Ausarbeitungen zur Ostwaldschen Farbenlehre

Der Nobelpreisträger Prof.Wilhelm Ostwald hat sich nach seinem Ausscheiden aus der Universität Leipzig mit der Farbenlehre befaßt. Er war unzufrieden mit den Ergebnissen der bisher ihm bekannten Farbensysteme . Als durchaus begabter Hobbymaler erdachte er ein logisch geschlossenes Farbensystem. Er selbst hat einmal dieses Farbsystem als das beste bezeichnet, was er jemals erarbeitet hat. Seine Farbenlehre ist in vielen Veröffentlichungen erörtert worden. Die Grundlagen sind  in 4 Büchern dargelegt. -Mathetische Farbenlehre - Physikalische Farbenlehre - Chemische Farbenlehre - Psychologische Farbenlehre. Seine Farbenlehre ist aber nicht nur eine Theorie, sondern liegt als Ausfärbungen inform von Farbtafeln, Stoffproben, Farbpulvern, gefärbtem Papier usw. vor. Zuerst hat er die Graustufung vom Weiß nach Schwarz untersucht.(Der logische Aufbau seines Systems ist in der Mathetischen Farbenlehre dargelegt) Er war sich sicher, daß dafür das Weber-Fechnersche-Gesetz gültig sein müßte. Das Bezugsweiß wurde so gewählt, daß es etwa 90% Reflexion entspricht - ein praktisch erreichbarer Weißgrad. Die Graustufung erfolgte nach dem Dezimalsystem in logarithmischer Reihe (von 100 bis 10 in 10 logarithmischen Stufen usf., danach Mittelwertbildung). Von dem festgelegten Weiß bis zu einen praktischen Schwarz wurden 15 Stufen mit den Namen der Buchstaben a bis p festgelegt. Später wurde nur jede 2 Stufe im Farbsystem verwendet. Die Farbtöne seines Systems hat er inform eines Farbkreises in der späteren Ausführung mit 24 Stufen ausgewählt. Ausgangspunkt ist ein Gelb 1, das weder rötlich noch grünlich ist. Zu diesem Gelb gibt es eine blaue Gegenfarbe, die mit dem Gelb gemischt, Grau ergibt. Dieses Blau erhält die Nr. 13. So liegen sich immer Gegenfarben im Farbkreis gegenüber. Für den Bereich Gelb-Rot sind die Farbkreisstufen relativ gleichmäßig nach dem Empfinden gewählt worden. Durch das Gegenfarbenprinzip hat der Ostwaldsche Farbenkreis eine Ausweitung der grünen Farben gegenüber einem, der nur nach empfindungmäßiger Stufung erstellt wurde. Dies hat man später als Nachteil gesehen. Für die praktische Farbmessung mit einfachen Mitteln ist das Gegenfarbenprinzip besser, denn nicht nur der Wissenschaftler sollte mit dem Ostwaldsystem umgehen können, sondern sein System sollte Teil der Schullehrpläne werden und in der gesamten Bevölkerung bekannt werden und Anwendung finden. Tatsächlich haben verschiedene Betriebe (Porzellan,Textil) sein System mit Erfolg angewendet. Die Stufung in den Grautönen findet sich in der Mischung der verschiedenen Grau mit den Farben aller Farbkreisfarben wieder. Es entsteht eine Auswahl aus allen denkbaren Farben, die man inform eines Farbkegels anordnen kann. Ein praktischer Farbkegel hat an der oberen Spitze das weiß a, die untere Spitze ist das schwarz p, den Umfang  des Kegels bilden die reinen Farben des Farbkreises (pa). Die Farbstufung bewirkt eine gewisse Normierung und Beschränkung auf gut differenzierbare Farben, was auch ein ökonomischer Aspekt ist. Man kommt im Allgemeinen bei der Farbgestaltung mit den Ostwaldfarben aus. Sehenswerte Beispiele sind die Muster des Künstlers Hinterreiter. Auf den Vorzeichnungen seiner Bilder sind die Farbharmonien und Farben mit den Ostwaldkennzahlen wie z.B. 13nl angegeben. Unter diesen Kennzahlen kann sich jeder, der das Ostwaldsystem kennt, nach einiger Übung die Farbe vorstellen. Umgekehrt kann mit Hilfe des Ostwaldschen Farbatlases für eine vorliegende Farbe zumindest die ähnlichste Farbkennzahl ermittelt werden. Das Ostwaldsystem ist von namhaften Farbmetrikern viel bekämpft worden, aber es wurde auch versucht, die theoretischen Fehler zu beheben, wie nachfolgend in der Arbeit von Bouma. Als Ostwald seine Farbenlehre erdachte, waren die Festlegungen der CIE zum Normvalenzsystem noch nicht vorhanden. Deshalb konnte die Einteilung des Farbkreises in 24 Stufen nach den Ostwaldschen Prämissen messtechnisch nicht exakt gelöst werden. Bouma hat entsprechend die Vollfarben bestimmt und  durch die Mischregel den Farbkreis im Sinne Ostwalds festgelegt. Der vorstehende Text gibt nur einen Teil des Ostwaldsystems wieder - wichtig wäre auch die Erkärung zum Farbenhalb, der Reingleichen,Schattenreihen usw. Wer das System studieren möchte, findet heute noch zahlreiche Literatur von Ostwald, der sich unermüdlich zu seiner Farbenlehre geäußert hat. Eine PDF-Datei über die Ostwaldsche Farbenlehre mit zahlreichen Abbildungen findet man unter:

