättigung und in ihrer Flächengröße größtmöglich unterscheiden. In Bezug zum Farbton wären Komplementärfarben am geeignesten um eine harmonische Farbkombination zu bilden. Sollen mehr als zwei Farben miteinander kombiniert werden, so müssen die eben genannten Kriterien auf mindestens zwei beteiligte Farben übertragen werden, unabhängig davon, wie viele Farben beteiligt sind. Dabei müssen alle Farben in einer Winkelharmonie, die im folgenden Abschnitt erklärt werden, angeordnet sein. Es kann von Vorteil sein nur eine Farbe vollkommen gesättigt einzusetzen. Eine Ausnahme bildet die Farbe Schwarz, denn diese erlaubt es, mehrere reine bunte Farben zu verwenden. Des Weiteren fördert sie den Hell-Dunkel-Kontrast, sodass 39

46 4. Farbharmonien mehrere helle Farben eingesetzt werden können. Im Gegenzug kann Weiß mit mehreren dunkleren Farben kombiniert werden. Die Extreme der unbunten Farben können Winkelharmonien unterstützen. Reine Grautöne dagegen stehen ihnen neutral gegenüber. Nicht reine Grautöne, also leicht in eine Farbfamilie hin akzentuierte Grautöne, bilden hingegen meist einen starken Kalt-Warm-Kontrast. Dabei werden oft Farben von Rot bis Orange und von Blau bis Türkis gewählt, wie es in Kapitel erklärt wurde. Eine weitere interessante Kombination werden in Zusammenhang mit Akzentuierungen geschaffen. Dazu erfüllt eine Farbe einen Harmoniekontrast, wobei die Winkelkontraste nicht mit erfasst werden. Diese Akzentuierungen sollten sehr rar ausfallen, damit sie zum einen die Gesamtwirkung nicht zerstören und zum anderen ihren Zweck erfüllen können Dominanz einer Farbfamilie Dominiert eine Farbfamilie oder ist sogar nur eine vorhanden, so spricht man vom monochromatischen Farbkombinationen. Der Winkelkontrast beträgt bei diesen Zusammenstellungen stets 0, wobei nach [Lie94] dies auch leicht variieren kann. Die anderen Harmoniekontraste werden durch Abstufungen hinzugefügt, sodass eine harmonische Wirkung entstehen kann Die Winkelharmonien Die Winkelharmonien nutzen den Winkelkontrast aus und bilden harmonische Farbkombinationen im Hinblick auf die Farbtöne. Hierbei ist zu beachten, dass sie lediglich die reinen Buntarten beschreiben, sodass sich unter Umständen ein Wohlklang erst beim Hinzuziehen der Harmoniekontraste einstellen kann. Ein harmonischer Farbkreis ist für die Zusammenstellung eine notwendige Voraussetzung. Die Winkelharmonien besitzen mehrere gemeinsame Eigenschaften: 1. Sie beruhen auf physiologischen Erkenntnissen. 2. Sie bilden insgesamt ein Ganzes im Sinne von Goethes Totalität. 3. Sie sind ausgeglichen im Hinblick auf das Temperaturempfinden. 4. Sie sind objektivierbar. Das zweite und dritte Merkmal implizieren, dass die Winkelharmonie in beiden Halbkreisen enthalten sein muss. Des Weiteren muss sie für die Herstellung eines Gleichgewichts an einer Achse spiegelgleich sein. Durch die Erfordernis der Totaltität kann die vierte Eigenschaft hergeleitet werden. Objektiv bedeutet im Sinne dieser Harmonielehre, dass Winkelharmonien höchstwahrscheinlich beim Betrachter eine harmonische Wirkung hervorrufen. Damit dies geschieht, müssen sich die Farben zu einem Ganzen zusammenfügen, sodass letztendlich die Winkelharmonien bestimmte Ausprägungen liefern. Die Eigenschaften sind sehr allgemein gefasst und dementsprechend gibt es unendlich viele Winkelharmonien. Doch einige stechen durch ihre besonders harmonische Wirkung hervor, die im 40

47 4. Farbharmonien Folgenden betrachtet werden. Außerdem ist zu beachten, dass lediglich die Farbfamilien betrachtet werden, sodass letztendlich ein Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten entstehen Einfache Winkelharmonien Die einfachste Winkelharmonie beschreibt den Komplementärkontrast, bei welchem die beteiligten Farbfamilien um 180 auseinander liegen. Im Beispiel, welches in Abbildung 28a dargestellt ist, werden Dotter und Blau als gegenüberliegende Farben verwendet, die zusammen eine Zweier- Harmonie bilden. Falls eine weitere Farbe enthalten sein soll, die in einer anderen Farbfamilie liegt, dann wird eine Seite aufgespalten. Diese Farbzusammensetzung wird auch als teilkomplementär bezeichnet, da die Komplementärfarbe nicht mehr direkt vertreten ist. Die Aufspaltung erfolgt symmetrisch, sodass die beiden neuen Farbfamilien die ursprüngliche komplementäre Farbe ersetzen. So bleibt das Ganze erhalten. Im Beispiel wird Blau durch Violett und Cyan vertreten, sodass es mittig zwischen ihnen liegt. Aus der Zweier-Harmonie ist eine Dreier-Harmonie entstanden, wie sie in Abbildung 28b angezeigt wird. Es ist zwar nicht zwingend notwendig, dass die Komplementärfarbe exakt im Zentrum liegt, aber es sollte zumindest annähernd zutreffen. (a) Komplementärkontrast (b) Kopf-und Fußfarben (c) Abänderung einer Winkelharmonie Abb. 28: Der analoge Kontrast Bei diesen Dreier-Harmonien werden die beteiligten Farbfamilien als Kopf- und Fußfarben bezeichnet. Dotter ist die Kopffarbe und die beiden neuen Farbfamilien, die sich aus der Aufspaltung der komplementären Farbe ergeben, sind die Fußfarben. Die Kopffarbe sticht im Vergleich zu den anderen Farbfamilien hervor und besitzt dadurch eine bedeutende Wirkung und sollte dementsprechend sparsam verwendet werden. Dies trifft solange zu bis der Winkel zwischen den beiden Fußfarben 120 beträgt. Bei diesem Winkel ist eine triadische Winkelharmonien vorhanden, bei der die drei beteiligten Farben gleichwertig sind. In dem Beispiel wären das die Farbfamilien Dotter, Türkis und Lila. Wird der Winkel weiterhin vergrößert bis sich die aufgefächerten Farben gegenüber liegen, so ist die ursprüngliche Winkelharmonie zerstört. Die Neutralität ist nicht mehr gewährleistet, da die Komplementärfarbe zur Ausgangsfarbe durch die weite Aufspaltung nicht mehr erkennbar ist. Aber sie beinhaltet nun wieder zwei neue komplementäre Farbfamilien, die sehr interessant wirken können. Ein Beispiel ist in der Grafik 28c gegeben. Jedoch sollte damit vorsichtig umgegangen 41

48 4. Farbharmonien werden. Außerdem ist bei den Auffächerungen zu bemerken, dass die Harmoniewirkung stets geringer wird, je größer der Winkel zwischen den aufgefächerten Farbtönen ist Triadische Winkelharmonien An den triadischen Harmonien sind drei Farbfamilien beteiligt, die in einem Abstand von je 120 im Farbkreis liegen. Dazu gehören zwei spezielle Winkelharmonien, die als rationale Farbklänge bezeichnet werden. Sind die Farben Gelb, Cyan und Magenta beteiligt, so entsteht ein Dur- Farbklang, der oft fröhlich, klar und frisch wirkt, welcher in Abbildung 29a dargestellt ist. Dieser kann durch Hinzufügen einer weiteren Farbfamilie, die einer beteiligten gegenüberliegt, abgeschwächt werden. (a) Dur-Farbklang (b) Moll-Farbklang Abb. 29: Triadische Winkelharmonien In der Grafik 29b ist der Moll-Farbklang abgebildet. Dieser wirkt romantisch, rätselhaft und tiefgehend und besteht aus Orange, Grün und Violett. Auch er kann zu einer Vierer-Harmonie erweitert werden, dadurch wird jedoch die Wirkung wiederum abgeschwächt Winkelharmonien mit mehr als drei Farbfamilien Wird eine Vierer-Harmonie zusammengestellt, so dient der Komplementärkontrast wieder als Ausgangspunkt. Um das Beispiel aus Kapitel zu erweitern kann das Blau aufgespalten werden und gleichzeitig erhalten bleiben. So entsteht eine Winkelharmonie wie sie in Abbildung 30a dargestellt ist. Der Winkel zwischen den aufspaltenden Farbfamilien kann wieder bis zu 120 gedehnt werden. 42

49 4. Farbharmonien (a) Auffächerung (b) tetradisch (c) asymmetrisch Abb. 30: Vierer-Harmonien In den Grafiken 30b und 30c werden weitere Möglichkeiten zur Aufspaltung des Komplementärkontrasts angegeben. Abbildung 30b zeigt eine symmetrische Auffächerung, indem die beiden Winkel zwischen Orange und Gelb und zwischen Cyan und Violett gleich groß sind. Diese Farbkombination wird auch als tetradische Farbharmonie bezeichnet. In Abbildung 30c wird eine asymmtrische Aufspaltung dargestellt. Dies bedeutet nicht, dass die Winkelharmonie nicht spiegelgleich ist, sondern dass die Winkel unterschiedlich groß sind. Diese und auch die anderen Farbkombinationen können weiterhin an der Achse des Komplementärkontrasts gespiegelt werden. Diese Prinzipien können analog für Fünfer-Harmonien angewendet werden, wie sie in den Abbildungen 31a bis 31c dargestellt sind. In der ersten wurde eine Farbe aufgefächert und in der zweiten ist die gleiche Methode wie in 30b angewendet worden, nur dass noch eine Ausgangsfarbe bestehen geblieben ist. Die letzte Fünfer-Harmonie ist gleichmäßig über den ganzen Farbkreis verteilt und bildet durch die regelmäßigen Abstände zwischen allen Farben eine wohlklingende Farbkombination. (a) Auffächerung (b) asymmetrisch (c) symmetrisch Abb. 31: Fünfer-Harmomien Eine Besonderheit weisen Winkelharmonien auf, die eine Gegenüberstellung von Farben einerseits im Bereich von Rot bis Gelb und andererseits von Türkis bis Violett beinhalten. Diese Kombinationen haben einen sehr starken Kalt-Warm-Kontrast, jedoch wurden sie schon oft verwendet, sodass sie kaum mehr Aufmerksamkeit erregen. 43

50 4. Farbharmonien Winkelharmonien durch Gewöhnung Des Öfteren kann es vorkommen, dass eine Farbkombination harmonisch wirkt, obwohl sie keiner Winkelharmonie entspricht. In diesen Fällen hat sich unser Auge an diese Vielfalt gewöhnt und ruft somit eine Harmonie hervor. Das Beispiel in der Grafik 32 zeigt die heutzutage oft kombinierten Farben Rot, Gelb, Lind und Blau mit der dazugehörigen Winkelharmonie. Abb. 32: Winkelharmonie durch Gewöhnung Dies ist ein Beispiel für die ständige Weiterentwicklung von Farbharmonien, was eindrucksvoll zeigt, dass es keine objektiven und generellen Gesetze für harmonische Farbkombinationen geben kann. Was heutzutage als harmonisch angesehen wird, ist eventuell in mehreren Jahren vollkommen unstimmig, sodass die Regeln stetig angepasst werden müssten Zusammengesetzte Winkelharmonien Liegen zwei Winkelharmonien vor, an denen jeweils unterschiedliche Farbfamilien beteiligt sind, so können diese unter Umständen zusammen eine neue Winkelharmonie ergeben. Dafür müssen die ursprünglichen mindestens eine gemeinsame Symmetrie- beziehungsweise Spiegelachse besitzen, damit die resultierende Winkelharmonie ebenfalls eine hat und beide Halbkreise ausfüllen kann. Das Beispiel in der Grafik 33 vereint eine Dreier-Harmonie mit einer triadischen Winkelharmonie und liefert als Ergebnis eine neue, bei der beide Halbkreise Farbfamilien beinhalten und die Symmetrieachse von Gelb nach Violett verläuft: Abb. 33: Zusammengesetzte Winkelharmonie Des Weiteren erfasst [Lie94] unter den zusammengesetzten Winkelharmonien bestimmte Vierer- Harmonien, die durch zwei zusammengesetzte Komplementärkontraste entstehen. Diese Kombi- 44

51 4. Farbharmonien nationen besitzen eine besondere Wirkung und werden heutzutage oft verwendet. In der folgenden Grafik werden zwei Beispiele angegeben: (a) tetradisch (b) symmetrisch Abb. 34: Besondere Vierer-Harmonien In der Abbildung 34a tritt eine schon bekannte Winkelharmonie auf. Die tetradische Winkelharmonie entsteht ebenfalls durch Aufspaltung beider komplementärer Farben. Dies ist lediglich eine Frage des Betrachtungswinkels und nicht weiter von Relevanz. Diese Kombinationen können sehr interessant sein, jedoch müssen besonders in diesen Fällen die passenden Farbnuancen der Farbfamilien gefunden werden, damit diese Winkelharmonie ihre gerechte Wirkung entfalten kann Ergänzte Winkelharmonien Das so genannte Corporate Design drängt dazu, bestimmte Farben einzusetzen. Dies ist in der Gestaltung von Webseiten oft vertreten, denn beispielsweise besitzen Firmen ein Logo oder Ähnliches, mit dem sie sich identifizieren, sodass dessen Farbgebung als wiedererkennbarer Wert erhalten bleiben muss. Unter Umständen befinden sich diese Farbkombinationen nicht in einer Winkelharmonie. Dann können die vorhandenen Farbfamilien durch weitere ergänzt werden, bis beide Halbkreise nicht leer sind. Beispielsweise sind die Farben Rot und Lind vorgegeben. Diese sind zusammen weder monochrom noch komplementär und sie füllen auch nicht beide Halbkreise aus. Alles in allem bilden sie keine Winkelharmonie. Je nach Anzahl der ergänzenden Farbfamilien, gibt es nun mehrere Möglichkeiten diese Kombination so zu erweitern, dass sie harmonisch wirkt. In der folgenden Abbildung 35 werden zwei Beispiele für Erweiterungen angegeben, in denen die Eigenschaften von Winkelharmonien erhalten bleiben. 45

52 4. Farbharmonien Abb. 35: Ergänzungen einer Winkelharmonie Sollten komplexe Farbkombinationen vorgegeben sein, so ist es eventuell nicht sofort ersichtlich, inwiefern diese zu einer Winkelharmonie ergänzt werden können. In diesen Fällen kann zunächst versucht werden vorhandene Winkelharmonien abzuspalten und den Rest zu ergänzen. Als Beispiel dient die Farbzusammenstellung Gelb, Lind, Blau und Rot, die schon aus dem Kapitel bekannt ist. Der Prozess gestaltet sich wie folgt: Abb. 36: Auffinden und Ergänzen der Winkelharmonie In der Farbkombination ist eine triadische Winkelharmonie zwischen Lind, Blau und Rot vorhanden, welche abgespalten wird. Demnach bleibt nur noch Gelb übrig, dessen komplementäre Farbe Violett ist und hinzugefügt wird, sodass wieder eine Harmonie mit den Farbfamilien Gelb, Lind, Blau, Violett und Rot entsteht. Bei diesen Ergänzungen ist stets zu beachten, das die vorgegebenen Farben nicht von den ergänzten in den Hintergrund gedrängt werden Unterstützende Farbkombinationen Einige wenige Farbkombinationen wirken trotz Winkelharmonie nicht harmonisch, wie beispielsweise Magenta und Grün. Diese können jedoch entweder durch Hinzufügen von Farbfamilien zwischen Dotter und Gelb oder zwischen Blau und Violett entschärft werden. Auch andere schwierige Winkelharmonien lassen sich auflösen, indem ihnen Farbfamilien hinzugefügt werden. Diese müssen nicht zwangsweise in einer Winkelharmonie liegen. 46

53 4. Farbharmonien Systematische Farbreihen Mehrere farbige Flächen müssen nicht unbedingt in einer Winkelharmonie enthalten sein um harmonisch zu wirken. Eine andere Möglichkeit ist diese entlang des Farbkreises Schritt für Schritt abzuändern, wie es in Abbildung 37 dargestellt ist. Diese Schematik ist auch unter dem Namen der analogen Farbharmonie bekannt. (a) keine Winkelharmonie (b) Winkelharmonie Abb. 37: Farbreihen Farbreihen, in der die Farbfamilien nicht beide Hälften des Farbkreises umfassen, bilden keine Winkelharmonien. Diese können durch die Ergänzung von Farbfamilien im anderen Halbkreis harmonisch wirken. Dafür wird die Komplementärfarbe der mittigen Farbe gewählt und entweder hinzugefügt oder weiter aufgespalten. Im Beispiel der Abbildung 37a wäre dies die Farbe Cyan und die Farbreihe würde dann eine Auffächerung bilden Die chromatische Spiegelung Abschließend sei noch die chromatische Spiegelung erwähnt. Eine Farbzusammenstellung besitzt einen farbästhetischen Wert, welcher nicht verloren geht, wenn die Winkelharmonie an der Gelb- Violett-Achse, als hellste und dunkelste Farbe, gespiegelt wird und die Helligkeits- und Bunt- Unbunt-Werte beibehalten werden. Dies kann hilfreich sein, wenn in einer Webseite mehrere Farbkombinationen verwendet und diese gleichwertig sein sollen. Jedoch können sich durch Assoziationen bedingte Änderungen in der Ästhetik einstellen, welche sowohl negativ als auch positiv sein können. Die Spiegelung kann anziehend, aber auch abstoßend wirken, je nach Erfahrungen des Betrachters. Dies ist oft dem Zufall überlassen, kann aber unter Umständen sehr interessante Ergebnisse liefern Zusammenfassung Die Harmonielehren von [Lie94] und [Kup00] ergänzen sich gegenseitig. So baut erstere auf starke Kontraste auf, während letztere mit Ähnlichkeiten arbeitet. [Lie94] befasste sich vor allem mit der Zusammenstellung von Farbtönen, sodass dessen Winkelharmonien verwendet werden sollten. Die weiteren Farbeigenschaften werden nur dahingehend berücksichtigt, als dass sie sich in der jeweiligen Farbkombination stark voneinander absetzen müssen. 47

54 4. Farbharmonien [Kup00] ist in dieser Hinsicht etwas genauer, indem er beschreibt, dass zwischen den Farben Verbindungselemente bestehen müssen, damit sie harmonisch wirken können. Dabei vernachlässigt er jedoch den Farbton einer Farbe. Alles in allem ist schon aus dieser kurzen Ausführung erkennbar, dass sich diese Harmonielehren sehr gut ergänzen. Dies wird dadurch unterstützt, dass sie den gleichen Farbkreis benutzen. Folglich werden die Farbtöne entsprechend den Winkelharmonien angeordnet und die Sättigungsund Helligkeitswerte werden zum einen stets zwischen zwei Farben gleich sein, jedoch zwischen anderen wieder relativ stark kontrastieren. Dabei muss jedoch ein gewisses Gleichgewicht gewahrt werden, sodass ähnliche Farben weiterhin als ähnlich eingestuft und unterschiedliche als dementsprechend klassifiziert werden. 48

55 5. Farbsymbolik 5. Farbsymbolik Der Computer errechnet mittels Algorithmen Farben, die auf Ergebnissen der Farbmetrik beruhen und dementsprechend eine Farbwirkung objektiv beschreibt. Doch selbst wenn die Farbmetrik diesen Anspruch erhebt, wird Farbe stets subjektiv empfunden. Besonders im Webdesign muss darauf Rücksicht genommen werden, da eine Internetpräsenz von vielen Benutzern besucht wird. So sind die schönsten Farbkombinationen sinnlos, wenn die einzelnen beteiligten Farben nicht die richtige Aussagekraft haben. Die Beurteilung von Farben wird vor allem von persönlichen Erfahrungen und vom kulturellen Hintergrund beeinflusst, sodass die gleiche Farbe unterschiedliche symbolische Bedeutung in verschiedenen Ländern hat. Viele Ausführungen zur Farbsymbolik, wie beispielsweise die von [Ham08], orientieren sich an [Hel00], sodass ihre Arbeiten einen großen Einfluss auf das heutige Verständnis der Farbbedeutungen hat. Demzufolge beruhen auch die folgenden Beschreibungen darauf Die Lieblingsfarben Bevor mit den Betrachtungen der Bedeutungen einzelner Farben begonnen wird, werden die Lieblingsfarben klassifiziert. Fast jeder Mensch bevorzugt eine Farbe und [Hel00] hat dazu eine Befragung mit folgenden Ergebnissen durchgeführt: Abb. 38: Lieblingsfarben (in %) [Hel00] Hier ist deutlich zu erkennen, dass Blau mit fast der Hälfte der Probanden die beliebteste Farbe ist. Außerdem wird sie im Webdesign heutzutage sehr oft genutzt, was sicherlich auch auf ihre Bedeutungen zurückzuführen ist, die im folgenden Unterkapitel erklärt werden. Dieser Farbe folgen die zwei anderen Primärfarben der additiven Mischung, Rot und Grün. Sie sind zwar nicht annähernd so stark vertreten wie das Blau, aber spielen immer noch ein wichtige Rolle und sind sehr beliebt in der Verwendung. Erstaunlich ist, dass die viert beliebteste Farbe Schwarz ist, da sie eine sehr düstere Farbe ist. Dies ist wahrscheinlich in der Jugend begründet, die die Farbe als Abgrenzungszeichen benutzt. 49

56 5. Farbsymbolik 5.2. Die Bedeutungen der wichtigsten Farben Im Folgenden wird insbesondere auf die europäische und anschließend tabellarisch auf abweichende Wirkungen eingegangen. Dabei werden zunächst Assoziationen aufgezeigt und die Komplemente der Farbe angegeben. Dabei kann das Komplement im Farbkreis vom psychischen Komplement abweichen, da deren Bedeutungen nicht in die gleiche Farbordnung passen. Darauf folgt eine Beschreibung der besonderen Bedeutungen der jeweiligen Farbe Blau Übersicht Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: psych. Komplement: Harmonie, Sympathie, Vertrauen Adel (blaues Blut), Alltag, Entspannung, Erholung, Fantasie, Ferne, Freundlichkeit, Freundschaft, Himmel, Konzentration, Leistung, Sehnsucht, Sportlichkeit, Stolz, Treue, Weite, Wissenschaft göttlich, heilig, kalt, klug, ordentlich, passiv, praktisch, ruhig, seriös, sportlich, surreal, technisch Orange Rot In vielen und vor allem religiösen Ländern wird Blau als eine göttliche Farbe angesehen, weil der Himmel, der das Göttliche umgibt, ebenfalls blau ist. Ein guter Gegensatz dazu bildet das irdische Grün - die Farbe der Natur. Des Weiteren kann mit Hilfe dieser Farbe eine räumliche Wirkung geschaffen werden, denn mit Blau wird eine Ferne hervorgerufen. Dies ist durch unsere Atmosphäre begründet, durch die Gegenstände in weiter Ferne als bläulich wahrgenommen werden. Außerdem sind die großen uns umfassenden Dinge blau, wie der Himmel und das Meer. Damit einhergehend ist der Begriff der Treue verbunden, der mit Blau oft assoziiert wird. Treue kann sich nur durch die Ferne erweisen, denn erst mit dieser besteht die Möglichkeit der Untreue. Auch mit der Ferne verbunden ist die Unwirklichkeit, die Welt der Träume und Fantasien, der Sehnsucht und des Unerreichbaren. Noch ein besonderes Merkmal weist diese Farbe auf: Sie ist die als kälteste empfundene Farbe. Das beruht ebenfalls auf Erfahrungswerten, die die Natur uns vorgibt, denn Wasser ist kalt. Des Weiteren ist Blau eigentlich eine weibliche Farbe, denn sie symbolisiert Passivität und Ruhe. Im Gegenzug steht sie aber auch für die Geisteswissenschaften und der Sportlichkeit, welche lange Zeit dem männlichen Geschlecht zugeordnet war und somit ist sie heutzutage ebenfalls dem Männlichen zugeordnet. Das Ultramarinblau 6 ist die teuerste Farbe, die es je als Malfarbe gegeben hat, denn sie wurde aus dem Halbedelstein Lapislazuli hergestellt. In Hinsicht auf die Kleidung war Blau eine Farbe der Arbeiterschicht, denn es war leicht möglich die Stoffe blau zu färben. 6 ultra marin: von jenseits des Meeres 50

57 5. Farbsymbolik Rot Übersicht Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: psych. Komplement: Freude, Hass, Liebe, Wut, Zorn Blut, Energie, Erotik, Feuer, Fülle, Gefahr, Glück, Hitze, Kraft, Leben, Leidenschaft, Lust, Mut, Nähe, Sexualität, Stärke aggressiv, aktiv, attraktiv, aufregend, dynamisch, extrovertiert, laut, männlich, verführerisch, warm Grün Blau, Weiß Rot ist eine sehr wirkungsvolle und bedeutungsträchtige Farbe, denn sie ist mit dem Begriff der Farbe am engsten verbunden. So wird meist Rot als erstes genannt, wenn nach einer Farbe gefragt wird und sie ist wahrscheinlich die erste Farbe, die von Babys gesehen werden kann. Leider wird sie heutzutage zu oft bei der Werbung eingesetzt, sodass sie an Wert verloren hat und nur noch die zweit beliebteste Farbe ist. Sie repräsentiert vor allem die leidenschaftlichen Gefühle wie Liebe, Wut und Hass, denn bei solchen Gefühlsausbrüchen gerät das Blut in Wallung. Das Blut wiederum ist ein Symbol für das Leben, sodass Rot auch damit assoziiert wird. Des Weiteren repräsentiert diese Farbe das Göttliches und so steht sie für das Feuer, die Kraft und Macht, die in den Himmel schnellt und mit Göttern in Verbindung tritt. Des Weiteren vertreibt es die Kälte und die Dunkelheit und wirkt dynamisch. Diese Wärme kann nur in der Nähe wirken, weswegen Rot diese vermittelt. Helles Rot steht vor allem für das Aktive, also dem Männlichen, jedoch ließ die heutige Babymode diese Zuordnung verschwinden. Ein sehr dunkles Rot dagegen repräsentiert die Menstruation und wird als weibliches Rot anerkannt. Des Weiteren ist die Farbe ein Bestandteil des Glücks, denn Gold-Rot-Grün repräsentieren Geld-Liebe-Gesundheit. Als Signalfarbe wird Rot mit dem Verbotenen und der Gefahr assoziiert, vor allem dann, wenn sie in Verbindung mit Schwarz auftritt. Auch steht sie für das Erotische und Unmoralische, denn Seriösität wird nur durch unauffällige Farben hervorgerufen, was auf Rot nicht zutrifft. Außerdem waren Frauen mit roten Haaren schon im Mittelalter als Hexen angesehen, sodass sich dieser Brauch auch in der heutigen Wahrnehmung widerspiegelt. Rot ist auch die Farbe der Kontrolle und Korrektur, denn schon in der frühen Rechtsprechung wurde das Urteil mit roter Tinte unterschrieben und so setzt man es heute fort. Als Kleidung wurde die Farbe zu einem Statussymbol des Adels, denn das Färben war sehr aufwendig. Vor allem das Purpurrot, die Farbe der Könige und Kaiser, wurde in einem sehr komplizierten Verfahren hergestellt, in dem Unmengen von so genannten Kermesläusen verwendet wurden. Heutzutage hat sich dieses Bild verändert und als Überbleibsel bleibt der bekannte rote Teppich erhalten. 51

58 5. Farbsymbolik Gelb Übersicht Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: psych. Komplement: Ärger, Eifersucht, Freude, Neid Angeberei, Egoismus, Energie, Freundlichkeit, Geiz, Glück, Intellekt, Licht, Optimismus, Sommer, Sonne, Vergnügen, Verrat, Verstand aufdringlich, hell, impulsiv, leicht, lustig, sauer, spontan, strahlend, unentschlossen, verlogen Violett Grau Gelb ist eine Farbe mit konträren Aussagen, was wahrscheinlich auf ihrer Unbeständigkeit beruht. Beim Zumischen einer kleinen Nuance eines anderen Farbtons verändert sich das Gelb zusehends, wodurch es Unsicherheit ausstrahlt. Selbst bei Hinzugeben von Schwarz erscheint es als Olivgrün. Dieses grünstichige Gelb besitzt viele negative Assoziationen. So steht es für Neid und Eifersucht, sowie für Geiz. Früher wurde geglaubt, dass der Ärger in der Galle liegt, welche ebenso gelbgrün war. Dagegen ist die Sonne als die Referenz für das reine Gelb bekannt, denn sie wirkt munter, heiter und strahlt. Ein Gefühl der Freude und des Vergnügens kommt auf. Sie ist die hellste aller Farben und mit Weiß, welches das Licht ist, stark verwandt. Es wirkt leicht, da es vom Himmel herab scheint. Nicht nur in der Sonne ist natürliches Gelb vorhanden, sondern auch in der Pflanzenwelt ist sie die weit verbreiteste Farbe. Gelb ist ebenfalls die Farbe des Kopfes und des Verstands. Die Wissenschaft machte sich diese Farbe zu eigen und auch Gott wird in einem Symbol als gelbes Dreieck, mit einem Auge in der Mitte, dargestellt, welches das Symbol des Allwissenden repräsentiert. Stark verwandt mit Gelb ist Gold, welches das glänzende Gelb darstellt. Es steht für das Schöne und Gute und für die Reife, aber auch für den falschen Glanz der Angeberei. Die Assoziation zum Verrat entstammt dem Christentum, da der Verräter Judas Ischarioth meist mit gelbem Umhang dargestellt wird. Im Allgemeinen wird Gelb als Symbol für ein schlechtes An- und Aussehen betrachtet, denn wenig Hygiene führt zu schlechten Zähnen und schlechter Haut, die trüb gelb werden. In der Schrift hat das Gelb in Verbindung mit Schwarz eine sehr gute Warnwirkung. Dabei sollte Gelb als Hintergrund gewählt werden, da es die hellere Farbe ist. In der Textilindustrie war Gelb als Schandfleck angesehen. In der Kirche darf Gold aber niemals Gelb getragen werden. Die Prostituierten und unverheirateten Mütter mussten gelbe Bänder tragen, damit sie als solche erkannt wurden. Auch ist Gelb in der Kleidung, im Gegensatz zu Asien, eine sehr unbeliebte Farbe, da die so geschaffene gelbe Haut unschön wirkt. 52

59 5. Farbsymbolik Grün Übersicht Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: psych. Komplement: Geborgenheit Bürgertum, Fruchtbarkeit, Frühling, Hoffnung, Hoffnung, Jugend, Leben, Sicherheit, Toleranz, Untreue, Zuverlässigkeit angenehm, ausgeglichen, beruhigend, erfrischend, gesund, giftig, gruselig, lebendig, natürlich, satt, unreif Rot Violett Grün ist die Symbolfarbe der Natur, denn es beschreibt die grünen Wiesen, Bäume, Wälder und so weiter. Es ist im psychologischen Sinne eine neutrale Farbe, die erst durch Zumischen von anderen an Gewicht zum Guten oder Bösen gewinnt. In der Farbperspektive steht Grün mittig zwischen Rot und Blau. Es wirkt weder nah noch fern, noch ist es warm oder kalt, sondern vielmehr feucht und beruhigend. Des Weiteren steht die Farbe für das Leben, das Gesunde und den Wachstum. Es steht dem Verdorbenen gegenüber, denn das meiste, was gedeiht, ist grün. So wird sie auch mit dem Frühling und der Fruchtbarkeit assoziiert. Außerdem ist das Frische meistens grün, was auf unseren Erfahrungsschatz beruht. In der Natur sind die meisten Früchte zunächst einmal grün bevor sie endgültig gereift sind, also wird die Farbe auch mit der Unreife und der Jugend assoziiert. Auch unverheiratete Mädchen trugen grüne Trachten um ihren Familienstand zu symbolisieren. Des Weiteren ist Grün die Farbe der Hoffnung. Dies ist auf der Assoziation zum Frühling begründet, indem die Saat, wie die Hoffnung, keimt. Nach einer schweren Zeit, konnte wieder gehofft werden, genauso wie nach dem Winter die Pflanzenwelt endlich wieder aufblühte. In wasserarmen, wüstenartigen Gebieten ist Grün eine männliche Farbe, weil es dort Leben bringt, während es in grünen Gebieten eher weiblich für dämonenartig steht. Dass Grün auch giftig sein kann, ist ein deutsches Phänomen und entstammt der Farbnuance giftgrün. Diese konnte nur in Verbindung mit Arsen, welches auf Dauer giftig wirkt, hergestellt werden. Außerdem kann Grün gruselig wirken, denn die meisten Monster werden ebenfalls grün dargestellt. Dies ist stark von der Kultur abhängig, so ist dies beispielsweise im Islam und China nicht denkbar, während in Frankreich Grün sogar als Unglücksfarbe gilt. An einer grünen Kleidung erkannte man sofort den Reichtum des Trägers, denn je leuchtender das Grün war umso reicher war er. Es war sehr unbeständig und bedarf somit komplexerer Verfahren, damit es nicht fahl wurde. 53

60 5. Farbsymbolik Orange Übersicht Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: psych. Komplement: Freude Aktivität, Genuss, Modernität, Nähe, Vergnügen, Wandel aromatisch, aufdringlich, exotisch, extrovertiert, gesellig, jung, optimistisch, originell, unkonventionell, unsachlich Blau Weiß Orange besteht aus Rot und Gelb, welche zu den dominanteren Farben gehören und sich Orange dementsprechend in unserer Wahrnehmung in den Vordergrund drängt. Der Farbname entstand durch die Frucht Orange. Sie ist essbar, fruchtig und exotisch, da sie nicht aus Europa stammt, so werden auch diese Eigenschaften mit der Farbe assoziiert. Des Weiteren sind viele Nahrungsmittel orange, sodass sie auch mit dem Genuss in Verbindung gebracht wird. Die Farbe wirkt oft sehr aufdringlich und sticht hervor, weswegen sie in der Werbung sehr oft verwendet wurde. Dies führte, wie beim Rot, zu einer Überflutung, sodass es diese unangenehme Eigenschaft bekam und unbeliebt wurde. Orange ist ebenso unsachlich, da unnatürliche Kunststoffe orange waren. Dies ist heute jedoch veraltet, da sich herausstellte, dass die Farbstoffe giftig waren und nicht mehr verwendet wurden, sodass auch die Farbe als unkonventionell gilt. Orange wirkt auffallend und ausgeflippt. So dient es einerseits zum Symbolisieren von Gefahr, da es in bläulichen Umgebungen den stärksten Kontrast bildet, und andererseits ragen Menschen mit orangener Kleidung aus der Masse hervor. Es strahlt Wärme und Heiterkeit aus, genauso wie es hektisch wirken kann, je nachdem zu welchem seiner beteiligten Farben es sich zieht Violett Übersicht Gefühle: / Begriffe: Buße, Eitelkeit, Fantasie, Feminismus, Glaube, Macht, Magie, Theologie Attribute: ausgeflippt, extravagant, geheimnisvoll, individuell, künstlich, modisch, originell, unkonventionell, unnatürlich, unsachlich, zweideutig Komplement: Gelb psych. Komplement: Grün Violett reicht von Purpur über Lila zu Blauviolett, dabei wird Lila oft mit Violett verwechselt, welches eine Abstufung vom Blauen zum Roten hin darstellt. Diese bilden, psychologisch betrachtet, zwei Gegensätze und geben Violett eine zwiespältige Wirkung. Violett kommt am seltensten in der Natur vor, sodass Kleidung in dieser unkonventionellen Farbe stets auffällt. Die Farbe markiert ebenso den Übergang zum Unsichtbaren wie im Spektrum, welches ins nicht sichtbare Ultraviolett 54

61 5. Farbsymbolik übergeht. So steht Violett für das Übersinnliche, Magische und für die Fantasie. Damit einhergehend werden Trancezustände symbolisiert. Die Farbe hat eine enge Bindung zur Gewalt und Macht, denn Violett kommt dem englischen Wort violence für Gewalt sehr nahe. Außerdem war sie zur Zeit der Antike die Farbe der Herrscher. Grund dafür war die aufwendige Herstellung der Kleidung in dieser Farbe. In Deutschland und Amerika unterscheiden sich die Farbtöne zum Farbnamen Purpur. In Deutschland ist dies ein rötliches Violett und in Amerika hingegen ein bläuliches, welches dem ursprünglichen Purpur entspricht. Die Herstellung war sehr teuer, sodass purpurne Kleidung dem Adel vorbehalten und sogar noch angesehener war als Gold zu tragen. Erst als die kaiserliche Purpurfärberei Konstantinopels zerstört wurde, wurden nicht mehr Schnecken sondern Läuse eingesetzt und der Purpur wurde rot. Auch in der evangelischen Kirche trugen die Kardinäle purpurne Stoffe, denn oft besaßen sie mehr Macht als ein König. Aus diesem Grund ist Violett auch die Farbe der Theologie, des Glaubens und der Buße. Verstärkt wird dies durch die komplementäre Stellung zum Gelb, der Farbe des Verstands, so ist Violett die Farbe des Glaubens. Violett ist eine weibliche Farbe, da sie auch für die süße Versuchung steht. So werden Schokoladenund Parfümverpackungen oft violett gestaltet. Verpackungen, die lila sind, richten sich meistens an reifere Frauen, da es früher von unverheirateten älteren Frauen getragen wurde. Daneben repräsentiert sie mehrere Sünden wie die Eitelkeit und die Sexualität Weiß Übersicht Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: psych. Komplement: Gefühlslosigkeit Anfang, Auferstehung, Ehrlichkeit, Geister, Genauigkeit, Gute, Hygiene, Kapitulation, Neue, Neutralität, Ordnung, Sachlichkeit, Schnee, Tugend, Unbekannte, Unschuld, Vollkommenheit, Wahrheit edel, ehrlich, eindeutig, hell, idealistisch, kalt, leer, leicht, leise, minimalistisch, passiv, rein, ruhig, sachlich, sauber, schwach, steril, vollkommen Schwarz Orange, Rot Mit Weiß wird hauptsächlich das Licht verbunden. Deswegen steht es unter anderem für die Auferstehung und das Neue. Es ist die Farbe des Guten, der Ehrlichkeit und der Götter, deren Gewänder meist weiß sind. Letzteres ist der Grund für die weißen Kleider, die die Priester oder die Könige an besonders feierlichen Anlässen tragen. Weiß ist eine weibliche Farbe, da sie edel, aber auch schwach ist. Sie ist zurückhaltend, rein, ruhig und passiv - all das, was Weiblichkeit verkörpert. Des Weiteren ist eine weiße Oberfläche unbefleckt und repräsentiert die Unschuld, was den heutigen Brauch des weißen Brautkleides erklärt. Wie bei Schwarz können andere Farbtöne in Verbindung mit Weiß eine andere Bedeutung bekommen, die diesmal jedoch ins Positive gekehrt sind. Gute hygienische Bedingungen werden meist durch Weiß repräsentiert. So tragen die Menschen 55