1. Der Ostwaldsche Farbkreis (Gegenfarbensystem) nach Bouma:

Boumas Farbkreis geht von der Vollfarbe des "reinen" Gelb aus, dass mit Ostwalds erstem Gelb übereinstimmt (lambda=573.2 nm). Im Prinzip wird aus einer Vollfarbe1 und aus einer Vollfarbe2 die 1:1 Mischfarbe ermittelt, die vom Farbgewicht genau in der Mitte beider Farben liegt. Von dieser Mischfarbe wird die farbtongleiche Vollfarbe ermittelt. Die Prozedur wird soweit geführt, bis die ersten 12 Farben des 24-teiligen Farbkreises ermittelt sind. Das Mischsystem geht dabei so: Farbkreisfarbe1 und Farbkreisfarbe3 ergibt 1:1 die Farbkreisfarbe2 oder Farbkreisfarbe2 und Farbkreisfarbe4 ergibt 1:1 die Farbkreisfarbe3. Durch diese Mittelfarbenbestimmung hangelt man sich sich sozusagen im Farbkreis vorwärts. Bedingung ist aber,das die Farbtonfarbe 13 die Gegenfarbe zur Farbtonfarbe 1 sein muß. Durch die erste Wahl des 1. Gelb und einer zweiten Farbkreisfarbe geht diese Rechnung meist nicht auf. Durch die Korrektur des Abstandes dieser 2. Farbkreisfarbe zum 1.Gelb und gegebenfalls mehrmaliger Wiederholung der Rechnung ergibt sich letztlich ein 24-teiliger Farbkreis mit Ostwaldschen Gegenfarbenprinzip. Die folgende Tabelle gibt das Ergebnis von Bouma:

Ich habe diese Tabelle nachgerechnet.Dadurch,daß nicht schon bei der ersten Farbkreisberechnung das System aufgeht, ist ein grosser Rechnungsaufwand erforderlich. In der folgenden Tabelle ist mein eigener Farbkreis (Normlichtart E) wiedergegeben. In diesem System sind zusätzlich zu dem praktizierten Prinzip der Gegenfarben und Farbmischung zusätzliche Eigenschaften vorhanden, die Ostwald für seinen Farbkreis gefordert hat. Sein eigener ausgeführter Farbkreis entspricht den Forderungen nur teilweise.

                zusätzliche Merkmale:
                                                    - das 1. Gelb ist die Gegenfarbe zum violettem Ende des Spektrums
                                                    - es ergeben sich 4 Grundfarben, im Abstand 1/4 des Farbkreises (570.32nm, 638.9nm, 436.49 nm, 493.42 nm)
                                                    - diese 4 Wellenlängen sind gleichzeitig Grenzen der sogn. Farbenhalbe, 
                                                      wie es  sich Ostwald vorgestellt hat .  

 

                       Beispielrechnung:

                       1. Farbkreisfarbe:
                                  Farbton: 570.32 nm
                                  Farbwerte der zugehörigen Vollfarbe:  X=75.00      Y=91.45      Z=6.01

                       2. Farbkreisfarbe:
                                  Farbton: 577.3 nm
                                  Farbwerte der zugehörigen Vollfarbe:  X=83.19      Y=84.89      Z=1.15

                       3. Zwischenfarbe:
                                  Farbwerte  :  X=0.5*(75.00+83.19)   Y=0.5*(91.45+84.89)   Z=0.5*(6.01+1.15)
                                                      X=79.09                      Y=88.17                      Z=3.58

                                 Farbwertanteile: x= 0.4629  y=0.5161  dies entspricht dem Farbton lambda = 573.4 nm
                                 Diesen Farton hat die Vollfarbe mit den Grenzwellenlängen 495.80 nm und dem langwelligen Ende (ca.760 nm)

    Berechnung der farbtongleichen Wellenlänge für Farbwertanteile x,y ( Normlicht E) [Windowskonsole]

    Berechnung der Farbwerte der Vollfarben (Optimalfarben) (Normlicht E) [Windowskonsole]