62 5. Farbsymbolik oft weiße Unterwäsche und die Grundausstattungen von Krankenhäusern werden in Weiß gehalten. Jeder Schmutzfleck würde auf dieser reinen Farbe sofort erkannt werden. Weiß wirkt steril, was lediglich durch andere Farben aufgebrochen werden kann, damit es nicht zu unangenehm wirkt. Des Weiteren verkörpert Weiß die Reinkarnation, sodass Tote oft in Weiß gehüllt wurden. Andererseits spuken die Untoten oft in weißen Hemden umher, die ihre Ruhe nicht finden können. In der Mode führte die Epoche des Rokoko weiße, hauchdünne Gewänder ein, welche durch Verzicht auf jeglichen Prunk auf die innere Werte hinwies. Auch war sie mit dem alten, antiken Griechenland verbunden, wo lediglich, vor allem von Philosophen, weiße Kleidung getragen wurde. Für Techniker sind die unbunten Farben unabdingbar, denn die Technik funktioniert auch ohne bunten Farben, also ohne jeglichen Schnörkel. Oft wird es als Hintergrundfarbe für große Flächen benutzt, da Schwarz meist zu viel Raum einnehmen würde. Weiße Hemden waren Statussymbole für einen guten Beruf, was heutzutage nachgelassen hat, denn es ist erheblich leichter geworden, diese weiß zu erhalten Grau Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: / psych. Komplement: Gelb, Orange Übersicht Einsamkeit, Gefühlslosigkeit, Trauer Abwesenheit, Armut, Bescheidenheit, Gleichgültigkeit, Heimlichkeit, Leere, Mittelmäßigkeit, Theorie, Unfreundlichkeit, Unsicherheit, Vergangenheit, Vergessen alt, altmodisch, bieder, billig, grausam, grob, hässlich, konservativ, langweilig, minderwertig, nachdenklich, praktisch, spießig, ungenießbar Grau ist eine sehr wandlungsfähige Farbe und die Wirkung hängt stark von der Umgebung ab. So hat es für sich alleine genommen keinen Ausdruck, erst in Verbindung mit anderen Farben kann ihm eine Bedeutung zugeordnet werden. Grau ist eine trübe Farbe, die nicht leuchten kann. Lediglich einen anderen Farbstich kann sie bekommen und damit ändert sich die Farbtemperatur des Graus entsprechend. Da es keine strahlende Farbe ist, wird es oft mit dem Elend und der Trauer verbunden. Auch ist schlechtes Wetter stets grau, sodass es zusätzlich noch mit Unfreundlichkeit assoziiert wird. Von Grau ist das Grausame und das Grauenhafte ableitbar. Es symbolisiert die Geister der Vorhölle, die zu ewiger Arbeit verdammt sind. Grau ist grausam, weil es die Gefühlslosigkeit vertritt, da es weder Schwarz noch Weiß, also nicht eindeutig ist. Des Weiteren repräsentiert die Farbe die Heimlichkeit, da viele Tiere sie als Tarnfarbe benutzen. So werden auch Umstände in grau beschrieben, die nicht eindeutig erfasst werden können. Des Weiteren wirkt sie nicht so edel wie Weiß oder Schwarz und wertet die Gegenstände ab. Außerdem symolisiert Grau das Alte, weil jeder Mensch einmal graue Haare bekommt. Es ist die Farbe der Bescheidenheit, denn ungefärbte Kleidung war ursprünglich grau und somit 56

63 5. Farbsymbolik leicht herstellbar. Aus diesem Grunde und weil der Schmutz kaum zu sehen war, wurden graue Kleider meist von armen Menschen getragen Schwarz Übersicht Gefühle: Begriffe: Attribute: Komplement: psych. Komplement: Einsamkeit, Trauer Böse, Brutalität, Eleganz, Ende, Enge, Gewalt, Macht, Magie, Negation, Schlechte, Schwere, Tod, Unglück, Verbotenes funktional, geheimnisvoll, hart, introvertiert, konservativ, objektiv, sachlich Weiß Rosa Schwarz ist im Jugendalter sehr beliebt, jedoch verschwindet die reizvolle Wirkung im späteren Alter bei vielen. So empfinden sie zunächst schwarze Kleidung als modisch und glauben, dass schwarze Autos teuer sind. Doch mit den Erfahrungen verflüchtigen sich ebenfalls die Illusionen. Ältere Menschen hingegen verbinden Schwarz mit dem Tod und dementsprechend unbeliebt ist diese Farbe in dieser Altersgruppe. Das Schwarz symbolisiert das Ende. In der Natur wird vieles nach dem Tod schwarz - die Früchte, das Fleisch. Verblassende Erinnerungen gehen im Schwarzen verloren. Das Nichts, der Ort, zu dem kein Licht dringt, ist schwarz. Diese Gedanken lösen im Menschen unschöne Gefühle aus, sodass die Farbe meist mit etwas Negativem assoziiert wird. Dadurch kann Schwarz in Verbindung mit anderen Farben deren Wirkung umkehren - aus Liebe wird Hass, aus Freude wird Neid. Eine Ausnahme bildet die Verbindung mit Violett, da sie natürliches Phänomen ist, die am Nachthimmel stattfindet. In diesem Verhältnis wirkt die Farbe magisch, was nicht unbedingt mit dem Bösen einhergeht. Auch in Bezug auf Alltägliches wird Schwarz als Negativ verwendet und somit entsteht Verbotenes. So wird aus Arbeit die Schwarzarbeit und aus Handel wird der Schwarzhandel und so weiter. Das Schlechte wird stets mit dem Schwarz verbunden. Es ist das Symbol für den Teufel und für Dreck. Auch Einstellungen können diese Farbe tragen wie der Pessimismus es beweist, denn diese Menschen sehen sprichwörtlich schwarz. Schwarz als Farbe der Trauer wird durch den Verzicht auf jegliche bunte Farbe getragen. Der Betrauerte und nicht die eigene Persönlichkeit steht im Vordergrund. Das Konservative kann durch Schwarz dargestellt werden. Dieser Brauch beruht auf den Mönchen, die es bevorzugten Schwarz zu tragen, und die Kirche ist eine konservative Institution. Ein Schwarzer ist im kirchlichen Gebrauch ein Geistlicher. Schwarz ist eine unbunte und sachliche Farbe. Kommt sie zum Einsatz, so wird auf jegliche bunte Farbe und auf Ausschmückendes verzichtet, sodass lediglich der Sachverhalt beschrieben wird. Des Weiteren beschreibt die Black Box nur tatsächliche Handlungen, sodass sie das Symbol für die Objektivität wurde. Schwarz wurde in der Kleidung schlagartig durchgesetzt. Zum einen bekamen bunte Farben die Bedeutung, sich von Gott abzuwenden, der daraufhin den Schwarzen Tod, die Pest, hinunter- 57

64 5. Farbsymbolik schickte. Zum anderen konnten sich die Bürger so vor den Plünderern schützen, die schwarze Kleidung verabscheuten. Des Weiteren sind vor Gott alle Menschen gleich und Schwarz war jedermanns Farbe. Daneben sind die Eleganz und die Schlichtheit von Schwarz vor allem in der Mode sehr präsent. Das schwarze Abendkleid der Frau und der Anzug des Mannes sind auch heute sehr stilvolle Wegbegleiter Abweichende Bedeutungen Im Folgenden werden weitere Bedeutungen tabellarisch aufgezählt, die von den europäischen Bedeutungen abweichen und [Sta07] entnommen wurden. Für das Webdesign stellt dies eine notwendige Betrachtung dar, da die Betrachter von Webseiten oft international sind. Farbe Blau Rot Gelb Grün Orange Schwarz Weiß Land und Bedeutung England: Melancholie Russland: Sanftmut Arabische Länder: Tugend China: Blau hat kaum Bedeutung Ägypten: Boshaftigkeit, Zerstörung, Trauer Russland: Schönheit, Herrlichkeit, gut, wertvoll Afrika: Trauer Islam: Weisheit China: Glück, Ruhm, Weisheit, Harmonie, Kultur (schönste Farbe), männlich, Wohlstand Ägypten: männlich Islam: Farbe der Propheten / des (versprochenen) Paradieses, Stärke Frankreich: Unglück Irland: Katholizismus, Freiheit Japan: Modernität, Stärke China: Wandel Buddhismus: Erleuchtung, Mut, Opferbereitschaft, Farbe der Religion Niederlande: Kampf Afrika: schönste Farbe, Selbstbewusstsein China: weiblich Asien: Trauer China: weiblich Tabelle 4: Abweichende Farbbedeutungen Es ist zu erkennen, dass die Bedeutungen stark von den europäischen abweichen können. Umso wichtiger ist es sich mit den Farben und ihrer Symbolik auseinanderzusetzen um keinen falschen 58

65 5. Farbsymbolik Eindruck zu vermitteln Zusammenfassung In diesem Kapitel wurden zunächst die Lieblingsfarben genannt, die bei Verwendung die Wahrscheinlichkeit für eine harmonische Wirkung unter Umständen erhöhen können, da sie sehr beliebt sind. Daraufhin wurden die Bedeutungen der wichtigsten Farben vorgestellt, sodass eine Farbharmonie ebenfalls nach der Bedeutung gewählt werden kann und sollte. So wird die Aussagekraft der Webseite nicht verfehlt. Durch die Wichtigkeit der Bedeutungen von Farben, sollte die Farbsymbolik ebenfalls im Werkzeug berücksichtigt werden. 59

66 Teil II. Praktischer Teil 6. Verwandte Arbeiten 6. Verwandte Arbeiten In diesem Abschnitt werden ähnliche Programme vorgestellt, die sich ebenfalls mit der harmonischen Kombination von Farben befassen. Dabei werden die Ähnlichkeiten und vor allem die Unterschiede zu ColorSinfony verdeutlicht Adobe kuler Das Programm kuler 7 von Adobe Systems Incorporated wurde als Internet-Applikation entwickelt und steht jedem Internetbenutzer frei zur Verfügung. Es ist ColorSinfony vom Aufbau her sehr ähnlich. So ermöglicht es anhand verschiedener auswählbarer Farbharmonien fünf Farben in einem Farbkreis anzuordnen, wobei der Farbkreis von Itten verwendet wird. Die Farben richten sich bei Neuwahl einer Farbharmonie nach der Basisfarbe aus. Bei Veränderung dieser werden die anderen Farben entsprechend angepasst, was in ColorSinfony genauso umgesetzt werden soll. Wird der Farbton einer beliebigen Farbe geändert, so verändern sich auch die Farbtöne der anderen Farben. Dabei ist auch die Basisfarbe inbegriffen. Dies soll in ColorSinfony anders gelöst werden, indem die Basisfarbe nicht indirekt von anderen Farben beeinflussbar ist, sondern lediglich vom Benutzer geändert werden kann. Des Weiteren werden im Gegensatz zu kuler mehrere Farbkreise zur Verfügung stehen, wobei ebenfalls der Farbkreis von Itten berücksichtigt sein wird. Dieser wird jedoch nur eine sekundäre Rolle spielen, da der Aufbau veraltet ist und die Harmonielehren auf den harmonischen Farbkreis beruhen. In kuler ist es möglich die Farben zu löschen, jedoch richten sich die übrigen nicht neu aus, sodass unter Umständen die vorhandene Farbharmonie zerstört wird. Dies soll in ColorSinfony ebenfalls anders gelöst werden, damit die Wahrscheinlichkeit für eine harmonische Wirkung erhalten bleibt. Dafür werden die Eingaben des Benutzers überprüft, sodass dieser nur innerhalb gesetzter Grenzen die Farbeigenschaften verändern kann. In kuler hingegen ist der Benutzer nur in der Wahl der Farbtöne beschränkt, die restlichen Eigenschaften sind frei wählbar, was wiederum zu unerwünschten Ergebnissen führen kann. Die meisten Farbharmonien sind auf Grund ihrer Eigenschaften recht starr und können in ihrer Form kaum angepasst werden. In ColorSinfony werden weitere Farbharmonien zur Verfügung stehen, die mehr Interaktionen des Benutzers ermöglichen ColorSchemer Studio ColorSchemer Studio 8 ist ein kommerzielles Programm zur Erstellung von harmonischen Farbkombinationen. Es ist eines der ausgereiftesten Werkzeuge in diesem Bereich, sodass neben der

67 6. Verwandte Arbeiten Farbfindung viele Funktionen für die Verwendung der Farbkombination zur Verfügung stehen. Da dies jedoch nicht Inhalt dieser Diplomarbeit ist, werden nur die Aspekte der Farbzusammenstellung berücksichtigt. Zur Farbfindung benutzt ColorSchemer Studio zwei Möglichkeiten. Zum einen kann mit einem 12-teiligen Farbkreis gearbeitet werden. Dabei werden entsprechend der gewählten Farbharmonie die Farben hervorgehoben, wobei nur die oberste Farbe verändert werden kann und die anderen sich gemäß dieser anpassen. Das hat zur Folge, dass sie sich bis auf den Farbton nicht unterscheiden, was zwar harmonisch wirkt, jedoch unter Umständen zu langweilig sein kann. Mehr Einstellungsmöglichkeiten bietet die zweite Form der Farbzusammenstellung, in der eine Farbe, die Basisfarbe, als Ausgangspunkt dient. Beim Hinzufügen von neuen Farben, können diese nun beliebig oder zufällig gesetzt werden. Des Weiteren können neue Farben direkt in einer Farbharmonie hinzugefügt werden. Diese wird nach der selektierten Farbe ausgerichtet. So können mehrere Farbharmonien miteinander kombiniert werden und neue harmonische Wirkungen hervorrufen. Dies soll in ColorSinfony nicht möglich sein, da es auf fünf Farben beschränkt sein wird. Eine Kombination der vorhandenen Farbharmonien wäre in diesem Fall nicht sinnvoll, zumal die meisten Kombinationsmöglichkeiten enthalten sind. Beim Setzen einer neuen Farbharmonie unterscheiden sich die Farben wiederum nur im Farbton von der jeweiligen Ausgangsfarbe, damit könnte das gleiche Problem wie in der ersten Methode entstehen. Gesetzte Farben können individuell und beliebig über die Auswahlkreise im Farbkreis oder deren Schieberegler, die für das RGB- und HSB-Farbsystem gegeben sind, verändert werden. Dabei passen sich alle Farben bei Veränderung der Basisfarbe entsprechend an. Genauso verändern sich die Farben einer Farbharmonie bei einer Anpassung der Ausgangsfarbe. Da es keinerlei Begrenzungen beim Hinzufügen und Anpassen der Farben gibt, ist die Wahrscheinlichkeit für unglückliche Farbzusammenstellungen größer, weswegen in ColorSinfony nur innerhalb von Farbharmonien gehandelt werden soll. Des Weiteren ist es möglich zwischen den Farbkreis von Itten und dem symmetrischen Farbkreis zu wählen, welche in verschiedenen RGB-Farbsystemen angezeigt werden können. Dies ist der Wahl der Farbkreise in ColorSinfony sehr ähnlich, jedoch sollen zusätzlich gleichabständige Farbsysteme und der harmonische anstatt der symmetrische Farbkreis verwendet werden um die Harmonielehren zu unterstützen Color Scheme Designer Der ColorSchemeDesigner 9 ist ein frei verfügbares Programm, in dem mit Hilfe des Farbkreises von Itten und auswählbaren Farbharmonien Farben harmonisch zusammengestellt werden können. Die Farbtöne können innerhalb der Grenzen der selektierten Farbharmonien angepasst werden, was dem Prinzip von ColorSinfony sehr ähnlich ist. Die anderen Eigenschaften sind beliebig einstellbar, dabei können verschiedene Schemata ausgewählt werden, die die Farben entsprechend der Sättigung oder der Helligkeit gleichmäßig anpassen. Des Weiteren kann der Benutzer das Schema eigenständig einstellen. Die Farben werden in verschiedenen Variationen rechts dargestellt. Dabei sind stets so viele Farben beteiligt, wie für die Farbharmonie benötigt werden, sodass maximal vier Farben miteinander kombiniert werden können. In ColorSinfony hingegen soll der

68 6. Verwandte Arbeiten Benutzer entscheiden können, wie viele Farben beteiligt sein sollen. Auch in diesem Programm wird eine Basisfarbe verwendet, nach der sich die anderen Farben ausrichten, welche unter Umständen ebenfalls durch andere verändert werden kann. Die Sättigungsund Helligkeitswerte werden bei einer Initiierung einer Farbharmonie leicht abweichend zur Basisfarbe gesetzt. Zusätzlich können die Farbwerte zufällig, aber innerhalb der Grenzen von einer Farbharmonie neu gesetzt werden. In ColorSinfony soll es zusätzlich einen Zufallsmodus geben, in dem alle Werte ohne jegliche Abhängigkeit neu gesetzt werden, sodass eine Möglichkeit besteht auch außerhalb der Regeln von Farbharmonien zu handeln. Die Farbkomponenten werden in Color Scheme Designer nicht in verschiedenen Farbsystemen dargestellt und können nur durch das HSB-Farbsystem geändert werden. Dies ist zwar intuitiv bedienbar, jedoch für den Benutzter nicht sofort ersichtlich. Dies soll anders gelöst werden, in dem alle Funktionen und Einstellmöglichkeiten für die Farben auf einem Blick erfasst sind ColorBlender ColorBlender 10 steht dem Internetbenutzer ebenfalls frei zur Verfügung. Neben einem Bearbeitungsmodus, in dem der Benutzer die Farben beliebig einstellen kann, besitzt das Programm einen Modus, der die Farben nach einer bestimmten Farbharmonie automatisch kombiniert. Die Grundlage für die Zusammenstellung ist dabei nicht ersichtlich. Lediglich eine Farbe kann verändert werden, woraufhin sich die anderen Farben entsprechend anpassen. Dafür stehen das RGB- und das HSB-Farbsystem zur Verfügung, zwischen denen gewechselt werden kann. Ein Zufallsmodus ist ebenfalls vorhanden, der eine beliebige Farbharmonie herstellt. Leider ist kein Farbkreis vorhanden, in dem der Benutzer die Farben einstellen kann. Auch kann nicht zwischen verschiedenen Farbharmonien gewählt werden, sodass die Möglichkeiten stark eingeschränkt sind. In ColorSinfony soll es mehr Einstellmöglichkeiten geben, sodass es sich von dieser Applikation sehr stark unterscheidet ColorJack Ein weiteres frei verfügbares Programm ist ColorJack 11. Mit Hilfe des symmetrischen Farbkreises des HSB- beziehungsweise RGB-Farbraums oder nach Itten kann eine Farbe verändert werden und die restlichen fünf Farben richten sich entsprechend der gewählten Farbharmonie aus. Die Winkel dieser sind fest und die Farben können nur durch die Basisfarbe angepasst werden. Dafür stehen Schieberegler für das RGB- und das HSB-Farbsystem zur Verfügung. Erst nach einem Import in das zugehörige ColorJack Studio können die einzelnen Farben beliebig angepasst werden. Jedoch sind dabei keinerlei Farbharmonien mehr berücksichtigt. ColorSinfony ist diesem Programm recht ähnlich, jedoch werden die Farbharmonien und die beteiligten Farbkomponenten anpassbar sein. Auch werden mehr Farbsysteme zur Verfügung stehen

69 6. Verwandte Arbeiten 6.6. Zusammenfassung Insgesamt folgen fast alle Programme, bis auf ColorBlender, dem gleichen Prinzip: Innerhalb eines Farbkreises können Farben entsprechend einer selektierten Farbharmonie gesetzt werden. Auch in ColorSinfony sollen Farbzusammenstellungen dementsprechend erzeugt werden, jedoch wird es zusätzliche Farbkreise entsprechend der neuen Harmonielehren und der wahrgenommenen Gleichabständigkeit geben. Der Farbkreis nach Itten, der in den meisten Programmen verwendet wird, wird zusätzlich auch verfügbar sein. Des Weiteren unterscheiden sich die Zusammensetzungen der Farbharmonien und deren individuelle Anpassbarkeit. So sind die Farbwinkel zueinander teilweise fest ausgerichtet und teilweise innerhalb von Grenzen veränderbar, was in ColorSinfony ebenfalls berücksichtigt werden soll. Damit wird der Benutzer nicht zu sehr eingeschränkt. Auch soll es die Möglichkeit geben, die Sättigungs- und Helligkeitswerte nach Wunsch zusätzlich zu begrenzen. Dies ist in den aufgeführten Programmen nicht gegeben, dabei kann die Wahrscheinlichkeit für eine Harmonie erhöht werden, wenn alle Eigenschaften der Farben berücksichtigt werden. Die Verwaltung der Farbkomponenten ist lediglich in den ersten beiden Programmen vorhanden, denn dort ist ein Hinzufügen und Löschen der Farbkomponenten möglich. Die restlichen Programme weisen eine feste Anzahl an Farbkomponenten auf. ColorSinfony soll einen Mittelweg, ähnlich wie kuler gehen, denn es soll zum einen das Verwalten der Farben ermöglichen, aber die maximale Anzahl auf fünf Farben beschränken. Dabei sollen die aktiven Farben zusätzlich neu angeordnet werden, sobald eine Komponente gelöscht oder hinzugefügt wird. Alles in allem orientiert sich ColorSinfony an die bisherigen Werkzeuge und wird gleichzeitig neue Möglichkeiten zur Findung harmonischer Farbkombinationen schaffen. So sollen die verschiedenen und neuen Farbkreise viele Variationen derselben Farbharmonie bieten. Des Weiteren kann die Wahrscheinlichkeit für eine harmonische Wirkung erhöht werden, indem die Sättigung und die Helligkeit ebenfalls nur innerhalb gewisser Grenzen verändert werden können. Ebenfalls neu ist, dass die Basisfarbe lediglich durch den Benutzer geändert werden kann, sodass die anderen Farben sich dieser stets unterordnen. So werden diese immer neu nach ihr ausgerichtet und angeordnet, sobald sich ein Status einer Farbe ändert. Um den Benutzer maximalen Freiraum zu gewähren, soll eine benutzerdefinierte Auswahl der Farben möglich sein. Des Weiteren steht die Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund, sodass die Funktionen intuitiv bedienbar und erreichbar sein werden. 63

70 7. Die Konzeption 7. Die Konzeption Dieser Abschnitt erläutert die Funktionalitäten, die das Programm bereitstellen wird. Zunächst wird nach einer Betrachtung der potentiellen Zielgruppen eine Aufgabenanalyse durchgeführt. Darin werden die Ergebnisse des theoretischen Teils betrachtet, um daraus Anforderungen an das Werkzeug herauszustellen. Diese bilden die Grundlage für die spezifischen Funktionalitäten, die im darauf folgenden Unterabschnitt erklärt werden, wobei unter Umständen wiederum die theoretischen Bezüge verdeutlicht werden. Zuletzt wird die Benutzeroberflächen skizziert und erklärt Die Zielgruppen ColorSinfony richtet sich an Menschen, die sich mit Farben beschäftigen. Dies stellt heutzutage in vielen Bereichen einen wichtigen Punkt dar. Neben dem Webdesign werden Farbkombinationen beispielsweise im Produktdesign, in der Innenarchitektur oder in der Werbung gesucht. Daraus ist ersichtlich, dass der Benutzer nicht unbedingt viel Erfahrungen im Umgang der Computernutzung hat, sodass das Programm einfach zu bedienen sein sollte. Es richtet sich vor allem an Menschen, die nicht speziell im Bereich des Designs arbeiten. Diese Zielgruppe hat unter Umständen keine oder nur minimale Erfahrungen im Umgang mit Farben und kennt die verschiedenen Farbsysteme meist nicht. Für diese potentiellen Benutzer muss eine einfache und intuitive Veränderung der Farben und deren Kombinationen möglich sein. Daneben können Grafiker ColorSinfony benutzen. Diese weisen Erfahrungen in der Computernutzung auf und können gezielt mit Farben umgehen. Dies hat zur Folge, dass sie diese in verschiedenen ihnen bekannten Farbsystemen verändern und anpassen können. Dazu wird es nötig sein, die Farben in mehreren Farbsystemen darzustellen und dementsprechend verändern zu können Aufgabenanalyse ColorSinfony soll dem Benutzer ermöglichen, mehrere Farben harmonisch zusammenzustellen. Den Zielgruppen entsprechend muss dafür zum einen eine intuitive und zum anderen eine erweiterte Bedienung umgesetzt werden. In den Harmonielehren werden hauptsächlich zweidimensionale Farbkreise verwendet, in denen die Farbtöne angeordnet sind. Dies wird berücksichtigt, indem die Farbkombinationen ebenfalls auf einen Farbkreis projiziert und dementsprechend hergestellt werden. So werden die Farben auf einem Farbkreis platziert, die innerhalb diesen verändert werden können. Dies ermöglicht eine einfache Veränderung der Farben. Um ebenfalls die andere Zielgruppe anzusprechen, sollten die Farben gezielt innerhalb verschiedener Farbsysteme angepasst werden können. Dementsprechend wird eine Farbe durch die Anpassung eines Vektors eines Farbraums veränderbar sein. Des Weiteren ergaben die Betrachtungen der Harmonielehren, dass die Farbtöne nach den Winkelharmonien von [Lie94] innerhalb des Farbkreises angeordnet werden, was entsprechend umgesetzt wird. Die Sättigungs- und Helligkeitswerte werden nach [Kup00] gesetzt. Um die verschiedenen Farbharmonien zu berücksichtigen, wird eine Auswahl zwischen diesen vorhanden sein. Ebenfalls wird es möglich sein zwischen quantitativen und gleichabständigen Farbsystemen zu wechseln um die Ergebnisse der Farbmetrik mit einzubeziehen. Diese und die Farbharmonien werden für ein 64

71 7. Die Konzeption besseres Verständnis beschrieben sein. Zuletzt ergab die Theorie, dass die Bedeutungen von Farben in der Wahl dieser sehr wichtig sind, damit die Wirkung nicht verfehlt wird. Dementsprechend wird ebenso die Symbolik zu den wichtigsten Farben aufgezeigt Die Farbkonvertierung Wie im theoretischen Teil beschrieben, kann eine Farbe in verschiedenen Farbsystemen mit Hilfe derer Vektoren dargestellt werden. In ColorSinfony sind die beteiligten Farben im srgb-, HSB und Lab-Farbsystem dargestellt, sodass die Farben jeweils in das spezifische Farbsystem umgerechnet werden müssen. Des Weiteren liegt ein Farbkreis des DIN99-Farbraums vor, sodass auch dieser berücksichtigt werden muss. Die Umrechnungen zwischen dem srgb- und HSB-Farbsystem wird von Java durch die Klasse Color verwaltet. Die Javabibliothek stellt ebenfalls verschiedene Farbräume zur Verfügung, jedoch verlangt das Lab-Farbsystem eine Nachinstallation von Funktionen, sodass diese Umrechnung eigenständig implementiert wird. Auch benutzt Java das Referenzweiß D50, welches für die Betrachtung am Bildschirm ungünstig ist, sodass vielmehr folglich Kapitel das Referenzweiß D65 verwendet werden soll. Das DIN99-Farbsystem fand hingegen noch keine Berücksichtigung, sodass auch diese Transformation implementiert wird. Als Ausgangspunkt dient eine Farbe im srgb-farbsystem, die zunächst in das XYZ-Farbsystem umgerechnet wird. Des Weiteren soll eine Hexadezimaldarstellung der Farben möglich sein. Da diese Umrechnung ebenfalls von Java verwaltet wird, wird sie im Folgenden nicht beschrieben. Viele Umrechnungen wurden stets weiterentwickelt, sodass viele Formeln entstanden sind. Innerhalb dieser Arbeit werden die weit verbreitetsten Formeln und Werte verwendet, die größtenteils [Bur05] entnommen worden Transformation zwischen srgb und XYZ Im Folgenden werden zunächst die grundlegenden Transformationen zwischen dem srgb- und dem XYZ-Farbraum erklärt. Dafür wird zwischen der linearen und nicht-linearen Umrechnung unterschieden. Diese müssen zunächst erklärt werden um die Transformationen zwischen den Farbräumen zu verstehen, die daraufhin beschrieben werden Lineare Transformation Der RGB-Farbraum wird durch die Normfarbvalenzen im XYZ-Farbraum repräsentiert. Dafür wird der normierte XYZ-Farbraum verwendet, welcher durch den Weißpunkt X w W = Y w Z w mit Y w = 1 repräsentiert ist. Dementsprechend ist der RGB-Farbraum durch die Basisvektoren X r X g X b R = Y r Z r, G = Y g Z g, B = Y b Z b 65

72 7. Die Konzeption erfasst, dessen Herleitung [Kla08] entnommen werden kann. Wird eine beliebige Farbe (R,G,B ) im RGB-Farbsystem dargestellt, so kann diese folgendermaßen ins XYZ-System übertragen werden: R R + G G + B B = R X r Y r Z r + G In Matrixschreibweise entsteht folgender Ausdruck: R X r X g X z G Y r Y g Y z B Z r Z g Z z X g Y g Z g + B = X Y Z X b Y b Z b = Die mittlere Matrix wird als Transfermatrix M bezeichnet. Wird diese invertiert, so kann eine Rückrechnung stattfinden. X Y ( M 1) R = G Z B Dies ist die so genannte lineare Transformation zwischen dem RGB- und dem XYZ-Farbraum. In Java ist diese Transformationsmatrix jedoch nicht ausreichend, da das srgb-farbsystem verwendet wird, welches nicht-linear transformiert wird Nicht-lineare Transformation Die nicht-lineare Transformation ist notwendig um eine so genannte Gammakorrektur der RGB- Werte vorzunehmen. Das bedeutet, dass die linearen RGB-Werte angepasst werden um die Intensität einer Farbe richtig darzustellen, denn die einzelnen Werte beschreiben einen bestimmten Pixelwert beziehungsweise eine -helligkeit, den ein Monitor reproduziert. Dieser erfasst die Helligkeit der Farbe, welches eine physikalische Größe ist. Jedoch kann sie sich bei unterschiedlichen Ausgabegeräten unterscheiden. Das visuelle Intensitätsempfinden, physikalisch als Leuchtdichte I erfasst, ist nicht-linear von einer Pixelhelligkeit P abhängig. Dies wird in der so genannten Gammafunktion mit dem Gammawert γ erfasst: I = P γ Je höher die Pixelhelligkeit ist, umso höher ist die visuell empfundene Leuchtdichte, welche nichtlinear zunimmt. Der Gammawert beträgt bei LCD-Bildschirmen standardmäßig 2.4. Um dies auszugleichen, wird die Umkehrfunktion gebildet und durch Einsetzen der aktuellen Pixelwerte, können die nicht-linearen Werte wie folgt berechnet werden: R = R 1 γ, G = G 1 γ, B = B 1 γ Dieser Prozess wird Gammakorrektur genannt, indem die Werte so angepasst werden, dass die Pixelhelligkeit relativ unabhängig vom Ausgabegerät ist. X Y Z 66

73 7. Die Konzeption Transformation von XYZ zu srgb Um eine Farbe aus dem XYZ-Farbsystem ins srgb-farbsystem zu konvertieren, wird folglich [Kla08] die Transfermatrix M = verwendet. Diese transformiert die Normvalenzen (X,Y, Z) in die linearen R G B -Werte entsprechend der Formel R G B = M Dabei wird ein Intervall [0,1] eingehalten, sodass gilt: X 100 Y 100 Z 100 R = f 1 (R ), G = f 1 (G ), B = f 1 (B ), 1 x > 1 f 1 (x) = 0 x < 0 x sonst Als nächstes werden die nicht-linearen srgb-werte, also die gammakorrigierten Werte, berechnet. Dafür gilt folgende modifizierte Gammakorrektur: Diese werden werden nun mit 255 multipliziert: R = f 2 (R), G = f 2 (G), B = f 2 (B), { 12.92x x f 2 (x) = 1.055x sonst R = 255R, G = 255G, B = 255B So sind sie in die 8-Bit-Kodierung transformiert und ins srgb-farbsystem umgerechnet worden Transformation von srgb zu XYZ Ist eine Farbe im srgb-farbraum gegeben, so müssen die Pixelwerte zunächst auf das Intervall [0,1] beschränkt werden, indem R = R 255, G = G 255, B = B 255 angewendet wird. Diese Werte werden daraufhin durch die invertierte Gammakorrektur f2 1 linearisiert. R = f2 1 (R ), G = f2 1 (G ), B = f2 1 (B ) f 1 2 (x) = { x ( x x ) 2.4 sonst 67

74 7. Die Konzeption Zuletzt werden diese Werte durch die invertierte Transfermatrix M 1 = ins XYZ-Farbsystem übertragen: 100 M 1 R G B = X Y Z Transformation zwischen XYZ und Lab In den folgenden Abschnitten werden die Transformationen zwischen dem XYZ- und dem Lab- Farbraum geschildert. Da die Umrechnungen heutzutage sehr weit verbreitet sind, wird auf ausführliche Erklärungen verzichtet Transformation von XYZ zu Lab Um die Farbkoordinaten des XYZ-Farbraums in die des Lab-Farbraums zu konvertieren wird das Referenzweiß D65 X w = , Y w = 1.0, Z w = verwendet. Diese werden in Bezug zu den aktuellen XYZ-Werten gesetzt und folgendermaßen transformiert: ( ) ( ) ( ) X Y Z X = f 1, Y = f 1, Z = f 1 X w Y w Z w { 1 x 3 x > f 1 (x) = x sonst Die so berechneten Werte werden schließlich in die folgenden Formel eingesetzt, welche die Vektoren des Lab-Farbraums beschreiben: L = 116 Y 16 a = 500 (X Y ) b = 200 (Y Z ) L* steht dabei in direktem Bezug zum Hellbezugswert Y und durch die dritte Wurzel ist die weit verbreitete Annahme der Abhängigkeit der logarithmischen Beziehung zwischen physikalischem und physiologischem Reiz, folglich [Kla08], berücksichtigt. 68

75 7. Die Konzeption Transformation von Lab zu XYZ Für die Rückrechnung werden die vorangegangen Formeln umgekehrt. Für die Berechnung der XYZ-Werte gilt: Y = L und { x 3 x 3 > f 2 (x) = c 16/ sonst Mit diesen Bedingungen können nun die XYZ-Werte ermittelt werden: ( X = X w f a Y ) Y = Y w f 2 (Y ( ) Z = Z w f 2 +Y ) b Transformation zwischen Lab und DIN99 In diesem Abschnitt werden die Transformationen zwischen dem Lab- und dem DIN99-Farbraum erklärt. Da dieser nicht sehr verbreitet ist, werden die Umrechnungen ausführlicher beschrieben und begründet Transformation von Lab zu DIN99 Diese Transformation erfolgt in mehreren Schritten und beruht auf [DIN6176]. Dabei wurden der Einfachheit halber die Variablen für die verschiedenen Betrachtungsbedingungen als Konstante 1 betrachtet, sodass als Referenzbedingung das Tageslicht D65 dient. Zunächst wird die Helligkeit L* mit der Formel L 99 = 105,51 ln(1 + 0,0158 L ) in die Helligkeit des DIN99-Farbraums umgerechnet. Die dunklen Farbtöne werden zur besseren Unterscheidbarkeit gestreckt und die hellen gestaucht. Als nächstes werden die Buntachsen angepasst, damit im Unbuntbereich der Farbabstand besser zu bewerten ist. Dafür wird die a*b*-ebene zunächst um 16 gedreht und die Blau-Gelb-Achse gestaucht. Dadurch wird sie nicht mehr im Vergleich zur Rot-Grün-Achse überbewertet. Dies ergibt folgende Zwischenergebnisse: Rot-Grün-Achse: e = a cos(16 ) + b sin(16 ) Gelb-Blau-Achse: f = 0,7( a sin(16 ) + b cos(16 )) Um die endgültigen Achsen zu berechnen, muss als nächstes der Chroma-Wert G berechnet werden: G = (e 2 + f 2 ) Des Weiteren gilt dabei behelfsmäßig g = 0,045 G und k = ln(1+g) g. Damit werden die gesättigten 69

76 7. Die Konzeption Farben komprimiert, sodass die Bewertung dieser geringer ausfällt. Nun können die Formeln für die beiden Buntachsen aufgestellt werden: { 0 a a 99 = = 0 b = 0 k e sonst { 0 a b 99 = = 0 b = 0 k f sonst Damit ist der Lab-Farbraum so transformiert, dass die Gleichabständigkeit vor allem im dunklen ungesättigten Bereich verbessert wurde und der DIN99-Farbraum entsteht Transformation von DIN99 zu Lab Um den DIN99-Farbraum wieder in den Lab-Farbraum zu transformieren, wird zuerst der Bunttonwinkel im Bogenmaß berechnet. Dabei können mehrere Fälle eintreten für die jeweils andere Formeln gelten: Fall h 99,e f a 99 > 0 b 99 0 arctan( b99 a 99 ) a 99 = 0 b 99 > 0 a 99 < 0 π + arctan( b99 a 99 ) a 99 = 0 b 99 < 0 π 2 3π 2 a 99 > 0 b π + arctan( b99 a 99 ) a 99 = 0 b 99 = 0 0 Sollte der Bunttonwinkel schon in Grad vorhanden sein, so gilt die Formel: π h 99,e f = h Dann werden die Zwischenwerte für die Umrechnung berechnet: DIN99-Buntheit: G = a 2 99 b2 99 DIN99-Rotheit: e = G cos(h 99,e f ) DIN99-Gelbheit: f = G sin(h 99,e f ) Zuletzt können diese Werte nun für die endgültigen Berechnungen der Einzelkomponenten für den Lab-Farbraum verwendet und die Helligkeit L* kann wieder direkt aus L 99 berechnet werden: 70

77 7. Die Konzeption a ( ) = e cos(16 ) f 0,7 sin(16 ) ( ) b = e sin(16 ) + f 0,7 cos(16 ) L ( ) = exp L99 105,51 1 0, Die Farbkreise In ColorSinfony ist es möglich zwischen Farbkreisen der verschiedenen Farbsysteme zu wählen. Dafür wird der Farbkörper des srgb-farbsystems, der in anderen Farbsystemen einen asymmetrischen Körper bilden kann, auf einen Kreis gemappt. Dabei liegen die vollkommen gesättigten Farben auf dem äußeren Ring des Kreises und zur Mitte hin verlaufen sie zu Weiß. Der Benutzer kann zwischen vier Farbkreisen wählen. Zum einen steht das HSB-Farbsystem zur Verfügung, bei dem nicht der gegebene symmetrische, sondern der harmonische Farbkreis verwendet wird. Des Weiteren wird der Farbkreis nach Itten ebenfalls innerhalb dieses Farbsystems umgesetzt. Auf eine explizite Darstellung eines Farbkreises im srgb-farbsystem wird verzichtet, da dieser in den Farbkreisen des HSB-Farbraums erfasst ist. Dies ist darin begründet, dass letzterer lediglich eine andere Beschreibung der Farbeigenschaften aufgreift, jedoch den gleichen Farbumfang wie das srgb-farbsystem erfasst. Dies wurde schon in Kapitel beschrieben. Um die Abstände zwischen den Farben besser zu erfassen, werden das Lab- und das DIN99- Farbsystem ebenfalls als Farbkreis dargestellt, deren Herleitungen im Folgenden beschrieben werden. Da sich diese sehr ähneln, sind sie zusammengefasst. Zuletzt werden die Modi für die Farbkreisauswahl beschrieben. Befindet sich ColorSinfony im so genannten Expertenmodus so kann der Benutzer frei zwischen den Farbkreisen wählen. Im Schnellmodus hingegen entscheidet das Programm, welches Farbsystem sich für die gewählte Farbharmonie am besten eignet, was in einem Unterabschnitt begründet wird Das grundlegende Prinzip Für jeden Farbkreis wird zunächst ein Array bereitgestellt, welcher zu jedem Winkel den Farbton in Grad speichert und entsprechend dem Farbraum gefüllt wird. Unter Umständen kann es vorkommen, dass die neuen Farbtöne so eng beieinander liegen, dass mehrere auf einem Winkel treffen. In diesem Fall werden solange alle Farbtöne überschrieben bis ein neuer Winkel eintritt. Ein anderer Fall ist, dass kein Farbton einen Winkel repräsentiert, da sie zu weit auseinander liegen. Dann bekommen diese Winkel den Farbton des vorangegangenen. Dies wird nach der Befüllung untersucht und von vorne begonnen, sodass der vorangegangene Winkel stets einen Farbton besitzt. Der Array repräsentiert den äußeren Ring des jeweiligen Farbkreises. In der Mitte wird Weiß 71

78 7. Die Konzeption verwendet und die Zwischenräume werden dem Farbraum entsprechend berechnet, sodass ein vollständiger Farbkreis entsteht Der symmetrische und der harmonische Farbkreis Das HSB-Farbsystem ist bekanntlich auf dem additiven Farbmischungsgesetz aufgebaut, welches Rot, Grün und Blau als Primärfarben besitzt. Diese werden im Abstand von 120 im Farbkreis angeordnet. Die gemischten Farben werden entsprechend ihren Mischungsverhältnissen zu den beteiligten Primärfarben im Farbkreis eingetragen, sodass dieser wie in Abbildung 39 dargestellt ist. (a) kontinuierlich (b) 12-teiliger Farbkreis (c) Farbnamen Abb. 39: Symmetrischer Farbkreis Dieser Farbkreis ist symmetrisch und spiegelt somit die Ordnung im HSB-Farbraum wider. Am Rand betragen die Sättigung und die Helligkeit stets 100% und lediglich der Farbton wird beginnend bei Rot mit 0 um stets 30 erhöht. Bei Betrachtung dieses Farbkreises fällt auf, dass die wahrgenommenen Komplementärfarben sich nicht gegenüberstehen, sodass die Physiologie des Auges nicht berücksichtigt ist. Um dies zu ändern und die Winkelharmonien anzuwenden, muss der Farbkreis entsprechend dem harmonischen angepasst werden. Dafür werden den Farben zunächst Farbnamen gegeben, die wie in Abbildung 39c verteilt werden. Diese Farbnamen werden als Grundlage für die Farbdefinitionen von [Kup00] verwendet, wie es in Tabelle 5 dargestellt ist. Dabei werden die Farbtöne, welche in Grad angegeben sind, der jeweiligen Definition zugeordnet. Farbname Definition Farbton (in ) Rot Rot 0 Orange Orangerot 15 Dotter Gelborange 45 Gelb Gelb 60 Lind Gelbgrün 90 Grün Grün 120 Türkis Blaugrün

79 7. Die Konzeption Cyan Cyanblau 210 Blau Blau 240 Violett Violettblau 255 Lila Rotviolett 285 Magenta Magentarot 330 Tabelle 5: Farbtöne der Farbnamen des harmonischen Farbkreises Werden diese Farben gleichmäßig mit einem Abstand von 30 in einem Farbkreis verteilt, so entsteht der harmonische Farbkreis aus der Abbildung 40, welcher auf den Harmonielehren beruht und die Farbwahrnehmung berücksichtigt. Für die Umrechnung wird der Farbkreis in sechs Intervallen aufgeteilt, die jeweils 60 umfassen, also [0, 60 ], [60, 120 ], [120, 180 ], [180, 240 ], [240, 300 ] und [300, 360 ]. In der Tabelle 5 sind die sechs Grundfarben hervorgehoben, deren Farbtöne den Intervallgrenzen zugeordnet werden. Damit stehen deren Positionen fest. Um den 12-teiligen Farbkreis zu repräsentieren, wird des Weiteren jeweils der Farbton, der sich genau zwischen zwei Grundfarben befindet, für die Berechnung berücksichtigt. Die restlichen Farbtöne sind durch die relative Position γ des aktuellen Farbtons zu den jeweiligen Intervallgrenzen gekennzeichnet. Befindet er sich an der unteren Grenze, so gilt γ = 0.0, und bei der oberen Grenze γ = 1.0. Da bei den Berechnungen stets nur eine Hälfte des Intervalls betrachtet wird, muss die relative Position verdoppelt werden. Falls γ < 0.5 gilt, dann wird die Differenz des Farbtons der Mitte und der unteren Grenze gebildet und diese wird mit γ multipliziert. Dieser Wert wird zu dem Farbton der unteren Grenze hinzu addiert. Sollte γ > 0.5 gelten, dann werden die Farbtöne der oberen Grenze und der Mitte subtrahiert. Das Ergebnis wird mit 1 γ multipliziert und von der oberen Grenze abgezogen. So werden alle Farbtöne zum dazugehörigen Winkel berechnet, sodass der äußere Ring des Farbkreises festgelegt ist. Zur Mitte hin nimmt die Sättigung kontinuierlich ab, was bei einer gleich bleibenden Helligkeit von 100% zu einem Farbkreis führt, wie er in Abbildung 40 dargestellt ist. (a) kontinuierlich (b) 12-teiliger Farbkreis (c) Farbnamen Abb. 40: Harmonischer Farbkreis 73

80 7. Die Konzeption Der Farbkreis nach Itten Der Farbkreis nach Itten wird ebenfalls im HSB-Farbsystem realisiert. Das Vorgehen ähnelt dem des harmonischen Farbkreises, jedoch umfassen die Intervalle größere Bereiche. In diesem Fall wird der Farbkreis in drei Teile von jeweils 120 geteilt, sodass die Intervalle [0, 120 ], [120, 240 ] und [240, 360 ] entstehen. Auf den Intervallgrenzen wird jeweils eine Primärfarbe, also Rot, Gelb oder Blau, gesetzt, sodass sich deren Mischungen innerhalb der Intervalle in Bezug zur relativen Position befinden. So entsteht der Farbkreis nach Itten, wie er in der Grafik 41 dargestellt ist. (a) kontinuierlich (b) 12-teiliger Farbkreis Abb. 41: Farbkreis nach Itten Im Abschnitt wurde beschrieben, dass dieser Farbkreis nicht den aktuellen Erkenntnissen der Physiologie entspricht. Deswegen sollte er eigentlich nicht mehr verwendet werden. Da Farbwirkungen jedoch subjektiver Natur sind und eine Gewöhnung an diesen Aufbau eintrat, ist er in ColorSinfony ebenfalls erfasst Der Lab- und der DIN99-Farbkreis Im Folgenden wird die Berechnung der Farbkreise des Lab- und des DIN99-Farbraums anhand des Lab-Farbsystems erklärt. Das Problem ist, dass der HSB- beziehungsweise RGB-Farbkörper nicht als Kugel im Lab-Farbsystem dargestellt ist. Die Grafik 42 zeigt, dass der Farbkörper vielmehr asymmetrisch ist, welcher jedoch auf einen Kreis gemappt werden muss. Dies kann jedoch dazu führen, dass die Abstände der Farben nicht mehr gleichabständig sind. 74

81 7. Die Konzeption Abb. 42: HSB-Farbkörper im Lab-Farbraum [DIN6176] Es gibt zwei Möglichkeiten zur Lösung des Problems und somit zur annähernden Einhaltung der Abstände. Zum einem kann die Methode des Farbtonwinkels benutzt werden, welcher einem Winkel einen Farbton zuordnet. Zum anderen kann der Farbabstand zwischen zwei benachbarten Farben berechnet und der Winkel entsprechend angeordnet werden. Das bedeutet, dass der Umfang des Farbkörpers im Farbraum als Ring abgebildet wird. In der folgenden Grafik 43 sind zum Vergleich die Ergebnisse beider Methoden gegenübergestellt. (a) nach Farbtonwinkel (b) nach Gleichabständigkeit Abb. 43: Der Lab-Farbkreis In 43a ist der blaue Bereich im Vergleich zu den anderen Bereichen sehr weit gefächert. Des Weiteren sind die Farbübergänge nicht gleichmäßig. In der Abbildung 43b sind diese dagegen regelmäßiger und die Farbbereiche besser verteilt. Demzufolge nutzt die erste Möglichkeit die Gleichabständigkeit des Farbraums nicht zu Genüge aus, was zu einem unbefriedigenden Ergebnis führt. Dementsprechend werden die Farbabstände zwischen den Farben berechnet um den äußeren Ring des Farbkreises zu bilden. Zuerst wird die Farbe, welche im HSB-Farbsystem durch den H-Wert und bei einer Sättigung und Helligkeit von 100% gegeben ist, in das Lab-Farbsystem umgerechnet. Dann wird der H-Wert um Eins erhöht und diese Farbe ebenfalls in den Lab-Farbraum transformiert. Um eine spätere Positionierung der Auswahlkreise, welche zu den Farbkomponenten gehören, zu ermitteln, wird 75

82 7. Die Konzeption zu dem gegebenen H-Wert der Farbtonwinkel und die Sättigung, welche dem Chroma-Wert entspricht, gespeichert. Daraufhin wurde mit Hilfe der euklidischen Formel der Farbabstand E zwischen den beiden Farben berechnet und gespeichert. Dieses Verfahren wird auf alle Farbtöne angewendet. Daneben werden alle Abstände zu einem Gesamtabstand addiert, welcher daraufhin relativ in Bezug zu 360 gesetzt wird. Als nächstes wird der Anfangswinkel bestimmt, welcher dem Farbtonwinkel des Farborts bei H = 0 im Lab-Farbraum entspricht. Dieser wird kontinuierlich entsprechend dem Verhältnis zwischen E zum nächsten Farbton und dem relativen Gesamtabstand erhöht. Der so entstandene Farbwinkel wird dem jeweiligen Farbton zugeordnet. Dieses Verfahren wird wiederholt bis der äußere Ring des Farbkreises komplett ist. Zur Mitte hin nimmt die Sättigung bekanntlich ab. In diesem Farbsystem wird dafür weiterhin der Farbabstand, diesmal jedoch von der aktuellen Farbe zu Weiß 12 verwendet. Diese Verbindung wird kontinuierlich herabgesetzt bis das Weiß erreicht ist. Das Resultat ist in der Abbildung 43b dargestellt. Dieses Prinzip wird analog für das DIN99-Farbsystem angewendet. Als Ergebnis entsteht der Farbkreis der Grafik 44. Abb. 44: Der DIN99-Farbkreis Die Farbkreiswahl im Expertenmodus Um zwischen den verschiedenen Farbkreise zu wählen, steht ein Auswahlmenü zur Verfügung. Wählt der Benutzer einen anderen Farbkreis, so wird zunächst der Auswahlkreis der Basisfarbe, wie in den Abschnitt beschrieben wird, verschoben. Die Farbe bleibt dabei erhalten. Daraufhin werden die restlichen beteiligten Auswahlkreise entsprechend der aktiven Farbharmonie und ausgehend von der Basisfarbe neu positioniert. Die Farben können variieren, sodass die einzelnen Komponenten einer Farbe ebenfalls aktualisiert werden müssen. Der Expertenmodus kann im Assistenten, der im Kapitel 7.8 erklärt wird, vorausgewählt werden. Des Weiteren kann jederzeit zum Schnellmodus gewechselt werden. Dafür steht eine entsprechende Schaltfläche zur Verfügung. 12 L* = 100, a* = 0, b* = 0 76

83 7. Die Konzeption Die Farbkreiswahl im Schnellmodus Im Schnellmodus ist das Auswahlmenü ausgeblendet und es ist vorgegeben, welcher Farbkreis für die jeweilige Farbharmonie genutzt wird. Diese werden in der folgenden Tabelle 6 mit Begründung für die Wahl des Farbsystems aufgelistet. Dabei gilt grundsätzlich, dass bei der Wahl des Lab- oder DIN99-Farbsystems, dass durch deren Ähnlichkeit zueinander das jeweils andere ebenfalls geeignet ist. Lediglich im dunklen und voll gesättigten Bereich der Farben oder bei kontrastärmeren Farbkombinationen sollte das DIN99-Farbsystem bevorzugt werden. Farbharmonie Farbkreis Begründung monochrom HSB Der Farbton ist bei dieser Farbharmonie bei allen beteiligten Farben gleich, sodass starke Kontraste benötigt werden und das HSB-Farbsystem ist am kontrastreichsten. analog DIN99 Die Farbtöne liegen nahe beieinander und müssen möglichst gleichmäßig verteilt sein, sodass eine gute Gleichabständigkeit benötigt wird, welches der DIN99-Farbraum erfüllt. komplementär HSB Der Komplementärkontrast wird angewendet bei dem sich die physiologisch komplementären Farben gegenüberstehen müssen, sodass der harmonische Farbkreis am geeignesten ist. Auffächerung HSB Der Komplementärkontrast wird aufgefächert, dessen Prinzip bleibt jedoch bestehen, sodass auch in diesem Fall das HSB-Farbsystem benutzt wird. triadisch Lab Die Farbtöne liegen gleichmäßig sehr weit auseinander, sodass relativ hohe Unterschiede in den restlichen Farbeigenschaften gewählt werden sollten. Der Lab-Farbraum ist kontrastreicher als der DIN99-Farbraum und wird somit verwendet. tetradisch HSB Die Farbtöne liegen sich paarweise gegenüber, sodass ebenfalls der harmonische Farbkreis genutzt werden sollte. Fünfer DIN99 Diese Harmonie baut auf symmetrischen Abständen zwischen den Farben auf, sodass das DIN99-Farbsystem dafür am besten geeignet ist. Farbverlauf DIN99 Die Farbtöne werden entlang einer Verbindungsgeraden gewählt, die innerhalb eines Farbsystems zwischen zwei Farborten gezogen wird. Da das DIN99-Farbsystem am fortschrittlichsten ist, wird dieses benutzt. Benutzerdefiniert und Zufall DIN99 Da diese auf keinerlei Farbharmonie beruhen, muss mit der Wahl der Farben vorsichtig umgegangen werden. Dafür eignet sich ein kontrastarmer Farbkreis am besten, sodass der DIN99-Farbraum gewählt wurde. Tabelle 6: Farbkreiswahl im Schnellmodus 77

84 7. Die Konzeption Selektiert der Benutzer eine neue Farbharmonie, dann wird der Farbkreis beziehungsweise das -system entsprechend dieser Tabelle 6 gesetzt und die Farben werden, wie im vorangegangenen Abschnitt beschrieben, angepasst Die Positionierung der Auswahlkreise der Farbkomponenten Zu jeder Farbkomponente gehört ein Auswahlkreis, welcher auf dem Farbkreis positioniert ist und die aktuelle Farbe repräsentiert. Die Position kann zum einen direkt über den Auswahlkreis geändert werden, indem mit Hilfe der Maus dieser gezogen beziehungsweise mit einem Klick innerhalb des Farbkreises neu positioniert wird. Zum anderen kann dieser durch das Setzen neuer Werte innerhalb eines Textfeldes oder eines Schiebereglers neu ausgerichtet werden Änderung durch die Maus In der Grafik 45 wird zur besseren Veranschaulichung der Ablauf der direkten Positionierung grafisch dargestellt. Dabei wird für Auswahlkreis synonym Kreis verwendet, um eine bessere Übersicht zu gewährleisten. [else] Kreis deselektieren anderen Kreis selektieren Mausklick Farbe des Kreises anpassen [innerhalb des Farbkreises] [kein anderer Kreis bei Mausposition] Kreisposition ändern [else] [Farbharmonie ist eingehalten] Farbe der Farbkomponente anpassen auf Farbharmonie überprüfen Schieberegler und Textfelder anpassen [else] Abb. 45: Ablauf der Farbanpassung bei Änderung der Kreisposition Der Auslöser ist, wie schon beschrieben, ein Mausklick, woraufhin die aktuelle Position der Maus wiedergegeben wird. Die Interaktion hat nur in dem Fall Auswirkungen, wenn sich der Mauszeiger innerhalb des Farbkreises befindet. Sollte sich diese Position mit der eines anderen Auswahlkreises gleichen, so wird letzterer selektiert und der vorige deselektiert. Dabei wird darauf geachtet, dass zu einem Zeitpunkt nur einer ausgewählt werden kann. Andernfalls wird der aktuelle Auswahlkreis auf die Position des Mauszeigers gesetzt. Daraufhin 78

85 7. Die Konzeption wird überprüft, ob die neue Position die Grenzen der aktuellen Farbharmonie einhält. Ist dies der Fall, so wird die Farbe des Auswahlkreises und des Farbrechteck der dazugehörigen -komponente aktualisiert, indem die Farbe des Farbkreises zu den aktuellen Koordinaten gesetzt wird. Ansonsten wird die Position zurückgesetzt. Zuletzt werden die Schieberegler und die Textfelder der Farbkomponente entsprechend der neuen Farbe angepasst. Dazu wird die Farbe in das HSB-Farbsystem umgerechnet, wobei die Helligkeit nicht berücksichtigt wird, da die Farbkreise lediglich die Helligkeit von 100% repräsentieren. Diese Werte dienen als Ausgangspunkt für die Umrechnungen in die anderen Farbsysteme, sodass die restlichen GUI 13 -Komponenten angepasst werden können Änderung durch einen Schieberegler Des Weiteren kann die Position durch Veränderungen an den Eigenschaften der Farbkomponente geändert werden. In der Abbildung 46 wird der Ablauf bei Nutzung eines Schiebereglers dargestellt. Dieser unterscheidet sich von der Eingabe bei Textfeldern dahingehend, dass keine Fehlerabfrage notwendig ist, da die Grenzen des Schiebereglers denen des Intervalls der jeweiligen Farbeigenschaft entsprechen. Änderung der Position des Schiebereglers Schieberegler und Textfelder anpassen Kreisposition ändern auf Farbharmonie überprüfen [else] [HSB-Wert wurde geändert] Farbe der Farbkomponente anpassen [else] HSB-Werte anpassen Farbharmonie ist eingehalten neue Farbe in HSB umrechnen Farbe des Kreises anpassen Abb. 46: Ablauf der Änderung der Kreisposition bei veränderten Farbeigenschaften Sollte der veränderte Wert kein HSB-Wert sein, so muss die neue Farbe in den HSB-Farbraum transformiert werden. Daraufhin werden das Farbrechteck und die anderen Schieberegler und Textfelder angepasst. Daraufhin wird der HSB-Wert für die Neupositionierung des zugehörigen Auswahlkreises im Farbkreis verwendet. Sollte der HSB-Farbkreis aktiv sein, so kann durch den äußeren Ring und dem H-Wert der Winkel ermittelt werden. Der Abstand von der Mitte ist durch den S-Wert gege- 13 Graphical User Interface 79

86 7. Die Konzeption ben. Mit Hilfe der trigonometrischen Funktionen können nun die x- und y-koordinaten berechnet werden. Sollte dies nicht der Fall sein, so müssen weitere Berechnungen durchgeführt werden, da auf Grund der Transformationen aus der Winkel im Farbkreis nicht dem Farbtonwinkel in dem jeweiligen Farbsystem entspricht. Des Weiteren entspricht ein H-Wert bei einer Sättigung weniger 100% nicht unbedingt dem H-Wert am äußeren Ring des Farbkreises. Zunächst wird die Farbe in das selektierte Farbsystem umgewandelt, dabei entspricht der B-Wert 100%. Daraufhin wird die Entfernung zur Unbuntachse 14 und der Farbtonwinkel berechnet. Mit Hilfe letzterem kann nun der H-Wert des äußeren Rings des Farbkreises ermittelt und ebenfalls dessen volle Sättigung im Farbraum abgerufen werden. Letztere wird ins Verhältnis zum Radius des Farbkreises gesetzt, damit dieser nicht überschritten wird, und mit der Entfernung multipliziert. Als Ergebnis wird die Distanz zum Mittelpunkt des Farbkreises geliefert. Um den Winkel im Farbkreis zu ermitteln, wird der H-Wert des äußeren Rings verwendet, welcher mit diesem gespeichert wurde, wie es in beschrieben wurde. Nun ist es wieder möglich mit Hilfe der trigonometrischen Funktionen die Koordinaten zu berechnen. Daraufhin wird überprüft, ob die neue Position des Auswahlkreises die Regeln der gewählten Farbharmonie einhält. Ist dies nicht der Fall, so werden die HSB-Werte entsprechend den Grenzen angepasst und die Position des Kreises und die Werte der Textfelder und Schieberegler aktualisiert. Als letztes wird die Farbe des Auswahlkreises entsprechend der neuen Farbe angepasst Änderung durch ein Textfeld Wenn der Benutzer den Wert eines Textfeldes verändert, wird die Positionierung des Auswahlkreises genauso wie bei einem Schieberegler durchgeführt. Da die Eingabe jedoch beliebig ist, muss diese zunächst auf Validität überprüft werden. Zum einen muss sie innerhalb des Intervalls der Farbeigenschaft liegen und zum anderen dürfen nur Zahlen eingegeben werden. Sollte eine dieser Bedingungen nicht zutreffen, so wird eine Fehlermeldung ausgegeben. Diese weist den Benutzer auf den Fehler hin, indem das Intervall beziehungsweise der Hinweis, dass eine Zahl eingegeben werden muss, angezeigt werden. Eine Schaltfläche zum Bestätigen und gleichzeitigem Schließen der Fehlermeldung steht ebenfalls zur Verfügung. Währenddessen wird der eingegebene Wert auf den vorangegangenen zurückgesetzt und markiert, sodass dieser leicht verändert werden kann Das Verwalten von Farbkomponenten ColorSinfony ermöglicht durch eine entsprechende Schaltfläche das Löschen von Farbkomponenten. Dabei können maximal bis zu fünf Farben und minimal grundsätzlich zwei aktiv sein. Letzteres kann sich jedoch hinsichtlich der selektierten Farbharmonie ändern, da eventuell mehr Farben benötigt werden um die Winkelharmonie einzuhalten. Können keine weiteren Farbkomponenten gelöscht werden, so wird die Schaltfläche ausgeblendet. Die Farbtöne der restlichen Farben werden nach dem Löschen entsprechend der Winkelharmonien angepasst. Die Sättigungen und die Helligkeiten hingegen bleiben weitestgehend erhalten, damit eventuell erzielte Farbeinstellungn nicht zerstört werden. Des Weiteren kann sich die Anordnung 14 a* = 0, b* = 0 80

87 7. Die Konzeption der Farbkomponenten ebenfalls ändern, da diese wieder an der Basisfarbe ausgerichtet werden, sodass sie stets annähernd mittig zwischen allen beteiligten Farben angeordnet ist. Damit wird eine gewisse Ordnung und demzufolge eine Harmonie aufrecht erhalten. Nachdem eine Farbkomponente gelöscht wurde, werden ihr Eigenschaften ausgeblendet und sie wird nicht mehr in den Farbharmonien berücksichtigt. Statt der Eigenschaften wird eine Schaltfläche zum Hinzufügen der Farbkomponente angezeigt. Sollte eine Farbe hinzugefügt werden, so werden die Farbtöne wiederum neu ausgerichtet, sodass die Basisfarbe wiederum in der Mitte liegt. Im Folgenden wird das zugrunde liegende Prinzip der Verwaltung der Farbkomponenten erklärt. Daraufhin werden Anpassungen beim Löschen und der Löschen-Schaltflächen beschrieben Grundlegendes Prinzip Um das Verwalten der Farbkomponenten zu ermöglichen, wird jeder einzelnen eine Position in Bezug zu der Basisfarbe, welche stets die Position Null besitzt, gegeben. Ausgehend von fünf Farben werden diese wie folgt vergeben: Die Reihenfolge der Farbkomponenten ist durch deren ID gegeben und dient als Ausgangspunkt, da sie stets gleich ist. In dieser Struktur ist ebenfalls die Basisfarbe enthalten. Um die Positionen zu ermitteln, wird die Differenz der jeweiligen ID der aktuellen Farbe mit der ID der Basisfarbe gebildet. Sollte diese größer beziehungsweise kleiner als zwei sein, so wird die maximale Anzahl von Farbkomponenten abgezogen beziehungsweise addiert. Demzufolge besetzen die zwei vorangehenden Farben negative Positionen, die je nach Nähe zur Basisfarbe 1 beziehungsweise 2 sind. Mit den zwei nachfolgenden Farben wird umgekehrt verfahren, sodass diese die Positionen 1 und 2 beinhalten. Befindet sich die Basisfarbe nicht direkt in der Mitte beziehungsweise wird eine andere Farbkomponente als Basisfarbe ausgewählt, so verschieben sich die Positionen entsprechend. Zum besseren Verständnis sind im Folgenden zwei Beispiele angegeben: Reihenfolge der Farbkomponenten: Positionen der Farbkomponenten: Im linken Beispiel befindet sich die Basisfarbe in der Mitte und die Verteilung der Positionen ist leicht zu erkennen. Im rechten Beispiel fand eine Verschiebung der Basisfarbe um eins nach rechts statt, sodass die anderen Positionen der Farbkomponenten ebenfalls angepasst wurden. Dabei ist darauf zu achten, dass Positionen, die außerhalb des Kontingents der Farben liegen, jeweils wieder am anderen Ende angesetzt werden. Werden Farbkomponenten gelöscht oder hinzugefügt, so hat dies neben deren Aus- beziehungsweise Einblendung weitere Auswirkungen. Zum einen können sich die Positionen der anderen Farben ändern und zum anderen müssen die Löschen-Schaltflächen verwaltet werden. In den folgenden Unterabschnitten werden diese Verfahren beschrieben Anpassung der Positionen Die Vergabe der Positionen ist abhängig von der Anzahl der beteiligten Farben. Diese kann bekanntlich maximal fünf und minimal zwei betragen. Um für jede Anzahl die gleichen Positionen 81

88 7. Die Konzeption zu vergeben, wurden diese fest definiert, die in Tabelle 7 angegeben sind. Dabei wurde zur Vereinfachung die Basisfarbe in der Mitte platziert. Anzahl Positionen Tabelle 7: Positionsvergabe nach Anzahl Bei vier beteiligten Farben liegt ein Sonderfall vor. Wird eine Farbkomponente gelöscht und ist ihre Position positiv, so tritt die erste Möglichkeit mit ein. Ansonsten wird die andere Positionsverteilung genutzt. Bei zwei aktiven Farben wird auf die Positionsvergabe von -1 und 0 verzichtet, da sich die Anordnung von den Positionen 0 und 1 nicht unterscheidet. Wird also eine Farbkomponente gelöscht, so werden die restlichen Farben entsprechend der Tabelle 7 angeordnet. Der Prozess soll anhand eines Beispiels beschrieben werden: Gegeben sei die Positionsverteilung Nun wird die vierte Farbe mit der Position 1 gelöscht, welche daraufhin mit NaN 15 repräsentiert ist. Demzufolge liegt die Verteilung NaN 2 vor, was noch nicht der Definition entspricht. Als nächstes werden die Positionen der anderen Farbkomponenten angepasst. Da nun eine Position zwischen der Basisfarbe und der fünften Farbkomponente frei ist, muss diese aufrücken. Die aktuelle Position ist positiv, also wird sie auf 1 minimiert, sodass eine Positionsverteilung von NaN 1 als endgültiges Ergebnis feststeht. Nun wird die Farbe mit der Position NaN bei den Farbharmonien nicht mehr berücksichtigt. Dies kann beliebig fortgeführt werden bis nur noch zwei Farben übrig sind. Dabei gibt es Ausnahmen in der minimalen Anzahl. Je nach Farbharmonie sind mehr als zwei Farben erforderlich, welche in der Tabelle 8 angegeben sind. Farbharmonie Auffächerung Triade Tetrade Fünfer minimale Anzahl drei drei vier fünf Tabelle 8: Ausnahmen bei minimaler Anzahl 15 not a number 82

89 7. Die Konzeption Die Auffächerung benötigt mindestens drei Farbkomponente, da sie sich ansonsten nicht mehr vom Komplementärkontrast unterscheiden würde. Bei den restlichen Ausnahmen entspricht die Minimalanzahl der Anzahl der benötigten Farben für die Einhaltung der Winkelharmonie. Sollten weniger Farben aktiv sein als notwendig wären, so sind nur diese Farbharmonien auswählbar, deren minimale Anzahl nicht unterschritten ist. Beim Hinzufügen von Farben wird grundlegend das gleiche Prinzip in umgekehrter Reihung verwendet. Dafür wird zunächst die grundlegende Position, die bei fünf beteiligten Farbkomponenten vorliegt, der hinzugefügten Farbe gesucht und entsprechend der Anzahl positioniert. Daraufhin werden eventuelle Anpassungen bei den anderen durchgeführt. Die Positionen geben zum einen die Entfernung zur Basisfarbe an, sodass sie für die Verteilung der Farbwinkel notwendig sind. Zum anderen zeigen sie an, ob sich die aktuelle Farbkomponente rechts oder links von der Basisfarbe befindet. Damit ist eine (Neu-)Ausrichtung und Einhaltung der Farbharmonie gewährleistet. Bei begrenzten Sättigungs- und Helligkeitswerte, was in erklärt wird, sind die so genannten Partner, also Farben die die gleichen Werte besitzen, über deren Positionen definiert. So müssen unter Umständen diese Werte ebenfalls neu angepasst werden. Außerdem können die Löschen-Schaltflächen nur mit Hilfe der Positionen und der Anzahl verwaltet werden Verwaltung der Löschen-Schaltflächen Damit die Mindestanzahl eingehalten wird und eventuelle Farben nicht gelöscht werden dürfen, bedarf es einer Verwaltung der Löschen-Schaltfläche, die jede einzelne Farbkomponente besitzt. Je nach Bedarf müssen diese Schaltflächen ein- beziehungsweise ausgeblendet werden. Da mindestens zwei Farben aktiv sein müssen, werden bei nur zwei beteiligten Farben alle Löschen- Schaltflächen ausgeblendet. Des Weiteren darf die Basisfarbe ebenfalls nicht gelöscht werden, sodass auch deren Schaltfläche stets ausgeblendet bleibt. Die Schaltflächen werden nach dem Auswählen einer neuen Farbharmonie und nach dem Löschen oder Hinzufügen einer Farbkomponente überprüft. Sollten die beschriebenen Fälle nicht vorliegen, so werden zunächst alle Schaltflächen eingeblendet, woraufhin diese je nach Farbharmonie wieder ausgeblendet werden. Bei den Ausnahmen der Tabelle 8 wird dies durchgeführt sobald die Mindestanzahl erreicht ist. Des Weiteren gibt es mehrere Farbharmonien, die Besonderheiten aufweisen, sodass Schaltflächen ausgeblendet werden müssen, ohne dass das Minimum an Farben erreicht ist. So kann es vorkommen, dass gewisse Positionen von Anfang an oder nach Eintritt einer Bedingung neben der Basisfarbe ebenfalls nicht gelöscht werden können, was in der folgenden Tabelle erfasst ist. Farbharmonie nicht löschbare Position(en) Bedingung / Begründung Komplementär Die Position ist nicht fest. Minimal eine Farbe muss der Basisfarbe gegenüberliegen. Triade -1, 1 Von Anfang an, da diese mit der Basisfarbe die Winkelharmonie bilden. Tetrade -1, 1, 2 Von Anfang an, da diese die Komplementärkontraste bilden. Tabelle 9: Nicht löschbare Positionen 83

90 7. Die Konzeption Da die nicht löschbare Position des Komplementärkontrasts nicht eindeutig identifiziert werden kann, wurden die Farbwinkel in Bezug zu dem der Basisfarbe gesetzt. Falls sich nur einer von dem der Basisfarbe unterscheidet, wird die Schaltfläche der zugehörigen Farbkomponente ausgeblendet. Dafür muss zuerst der Kontrast gesetzt werden, damit die Farbwinkel zugeordnet sind, sodass die Verwaltung in dieser Farbharmonie ausnahmsweise danach folgt Die Farbharmonien Der Benutzer kann zwischen verschiedenen Farbharmonien wählen. Daraufhin werden die Farben im Farbkreis nach den entsprechenden Regeln ausgerichtet. Dafür bildet die Basisfarbe, die eine der beteiligten Farben ist, die Grundlage für die Ausrichtung der anderen Farben. Diese spezielle Farbe kann nur durch den Benutzer und nicht durch ColorSinfony geändert werden. Dadurch hat der Benutzer die Möglichkeit eine bestimmte Wirkung, die mit dieser Farbe einhergeht, zu bewahren. Die beteiligten Farben können auf verschiedene Art und Weise geändert werden: 1. Durchführung einer Initiierung: Alle beteiligten Farben außer der Basisfarbe werden nach letzterer und nach den Regeln der Harmonielehre neu ausgerichtet. 2. Änderung der Basisfarbe: Die anderen Farben werden gemäß der Änderung der Basisfarbe angepasst, sodass die Relationen zu dieser bestehen bleiben. 3. Änderung einer beliebigen Farbe: Je nach Farbharmonie kann dies Auswirkungen auf andere Farben haben. Die Farbeigenschaften der aktuellen Farbe können nur innerhalb der Grenzen der Farbharmonie verändert werden. Die Beschränkungen können zu Verwirrungen seitens des Benutzers führen, sodass kurze Beschreibungen der gewählten Farbharmonie eingeblendet werden. Während die Wahl der Farbtöne immer begrenzt ist, können die Sättigungs- und Helligkeitswerte ebenfalls beschränkt werden. Da dies jedoch zu sehr starken Begrenzungen führen kann, hat der Benutzer die Möglichkeit diese Option zu deaktivieren. Im Folgenden wird das grundlegende Prinzip der Initiierung erklärt, welches bei den einzelnen Farbharmonien noch einmal spezifisch aufgegriffen und erweitert wird. Des Weiteren werden die Auswirkungen bei einer Veränderung der Basisfarbe erklärt. Da die Veränderung einer beliebig anderen Farbe auf die jeweilige Farbharmonie abgestimmt ist, wird die Anpassung in dem entsprechenden Unterabschnitt beschrieben Das grundlegende Prinzip bei einer Initiierung Wird eine neue Farbharmonie gewählt oder explizit eine Initialisierung über die entsprechende Schaltfläche gefordert, so wird diese durchgeführt. Bei der Initiierung werden die Farbtöne gemäß einer Winkelharmonie der selektierten Farbharmonie gesetzt. Bei der Sättigung und der Helligkeit wird darauf geachtet, dass eine Verbindung zwischen jeweils zwei Farben besteht. Das bedeutet, dass stets zwei Farben die gleiche Sättigung und versetzt wiederum zwei die gleiche Helligkeit besitzen. Dieses Prinzip beruht auf das Kapitel Lediglich die Basisfarbe ist nicht direkt mit 84

91 7. Die Konzeption Abb. 47: Symmetrische Anpassung einer anderen Farbe verbunden. Sie nimmt eine besondere Stellung ein, sodass sich die Farben nach ihr ausrichten. Des Weiteren wird sie möglichst mittig eingeordnet. Demzufolge wurde auf ein weiteres Verbindungselement verzichtet. Bei der Anordnung werden, um die Ähnlichkeit zu fördern, grundsätzlich geringe Sättigungsunterschiede gewählt, wobei die Differenzen in der Helligkeit etwas größer ausfallen können. Um eine Neuausrichtung der Farben nach der Basisfarbe zu ermöglichen, werden deren Werte, wie die HSB-Werte und der Abstand zum Mittelpunkt, gespeichert. Nach der Ausrichtung werden die Werte der Basisfarbe nochmals gespeichert, damit eventuelle Unterschiede dieser registriert werden können Anpassung der Farben bei Veränderungen der Basiswerte Sollten die Basiswerte verändert werden, so werden die neuen Werte gespeichert, damit sie mit den alten, die bei der vorangegangenen Nutzung ebenfalls gespeichert wurden, verglichen werden können. Falls sie innerhalb der Farbkomponente geändert wurden, so wird zuerst der Auswahlkreis neu gesetzt, sodass die Entfernung zum Mittelpunkt und der Winkel ermittelt werden kann. Daraufhin werden die Differenzen der einzelnen Werte gebildet und mit den jeweiligen Werten der anderen Farben addiert, sodass diese entsprechend angepasst werden. Trifft ein Wert auf eine Grenze so wird die Veränderung umgekehrt, das bedeutet, dass ein Wert, der größer wurde, nun wieder kleiner wird und umgekehrt. Zuletzt findet wiederum die Anpassung der Auswahlkreise und der GUI-Komponenten der Farben statt Begrenzung der Sättigungs- und Helligkeitsunterschiede Um die Wahrscheinlichkeiten zur Auffindung von harmonischen Farbbeziehungen zu erhöhen, können die weiteren Eigenschaften einer Farbe neben dem Farbton ebenfalls beschränkt werden, was mehrere Auswirkungen hat. Zum einen werden die Sättigungs- und Helligkeitsdifferenzen zwischen den Farben begrenzt, welche von der gewählten Farbharmonie abhängen. Grundsätzlich sind diese auf 30% beschränkt. Sollte Abweichungen vorliegen, so wird dies in dem Abschnitt der jeweiligen Farbharmonie aufgegriffen. Zum anderen wird bei einer Veränderung der Sättigung oder Helligkeit einer beliebigen Farbe, die jeweilige Eigenschaft einer anderen Farbkomponente, also deren Partner, angeglichen, sodass diese stets übereinstimmen. In der Abbildung 47 ist solch eine Anpassung beispielhaft dargestellt. 85

92 7. Die Konzeption Die Sättigung der aktuellen Farbe, welche an der schwarz-weißen Umrandung erkennbar ist, wurde geändert. Zu erkennen ist, dass sich diese einer anderen Farbe ebenfalls in gleichem Maße anpasst. Bei der Sättigung besitzen stets die Farbkomponenten die gleichen Werte, die sich spiegelgleich zur Basisfarbe befinden. Damit bleibt ein symmetrisches Bild der Winkelharmonie erhalten. Dafür kann es bei weniger als fünf beteiligten Farben unter Umständen vorkommen, dass eine Farbe die Sättigung der Basisfarbe aufweist. Da dies nur durch die Basisfarbe selbst geändert werden kann, kann dieser Wert der Farbe nicht durch den Benutzer angepasst werden. Ebenfalls ist in der Abbildung die Übereinstimmung von jeweils zwei Farben in der Helligkeit zu erkennen. Hier sind dies einerseits die Farben der Positionen -2 und 1 und andererseits -1 und 2. Durch die versetzte Übereinstimmung wird ein Verbindungselement zwischen den Farben geschaffen. Um die Grenzen einzuhalten, werden die Werte nach Setzen der Farbharmonie nochmals überprüft und eventuell angepasst. Bei der Helligkeit ist darauf zu achten, dass dieser Wert stets anders erfasst wird. Im HSB-System ist dies der B-Wert, der die absolute Helligkeit beschreibt, im Lab- und DIN99-Farbraum ist es jeweils der L-Wert, der den Hellbezugswert beziehungsweise die Eigenhelligkeiten der Farben berücksichtigt. So entstehen bei gleichen Grenzen sehr starke Variationen zwischen den Farbsystemen Harmonische Farbkombinationen In den folgenden Unterabschnitten werden Farbzusammenstellungen vorgestellt, die auf den Theorien der Harmonielehren aus Kapitel 4 beruhen. Dabei werden der Aufbau und die Besonderheiten vorgestellt und die Bezüge zur Theorie verdeutlicht Der monochrome Kontrast Beim monochromen Kontrast besitzen die Farben die gleichen Farbtöne, was auf beruht. Bei einer Initiierung werden die Sättigungen und die Helligkeiten der beteiligten Farben gleichmäßig verteilt. Die Sättigungen werden stets unabhängig von der Basisfarbe verringert. Die Helligkeiten werden in Abhängigkeit der Basisfarbe auf eine Spanne von 50% gesetzt. Ist die Helligkeit der Basisfarbe größer als 50%, so fallen die anderen geringer aus, ansonsten sind sie größer. So wird ein Verlauf von einer bunten zu einer unbunten Farbe realisiert, wie er in der Abbildung 48 dargestellt ist. Durch die gleichen Farbtöne, sind die Winkel identisch und können lediglich durch die Basisfarbe geändert werden. Sollte ein anderer Kreis gezogen werden, so wird nur die Sättigung angepasst. Sie und die Helligkeit können beliebig gesetzt werden, welche bei einer Initiierung jedoch aufgelöst und entsprechend der vorangegangenen Beschreibungen neu verteilt werden. Abb. 48: Der monochrome Kontrast Falls der Benutzer den Farbton mittels eines Textfeldes oder eines Schiebereglers verändern möchte, so werden diese Änderungen nicht übernommen und auf die alten Werte zurückgesetzt. Der Schieberegler positioniert sich beim Loslassen an seine alte Position. Wird jedoch die Basisfarbe verändert, so passen sich die Farbtöne entsprechend an. Die Sättigungs- 86

93 7. Die Konzeption und Helligkeitswerte werden im gleichen Ausmaß verändert. Ist ein Wert kleiner als Null, so wird er mit 100 addiert und umgekehrt Der analoge Kontrast Der analoge Kontrast entspricht Goethes charakteristische und -lose Farbkombinationen, die im Abschnitt erklärt wurden. [Lie94] beschreibt diese Farbharmonie als systematische Farbreihe, wobei nach seiner Meinung zur Vervollständigung der Winkelharmonie eine Gegenfarbe benötigt würde, was der Auffächerung aus Kapitel entspricht. Doch wie schon Goethe erkannte, können auch diese Kombinationen interessant wirken. Die Farbtöne sind in der Nähe der Basisfarbe innerhalb von maximal 120 gleichmäßig angeordnet. Die Winkelunterschiede betragen minimal 10. Für eine charakterlose Farbharmonie liegen die Farbfamilien bis zu insgesamt 60 beieinander. Darüber hinaus ist eine charakteristische Farbkombination gegeben. Der folgende Vergleich stellt diese Möglichkeiten bei einer gleichen Basisfarbe gegenüber: (a) charakterlos (b) charakteristisch Abb. 49: Der analoge Kontrast Die Sättigungs- und Helligkeitsunterschiede sind bei beiden Farbkombinationen gleich. Lediglich die Farbtöne sind bei der Abbbildung 49a sehr ähnlich, während sie in 49b weiter auseinander liegen. Bei einer Initialisierung werden die Farbtöne der beteiligten Farben auf 60 verteilt. Wegen der Nähe der Farbfamilien und um die Farben als ähnlich zu klassifizieren werden relativ kleine Unterschiede bei den anderen beiden Farbeigenschaften gesetzt. So unterscheiden sich die Sättigungswerte minimal um 5% und maximal um 10%. Die Helligkeitsdifferenzen betragen entweder 10% oder 15%. Sollten die Eigenschaften begrenzt werden, so können sich die Farben der Positionen 1 und -1 maximal um 30% von der Basisfarbe unterscheiden. Die restlichen zwei Farbkomponenten dürfen sich wiederum von letzteren um maximal 30% unterscheiden, sodass der Unterschied zur Basisfarbe höchstens 60% beträgt. Diese passen sich bei Veränderungen einer Farbe der Position von 1 oder -1 automatisch an. Die Schwierigkeit bei dieser Farbharmonie liegt in der Begrenzung der Farbwinkel. Zwischen 87

94 7. Die Konzeption allen Winkeln muss der gleiche Abstand vorliegen, sodass bei einer Veränderung eines Winkels, die anderen ebenfalls angepasst werden müssen. Des Weiteren ändert sich der Maximalabstand zwischen den einzelnen Farben in Abhängigkeit von der Anzahl der beteiligten Farben. Um diesen zu berechnen, wird das Verhältnis δ zwischen dem maximalen Gesamtwinkel von 120 zu der Anzahl der Zwischenräume gebildet, welche stets um Eins kleiner ist als die Anzahl der beteiligten Farben. Daraufhin wird der Winkel der aktuell veränderten Farbkomponente mit Hilfe der Differenz zur Basisfarbe überprüft, ob die Grenzen eingehalten wurden. Je nach Position darf die Differenz nicht größer als δ multipliziert mit der jeweiligen Position sein. Ein Beispiel soll den Sachverhalt veranschaulichen: Es seien fünf Farben beteiligt, dementsprechend ergibt sich für δ = = 30. Die aktuell veränderte Farbe hat die Position 2, sodass die Differenz des aktuellen Winkels und dem Winkel der Basisfarbe nicht mehr als 30 2 = 60 betragen darf. Sollte sie darüber liegen, so wird der Maximalwert eingesetzt. Daraufhin wird der neue Winkel mit dem der Basisfarbe subtrahiert und gesetzt. Nun werden die Winkel der anderen Farben entsprechend der Veränderung angepasst. Dabei wird wiederum die Veränderung des Winkels mit der Position multipliziert. Sollte die Position der aktuellen Farbe, wie im Beispiel, 2 oder 2 sein, so wird der Wert der anderen Positionen durch Zwei geteilt. Das Ergebnis wird je bei positiven aktuellen Positionen vom Basiswinkel subtrahiert, ansonsten hinzu addiert. Wird eine Farbe gelöscht oder hinzugefügt, so werden die Farbwinkel neu ausgerichtet, damit ein ausgewogenes Verhältnis gewährleistet wird Der komplementäre Kontrast In dieser Farbharmonie liegen sich die beteiligten Farben gegenüber. Maximal drei Farben besitzen den Winkel der Basisfarbe und maximal zwei Farben und mindestens eine sind komplementär angeordnet, sodass sie sich um 180 unterscheiden, wie es in Abbildung 50 dargestellt ist. [Lie94] bezeichnet dies folglich Abschnitt unter anderem als Zweier-Harmonie. Die Winkel der Farben können nur durch den Winkel der Basisfarbe geändert werden. Die Farben mit dem gleichen Farbwinkel sind sehr stark miteinander verbunden, sodass relativ geringe Unterschiede in den restlichen Farbeigenschaften bei einer Initiierung gesetzt werden. Damit sich keine Auswahlkreise überlappen, liegen sich Farben mit gleicher Sättigung gegenüber. Die Differenzen liegen bei 10% und 20% beziehungsweise 25% für die Helligkeiten. Sollte die Eingrenzung aktiv sein, so werden die Grenzen für die Sättigung in Abhängigkeit von der Basisfarbe gesetzt. Sobald deren Abb. 50: Der komplementäre Kontrast Sättigung kleiner als 25% und größer als 75% ist, so wächst die Grenze für die Differenzen auf bis zu 50%. Dies wird analog für die Helligkeit angewendet. Damit können größere Verläufe 88

95 7. Die Konzeption innerhalb dieses Intervalls realisiert werden Der triadische Kontrast Bei der triadischen Winkelharmonie liegen die Farbtöne um 120 auseinander, wie es im Abschnitt beschrieben ist. Auch in dieser Farbharmonie können die Farbtöne nur durch die Basisfarbe verändert werden. Sollten mehr als drei Farben beteiligt sein, so werden diese mit geringerer Sättigung zu einer anderen Farbfamilie zugeordnet. Bei einer weiteren Farbe besitzt sie den gleichen Farbton wie die Basisfarbe und bei zwei weiteren Farbkomponenten werden diese bei einer Initiierung auf die anderen beiden festen Farbfamilien verteilt, wie es in der Grafik 51 abgebildet ist. Dies sind stets die Positionen mit einem Absolutwert von 2. Bei der Verteilung der Anfangswerte der Sättigungs- und Helligkeitsunterschiede muss darauf geachtet werden, dass die Farben, die die gleichen Farbtöne besitzen auch als zusammengehörig klassifiziert werden können. Von der Basisfarbe müssen sie sich jedoch relativ Abb. 51: Der triadische Kontrast stark abheben, sodass für eine Initiierung starke Differenzen gewählt werden, die wiederum zueinander nahe liegen. Die Sättigungsdifferenzen betragen entweder 15% oder 25% und die Helligkeiten 10% oder 25%. Wegen der großen Unterschiede zwischen den Farbtönen, liegt die Begrenzung der Sättigungsdifferenzen bei 40%, falls diese aktiviert sein sollte. Die Anpassungen der Sättigungswerte bei Veränderung einer Farbe sind analog zum analogen Kontrast im Unterabschnitt anwendbar Die Auffächerung Bei der Auffächerung findet, wie der Name es schon beschreibt, eine Aufspaltung von einer Farbe statt. In diesem Fall wird die Komplementärfarbe der Basisfarbe in die restlichen aktiven Farbkomponente aufgegliedert, was in beschrieben wurde. Abb. 52: Die Auffächerung 89

96 7. Die Konzeption In den Beispielen ist erkennbar, dass die beteiligten Farben unterschiedliche Abstände aufweisen. Diese Anordnung beruht auf dem Prinzip des analogen Kontrasts des Abschnitts Der Abstand beträgt in diesem Fall minimal 10 und maximal werden die Farben innerhalb von 120 angeordnet. Dabei ist zu beachten, dass sich bei einer Anzahl von vier Farben die mittlere genau gegenüber der Basisfarbe befindet und somit nicht verschoben werden kann. Jegliche Farben liegen gegenüber der Basisfarbe, sodass starke Unterschiede zu dieser vorliegen. Dementsprechend werden die Sättigungs- und Helligkeitswerte bei einer Initiierung in Bezug zu den Werten der Basisfarbe relativ stark variieren. Des Weiteren müssen die Farben untereinander wiederum als ähnlich klassifiziert werden, sodass die Differenzen zwischen ihnen gering sind. So betragen die Sättigungsdifferenzen minimal 15% und maximal 30%, unterscheiden sich jedoch je nach Sättigung der Basisfarbe um lediglich 5%. Die Helligkeiten betragen entweder 10% oder 15%. Die Begrenzungen der Eigenschaften werden, wie in beschrieben, angewendet. Die einzige Ausnahme liegt bei vier Farben vor, denn da wird die Farbe, die der Basisfarbe genau gegenüberliegt, die gleiche Sättigung zugeordnet. Demzufolge kann dieser Wert wiederum nur durch die Basisfarbe geändert werden Der tetradische Kontrast Der tetradische Kontrast beschreibt ebenfalls eine Aufspaltung des Komplementärkontrasts und beruht auf den Ausführungen des Abschnitts Jeweils zwei Farbfamilien werden gegenüber angeordnet. Sollte eine fünfte Farbkomponente aktiv sein, so weist diese den gleichen Farbwinkel wie die Basisfarbe auf und wird mit einer geringeren Sättigung versehen. In der folgenden Grafik 53 werden wieder zur besseren Veranschaulichung Beispiele dargestellt. Abb. 53: Der tetradische Kontrast Die Farbkomponente mit der Position 2 liegt der Basisfarbe gegenüber. Die Position 2 besitzt den gleichen Farbwinkel. Die Farbtöne dieser Farben können nur durch die Basisfarbe verändert werden. Die restlichen zwei Farben, die die Positionen mit einem Absolutwert von 1 besetzen, werden komplementär zueinander angeordnet. Sie können innerhalb eines Intervalls von 30 verändert 90

97 7. Die Konzeption werden, wie es im Beispiel ersichtlich ist. Wird eine der beiden Farben verändert, so passt sich die andere an, sodass sie ihr gegenüber liegt. Des Weiteren besteht ein minimaler Abstand von 30 und ein maximaler von 60 zur jeweils nächsten Farbe. Da fast jede Farbe einen anderen Farbton hat und jeweils zwei sehr nahe zueinander liegen, wurde auf große Unterschiede in der Sättigung und Helligkeit bei einer Initiierung verzichtet. Die Sättigungs- und Helligkeitswerte schwanken zwischen 10% und 15%. Die Farbwinkel liegen um 30 auseinander. Die Begrenzungen der restlichen Farbeigenschaften liegen standardmäßig bei 30% Der Fünfer Bei dieser Farbharmonie müssen alle fünf Farben beteiligt sein, deren Farbtöne gleichmäßig verteilt werden. Die Abstände betragen dabei mindestens 30, wie in Abbbildung 54a dargestellt, und maximal 72, was in der Grafik 54b abgebildet ist. Letztere Farbkombination erstreckt sich über den gesamten Farbkreis. Diese wurde in Kapitel beschrieben. (a) Mindestabstand (b) Maximalabstand Abb. 54: Der Fünfer Die Winkel der Farben richten sich analog dem Prinzip gemäß Kapitel aus. Da sich die Farben sehr stark im Farbton unterscheiden können, werden bei einer Initiierung relativ hohe Sättigungsdifferenzen gewählt, die zwischen 15% und 30% liegen. Um den Farbkontrast nicht zu willkürlich erscheinen zu lassen, werden die Helligkeitsunterschiede auf 10% beziehungsweise 15% gesetzt. Des Weiteren wird der maximale Abstand zwischen den Farbwinkeln gewählt. Die Sättigungsdifferenzen sind auf 50% beschränkt und die Helligkeiten bleiben bei 30%. Die Anpassung der Werte findet analog zum Unterabschnitt statt Weitere Farbkombinationen Neben den harmonischen Farbkombinationen bestehen noch weitere Möglichkeiten, Farben zu kombinieren. Diese beruhen jedoch nicht auf Harmonielehren, sodass die Wahrscheinlichkeit für eine disharmonische Wirkung größer sein kann. 91

98 7. Die Konzeption Der Farbverlauf Bei diesen Farbkombinationen werden die Eigenschaften der einzelnen Farbsysteme ausgenutzt und die Farben entsprechend im dreidimensionalen Farbraum angeordnet. Dafür wird eine Verbindungsgerade zwischen dem Farbort der Basisfarbe und der Farbe der Position 1, die die Endpunkte sind, gebildet. Die restlichen aktiven Farben werden gleichmäßig auf dieser Gerade angeordnet. Sollte ein Farbort nicht darstellbar sein, weil er außerhalb des srgb-farbkörpers liegt, so wird der nächstmögliche gesetzt. In Abbildung 55 sind die verschiedenen Farbverläufe der Farbsysteme dargestellt. Die Endpunkte bleiben jeweils gleich. (a) HSB-Farbraum (b) Lab-Farbraum (c) DIN99-Farbraum Abb. 55: Der Farbverlauf in den Farbsystemen Im HSB-Farbsystem wurde der Farbkreis als Grundlage für eine Verbindung genutzt, sodass diese stets linear ausfällt. In den anderen Farbsystemen wird deren Gleichabständigkeit genutzt, sodass die Farbabstandsformel zwischen den zwei Farborten angewendet wird. Da das DIN99- Farbsystem eine Modifikation des Lab-Farbraums ist, fallen diese Farbkombinationen relativ ähnlich aus. Jedoch wirken auf Grund der verbesserten Helligkeiten Farben im dunklen Bereich im DIN99-Farbraum gleichabständiger. In dieser Farbkombination können lediglich die Basisfarbe und die Farbe der Position 1 verändert werden. Die anderen Farbkomponente sind für Interaktionen inaktiv, sodass sie stets auf der Verbindungsgeraden bleiben. Bei Veränderung der Basisfarbe, werden alle Farben neu angeordnet. Wird die Gegenfarbe geändert, so verändert sich ein Endpunkt der Verbindungsgeraden und die restlichen Farben, außer der Basisfarbe werden neu gesetzt. Da sich alle Farben auf dieser Geraden befinden und somit immer ein Optimalzustand besteht, verändert eine Initiierung keine Werte, sodass die entsprechende Schaltfläche deaktiviert ist Die zufällige Farbkombination Bei dieser Farbzusammenstellung werden die Farben bis auf die Basisfarbe zufällig bei jeder Initiierung angeordnet. Demzufolge wird keine Harmonielehre berücksichtigt. Bei Veränderungen der Basisfarbe werden wieder alle anderen Farbkomponenten entsprechend verändert. 92

99 7. Die Konzeption In der folgenden Grafik 56 wird zum einen eine harmonische und disharmonische Farbkombination abgebildet, die per Zufallsprinzip generiert wurde. (a) Harmonie (b) Disharmonie Abb. 56: Der Farbverlauf in den Farbsystemen In der harmonischen Zusammenstellung der Grafik 56a liegen jeweils zwei und drei Farben relativ nahe beieinander, sodass eine Verbindung zwischen ihnen geschaffen wurde. Des Weiteren ist der Basisfarbe nahezu eine Komplementfarbe zugeordnet. Die Sättigungs- und die Helligkeitswerte liegen in einem relativ kleinen Intervall, sodass die Farben mit einem ähnlichen Farbton als ähnlich klassifiziert werden. So entsteht eine harmonische Farbkombination. In der Abbildung 56b hingegen sind die Farbtöne sehr ungleichmäßig verteilt. Drei Farben weisen im blauen Bereich relativ ähnliche Farben auf, sind jedoch so unterschiedlich in der Sättigung und der Helligkeit, dass auch diese nicht als zusammengehörig identifiziert werden können. Einerseits durch die Ähnlichkeit und andererseits durch die Unterschiede mit der nicht einzuordnenden Stellung der restlichen zwei Farben entsteht eine disharmonisch wirkende Farbzusammenstellung. Um die Wahrscheinlichkeit für eine Harmonie zu erhöhen wird in Abhängigkeit zur Basisfarbe das Intervall für die Helligkeitswerte beschränkt. Dieser Wert wurde gewählt, da er nur unterschwellig wahrgenommen wird. So werden die Helligkeiten zufällig zwischen 0% und 50% angeordnet, wenn die Helligkeit der Basisfarbe kleiner als 50% ist, und sie liegt zwischen 50% und 100%, wenn sie größer als 50% ist. So können helle und dunkle Farbkombinationen erzeugt werden Die benutzerdefinierte Farbkombination Um den Benutzer maximale Freiräume zu gewähren, wurde eine Farbkombination hinzugefügt, in der die Farbkompononenten vollständig unabhängig voneinander gesetzt werden können. Dies ist die einzige Farbzusammenstellung, in der die Basisfarbe keine Auswirkungen auf die restlichen Farben hat. Wenn zu dieser Farbharmonie gewechselt wird, behalten die Farben ihre letzten Zustände. So ist es möglich über die Grenzen einer anderen Farbkombination hinaus die Farbkomponenten anzupassen, falls dies gewünscht ist. Da eine Initiierung die Farben nicht beeinflusst, wird die Schaltfläche deaktiviert. 93

100 7. Die Konzeption 7.8. Der Assistent Dem Hauptteil des Programms kann ein so genannter Assistent, auch Wizard genannt, vorangestellt werden. Dies sind mehrere aufeinander folgende Fenster, zwischen denen gewechselt werden kann und die bestimmte Arbeitsabläufe schildern. Der Assistent liefert zunächst eine kurze Einführung in ColorSinfony. In den folgenden Schritten kann der Benutzer zwischen verschiedenen Farben wählen, die daraufhin im Hauptprogramm als Basisfarbe vorselektiert ist. Daraufhin besteht eine Auswahl zwischen den zwei Modi, wobei bei der Selektion des Expertenmodus einer der verschiedenen zur Verfügung stehenden Farbkreise ausgewählt werden muss. In der folgenden Grafik 57 ist eine Skizze eines Dialogfensters des Assistenten abgebildet. Abb. 57: GUI-Skizze vom Assistenten von ColorSinfony Diese Skizze stellt die Auswahl zwischen den verschiedenen Modi dar. Der Aufbau ist dem zur Auswahl zwischen den Farben sehr ähnlich. Links kann der Benutzer interagieren und die Farbe beziehungsweise den Modus oder den Farbkreis wählen. Auf der rechten Seite werden die dazugehörigen Beschreibungen zum selektierten Element angezeigt. Wie bei einem Assistenten üblich, kann sich der Benutzer jederzeit zwischen den Fenstern hin und her bewegen, wobei eventuelle Veränderungen bestehen bleiben. Außerdem kann er den Assistenten stets abbrechen, sodass das Hauptfenster im Schnellmodus und mit einer gesetzten Farbe startet Die Benutzeroberfläche In der folgenden Abbildung 58 ist eine Skizze der Benutzeroberfläche von ColorSinfony dargestellt. 94

101 7. Die Konzeption Abb. 58: GUI-Skizze von ColorSinfony In der linken obere Ecke wird der gewählte Farbkreis angezeigt. Darin sind alle aktiven Farben als kleine Auswahlkreise enthalten, die im Sinne der aktuell ausgewählten Farbharmonie angeordnet werden. Der Benutzer kann diese Auswahlkreise mit Hilfe der Maus bewegen und dementsprechend die Farbtöne und die Sättigung der Farben ändern. Die Helligkeit der selektierten Farbe kann über die darunter befindliche Linie angepasst werden. Im linken unteren Teil befindet sich das Interaktionsfenster. Darin kann der Benutzer zwischen den Farbharmonien und -systemen wählen. Wird eine neue Farbharmonie selektiert, so werden die Farbkomponenten neu gesetzt und eine kleine Beschreibung wird angegebenen. Darunter kann der Benutzer wählen, ob die Sättigungs- und Helligkeitswerte begrenzt werden sollen. Des Weiteren ist es möglich zwischen den zwei Modi zu wechseln, wobei das Auswahlmenü für die Farbsysteme nur im Expertenmodus eingeblendet ist. Im rechten Teil befinden sich die Farbkomponenten. In diesem Bereich kann der Benutzer die Eigenschaften jeder Farbe gezielt verändern, insofern die aktuelle Farbharmonie eingehalten wird. Dafür stehen zum einen Textfelder und zum anderen Schieberegler zur Verfügung. Das vorangehende Textfeld gibt den Wert des Schiebereglers als Zahl an und umgekehrt. Lediglich das Textfeld, indem die Farbe als Hexadezimalzahl angegeben wird, besitzt keinen begleitenden Schieberegler. Ein Wert kann durch Eingabe in das Textfeld gesetzt werden, welcher nach der Eingabe auf Validität überprüft wird. Sollte dies nicht der Fall sein, so wird eine Fehlermeldung ausgegeben und der alte Wert wird wieder gesetzt und zugleich markiert. Der Wert kann ebenfalls über die Hoch- und Runter-Pfeiltasten verändert werden. Die Veränderungen werden vom dazugehörigen Auswahlkreis übernommen, welcher neu positioniert wird. Des Weiteren kann in diesem Bereich die Basisfarbe gewählt werden, indem die entsprechende 95

102 7. Die Konzeption Farbkomponente markiert wird. Auch kann die Farbkomponente über ihrer Löschen-Schaltfläche entfernt werden, welche daraufhin ausgeblendet und deren Hinzufügen-Schaltfläche eingeblendet wird Zusammenfassung In diesem Kapitel wurden zunächst die Aufgaben von ColorSinfony entsprechend den Zielgruppen analysiert, sodass die Anforderungen konkretisiert werden konnten. Im weiteren Verlauf wurden die Funktionalitäten aufgefasst und anhand anschaulicher Beispiele erläutert. Dabei sind die Bezüge zu den theoretischen Ansätzen verdeutlicht worden. Zuletzt wurde der Aufbau der Benutzeroberfläche beschrieben, indem die Funktionalitäten den GUI-Komponenten zugeordnet werden. So konnte eine gute Grundlage für die Umsetzung geschaffen werden. 96

103 8. Die Realisierung 8. Die Realisierung In diesem Kapitel wird die Umsetzung in Java der vorangegangen beschriebenen Funktionalitäten erklärt. Dabei werden zunächst die vorhandenen Pakete beschrieben, woraufhin die Klassenstruktur mit den Beziehungen zwischen den Klassen erläutert wird Die Paketstruktur Für eine bessere Wartbarkeit sind die Klassen des Programms in mehrere Pakete untergliedert, die im Folgenden aufgelistet und daraufhin beschrieben werden: colorsinfony colorsinfony.interactions colorsinfony.colors colorsinfony.wizard colorsinfony.helpers Das Paket colorsinfony enthält die Hauptklasse, die für das Starten von ColorSinfony verantwortlich ist. Diese erzeugt die Klasse zur Verwaltung der Farbharmonien, die ebenfalls in diesem Paket enthalten ist. Des Weiteren initialisiert sie Objekte der Klassen, die die restlichen Paketen beinhalten. Daneben ist die Klasse des Splashscreens und des Startbildschirms in diesem Paket enthalten. Das Paket colorsinfony.interactions verwaltet die Klassen, die für den linken Teil der Benutzeroberfläche verantwortlich sind. Dazu gehören die Klassen, die den Farbkreis, die Auswahlkreise, die Helligkeitslinie und die verschiedenen Auswahlmenüs und Schaltflächen verwalten. Methoden dieser Klassen greifen zur Aktualisierung der Farbkomponenten auf die Klasse der Farbharmonien im Paket colorsinfony zu. Die Darstellung der Farbkomponenten in den verschiedenen Farbsystemen wird von den Klassen im Paket colorsinfony.colors verwaltet. Auch diese greifen auf die Klasse der Farbharmonien zu. Um die hier entstehenden Fehlermeldungen abzufangen, ist die entsprechende Klasse ebenfalls in diesem Paket inbegriffen. Das Paket colorsinfony.wizard enthält jegliche Klassen für die einzelnen Fenster des Assistenten und deren Beziehungen. Die Hauptklasse, die im Paket colorsinfony enthalten ist, verwaltet die Interaktionen, sodass wiederum eine Verbindung zu dieser besteht. Das letzte Paket colorsinfony.helpers enthält Klassen mit statischen unveränderbaren Daten, die vom Programm benutzt werden. Des Weiteren beinhaltet es die Klasse für die Farbkonvertierung Die Klassenstruktur In diesem Abschnitt werden die Beziehungen zwischen den Klassen und deren Funktionen erklärt. Zunächst wird auf den Assistenten und darauf auf das Hauptprogramm eingegangen. 97

104 8. Die Realisierung Beim Programmstart wird zunächst eine Instanz von ColorSinfony aufgerufen, die ein Objekt der Klasse Start erzeugt. Letztere ist für die Darstellung des Startbildschirms zuständig, in dem zwischen dem Starten des Assistenten oder des Hauptprogramms entschieden werden kann. Des Weiteren erzeugt sie eine Instanz von SplashScreen, welche ein Bild für zwei Sekunden anzeigt. Nach Ablauf der Zeit wird dieses Objekt verworfen und der Startbildschirm eingeblendet Der Assistent Wenn der Assistent gestartet wird, dann erzeugt ColorSinfony eine Instanz der Klasse Welcome. Diese ist eine Unterklasse von Wizard, welche für die Schaltflächen und die Verwaltung der verschiedenen Fenster zuständig ist. Ebenfalls erben ColorSymbolism und ColorSystem von dieser Klasse. Bei einer Aktion einer Schaltfläche wird ein PropertyChangeEvent, welcher von der Javabibliothek bereitgestellt wird, an ColorSinfony weitergeleitet, sodass dieser das Objekt erzeugt und damit das entsprechende Fenster öffnet. Welcome stellt eine kurze Beschreibung des Assistenten zur Verfügung, woraufhin eine Instanz von ColorSymbolism folgt. Darin werden verschiedene Farben und deren Bedeutungen angegeben und der Benutzer kann sich für eine entscheiden. Nach einem weiteren Klick auf Next wird ein Objekt der Klasse ColorSystem erzeugt. In diesem Fenster werden zunächst die zwei zur Verfügung stehenden Modi angezeigt. Sollte der Expertenmodus selektiert sein, so werden weitere Optionen eingeblendet, die die verschiedenen Farbkreise repräsentieren. Im rechten Bereich werden ebenfalls die entsprechenden Beschreibungen angezeigt. Mit einem Klick auf Start ColorSinfony wird das Fenster der Klasse ColorSinfony nun eingeblendet, welches das Hauptfenster darstellt, und das Objekt des letzten Fensters verworfen Das Hauptprogramm Da der Hauptteil von ColorSinfony sich komplexer gestaltet, werden zunächst die wichtigsten Funktionalitäten der Klassen beschrieben. Daraufhin werden die Beziehungen zwischen ihnen in einem UML 16 -Klassendiagramm aufgezeigt und dann erklärt. Die Klasse ColorSinfony bildet die Wurzelinstanz des Programms. Diese ist für das Fenster und die grobe Anordnung der enthalten Komponenten verantwortlich. Neben der Verwaltung der Fenster des Assistenten werden innerhalb dieser Klasse die Initialwerte für die Basisfarbe und des Modus festgelegt. HarmonyContrasts bildet die wichtigste Klasse des Programms, denn diese ist für die Farbverwaltung zuständig. Das bedeutet, dass sie die Farbkomponente und deren Auswahlkreise und Linien entsprechend der Farbharmonien ausrichtet und die Farben eventuell anpasst. Dafür fängt die Klasse Interaktionen des Benutzers auf, die einerseits von den Farbkomponenten oder andererseits von den Auswahlkreisen stammen, und verarbeitet diese. Beim Löschen oder Hinzufügen von Farbkomponenten, ist die Klasse für die neue Anordnung der restlichen beteiligten Farben zuständig. Ebenfalls findet die Verwaltung der Löschen-Schaltflächen innerhalb dieser Klasse statt. 16 Unified Modeling Language 98

105 8. Die Realisierung Die Klasse InteractionContainer verwaltet den linken Bereich der Benutzeroberfläche. Dazu gehören Interaktion, die den Farbkreis und die Optionen betreffen. Wird eine Position eines Auswahlkreises mittels MouseEvent geändert, so leitet diese Klasse die neue Position an die Instanz von HarmonyContrasts weiter. Bei einer neuen selektierten Farbharmonie, werden die Farben entsprechend angepasst. Die Beschreibung wird ebenfalls in dieser Klasse aktualisiert. Des Weiteren wird ein Kontrollkästchen für das Aktivieren oder Deaktivieren der Begrenzung der Sättigungs- und Helligkeitswerte zur Verfügung gestellt, woraufhin die Farbharmonie eventuell angepasst wird. Wird ein neues Farbsystem beziehungsweise ein neuer Farbkreis ausgewählt, so werden die Auswahlkreise mittels ColorCircle neu gesetzt. Außerdem stellt diese Klasse eine Schaltfläche zur Verfügung, die es ermöglicht zwischen dem Schnell- und Expertenmodus zu wechseln. Auch in diesem Fall greift die Klasse wieder auf HarmonyContrasts zu, welche den Wechsel verwaltet, indem der Farbkreis entsprechend der selektierten Farbharmonie angepasst wird. Eine Initiierung wird ebenfalls an diese Klasse weitergeleitet. Die Klasse ColorCircle zeichnet die verschiedenen Farbkreise, die für eine bessere Performance als BufferedImage gespeichert werden, was von Java bereitgestellt wird. Daneben verwaltet sie die Positionierung der Auswahlkreise auf den Farbkreis und liefert bei Bedarf deren Koordinaten und Abstand zum Mittelpunkt. BrightnessLine zeichnet einen Verlauf von Schwarz bis Weiß und setzt ein Rechteck zum Selektieren darüber. Letzteres repräsentiert die Helligkeit der aktuell selektierten Farbe. Dieses kann gezogen werden, woraufhin der B-Wert des HSB-Farbsystems entsprechend angepasst wird. Die Klasse ColorComponents ordnet die fünf Farbkomponenten untereinander im rechten Teil der Benutzeroberfläche an. Daneben ist sie für die Selektion der einzelnen Farbkomponente zuständig, falls ein MouseEvent außerhalb einer Teilkomponente der Farbe gefeuert wird. Des Weiteren dient sie als Schnittstelle zwischen den Farbkomponenten und der Klasse HarmonyContrasts, die aufgerufen wird, sobald eine Farbe gelöscht oder hinzugefügt wird, sich die Farbe ändert oder eine neue Basisfarbe gesetzt wird. ColorComponent repräsentiert eine Farbkomponente. Dazu gehört die Ansicht mit der aktuellen Farbe, die in einem Rechteck abgebildet ist. Die Farbe ist in drei Farbsystemen dargestellt und die Werte der jeweiligen Komponenten der Farbsysteme sind durch Textfelder und Schieberegler repräsentiert, die auf Eingaben des Benutzers reagieren und von der Klasse verwaltet werden. Sollte eine ungültige Eingabe erfolgen, so wird diese durch die Klasse Alert abgefangen und eine entsprechende Fehlermeldung angezeigt. Des Weiteren ist die Farbe als Hexadezimalzahl dargestellt, was ebenfalls durch den Benutzer geändert werden kann. Bei einer Änderung eines Wertes, werden die anderen Werte der anderen Farbsysteme ebenfalls angepasst. Beim Selektieren der Farbkomponente, wird der Rahmen des Farbrechtecks geändert. Sollte eine Farbkomponente gelöscht werden, so werden alle Komponenten ausgeblendet und eine Schaltfläche zum Hinzufügen wird angezeigt. 99

106 8. Die Realisierung Die Klasse SelectCircle verwaltet die Darstellung der Auswahlkreise, die jeweils zu einer Farbkomponente gehören und die Farbe als einen Kreis im jeweiligen Farbkreis repräsentieren. Vom Mittelpunkt dieses Kreises bis zum Mittelpunkt des Farbkreises existiert eine Verbindungsgerade, die durch Line realisiert wird. Sie dient der besseren Veranschaulichung bei Veränderungen der Farben, damit erkennbar ist, welche Auswirkungen eintreten. Der Rahmen eines Auswahlkreises kann sich je nach Selektion verändern, welcher bei dem Auswahlkreis der Basisfarbe zur besseren Unterscheidung einen größeren Radius besitzt. Zuletzt existieren noch Hilfsklassen, die im entsprechenden Paket enthalten sind. Dies ist zum einen ColorConverter, welche eine Farbe, die in einen Farbsystem gegeben ist, zwischen dem srgb-, Lab- und DIN99-Farbraum transformieren kann. Zum anderen beinhaltet die Klasse Misc statische Daten, die fest sind und auf denen nahezu alle anderen Klassen zugreifen, und Funktionen, die des Öfteren gebraucht werden. In der folgenden Abbildung 59 wird ein Klassendiagramm dargestellt, welches die Beziehungen zwischen den beschriebenen Klassen darstellt. InteractionContainer ColorSinfony ColorComponents Alert ColorCircle HarmonyContrasts BrightnessLine Line SelectCircle ColorComponent ColorConverter Abb. 59: Klassendiagramm zum Hauptprogramm Als wichtigste Klasse fungiert HarmonyContrasts in Bezug auf Farbveränderungen als Schnittstelle zwischen ColorComponent und den SelectCircle. Sie wird direkt von der Wurzelklasse 100

107 8. Die Realisierung ColorSinfony erzeugt. Sollte eine Farbe durch eine Textfeld oder einen Schieberegler verändert werden, so wird dies an ColorComponents weitergeleitet. Diese wird ebenfalls von ColorSinfony erzeugt und damit sie auf HarmonyContrasts zugreifen können, wird die entsprechende Instanz beim Initiieren übergeben. Daraufhin überprüft HarmonyContrasts die neue Farbe und verändert diese gegebenenfalls, was wiederum an die zugehörige ColorComponent weitergegeben wird. Dann werden die anderen Farben direkt angepasst und die Auswahlkreise, die durch die Klassen SelectCircle direkt in dieser Klasse erzeugt werden, neu positioniert. Für die Berechnung findet ein Zugriff auf ColorCircle statt. Des Weiteren greift SelectCircle auf Line zu und verändert deren Endpunkt entsprechend. ColorSinfony erzeugt ebenfalls eine Instanz der Klasse InteractionContainer, welcher wiederum das Objekt von HarmonyContrasts und von ColorCircle übergeben wird. Dies wird benötigt, um die Veränderungen der Auswahlkreise zu bearbeiten, denn mittels letzterer Klasse wird die Position und damit die neue Farbe ermittelt, welche an HarmonyContrasts weitergegeben wird. Daraufhin findet die gleiche nur umgekehrte Prozedur statt, die vorher beschrieben wurde. Des Weiteren erzeugt diese Klasse eine Instanz von BrightnessLine, die die Helligkeitslinie unter dem Farbkreis verwaltet. Eingaben, die auf dessen Rechteck erfolgen, werden direkt an die jeweilige Instanz von ColorComponent weitergeleitet und entsprechende Änderungen vorgenommen. Umgekehrt beeinflusst ColorComponent die Klasse ebenso. Sollte eine Löschung stattfinden, so greift ColorComponent direkt auf SelectCircle und Line zu, damit der entsprechende Auswahlkreis und die Gerade ausgeblendet werden. Beim Setzen der Basisfarbe wird der Auswahlkreis vergrößert, sodass die entsprechenden Klassen Zugriff aufeinander haben. Die Klassen ColorCircle, HarmonyContrasts und ColorComponent greifen auf statische Methoden von ColorConverter zu um die Farben zu konvertieren. Die Klasse Misc wurde zur besseren Übersicht nicht im Klassendiagramm aufgeführt, da fast jede andere Klasse auf die statischen Variablen beziehungsweise Methoden dieser zugreift Anwendungsbeispiele Um einen Eindruck von ColorSinfony und seinen Möglichkeiten zu vermitteln, werden im Folgenden mehrere Anwendungsbeispiele dargestellt. 101

108 8. Die Realisierung Abb. 60: Assistent zur Wahl der Basisfarbe Abb. 61: Assistent zur Wahl des Modus und des Farbkreises 102

109 8. Die Realisierung Abb. 62: Hauptfenster im Expertenmodus mit der Farbharmonie Auffächerung Abb. 63: Hauptfenster im Schnellmodus mit teilweise unbeteiligten Farben 103

110 8. Die Realisierung Abb. 64: Fehlermeldung bei falscher Eingabe in das Hexadezimal-Textfeld 8.4. Zusammenfassung In diesem Abschnitt wurde die technische Umsetzung der Funktionen, die im konzeptionellen Teil beschrieben wurden, erklärt. Zuerst ist die Struktur der Pakete vorgestellt worden, in denen die Klassen eingeordnet wurden. Um die Anforderungen zu spezifizieren, sind im Anschluss die Funktionen der wichtigsten Klassen erklärt worden. Wegen der Komplexität des Hauptprogramms wurde zusätzlich ein UML-Klassendiagramm angefertigt um die Beziehungen zwischen den einzelnen Klassen des Programms zu verdeutlichen. 104