Die Ostwaldsche Farblehre und ihr Nutzen [Reprint 2021 ed.] 9783112463925, 9783112463918

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DRUCK: BERNARD & GRAEFE, BERLIN SW 68

VORWORT Die OSTWALDsche Farblehre hat auch im Ausland Anklang gefunden. In den Vereinigten Staaten hat Direktor Egbert G. JACOBSON in Nr. 11 der Zeitschrift „More Business" der American Photoengraving Association, Chicago, JH., im November 1937 unter der Ueberschrift „The Science of Color" einen Auszug aus der OSTWALD-Lehre gebracht. Hermann ZEISHOLD, Elizabeth, N.J., hat für das Mellon Institute of industriai Research das Kapitel „Die Farblehre" aus OSTWAWLDs „Lebenslinien" Band III Seite 353—403 ins Englische übersetzt. Seine Absicht, auch dieses Büchlein zu übersetzen, ist durch seinen allzu frühen Tod 1947 vereitelt worden. — In England hat J. Scott TAYLOR, M.A. St. Johns College, Cambridge, wissenschaftlicher Leiter von WINSOR & NEWTON, Ltd London, W. 1 unter dem Titel „A simple Explanation of the OSTWALD Colour System" eine leichtfaßliche Erklärung der Lehre gegeben; außerdem hat er die OSTWALDsche „Farbkunde" übersetzt und die 680 Farben des OSTWALDschen Farbkörpers als „Colour Album" herausgegeben. — In Schweden hat R. Emst BILLIG, Boras, mich zu einem Vortrage auf dem Dritten Färberei-Technischen Kongreß am 7. August 1925 in Boras eingeladen. Dieser Vortrag wurde 1926 in Th. MARTINs Textilverlag, Leipzig, 1942, erweitert und vertieft, in der Monatsschrift für Textilindustrie, Leipzig, veröffentlicht. Die auf Leipzig geworfenen Bomben haben den Verlag mitsamt dem Büchlein zerstört. Die auf Wiesbaden geworfenen Bomben haben den Verfasser verschüttet; er wurde in letzter Minute geborgen und konnte das Büchlein in dritter Fassung schreiben, in der es nun hier vorliegt. Wiesbaden, den 25. Mai 1948. Eugen RISTENPART

INHALTSVERZEICHNIS

Seile

Vorwort Die OSTWALDsche Farblehre und ihr Nutzen Geschichtliches

5 5 9

I. Die OSTWALDsche Farblehre § 1. Der Begriff Farbe § 2. Die Elemente der Farbe . . . '. § 3. Der Buntkreis § 4. Der Weiß- und Schwarzgehalt § 5. Die Graureihe § 6. Die hellklare Reihe § 7. Die dunkelklare Reihe § 8. Die trüben Farben § 9. Die zu den Buchstaben gehörenden Werte . . . . . . § 10. Der Farbkörper § 11. Das analytische und das psychologische Dreieck . . . . § 12. Die Reingleichen . § 13. Die Schattenreihen § 14. Der Reinheitsgrad § 15. Die gelöste Aufgabe . II. Mathetische Nutzanwendungen

10 10 10 10 12 13 13 14 14 15 16 17 17 17 18 18 19

A. Farbbezeichnung § 16. Das Farbzeichen § 17. Farbzeichen für die gebräuchlichsten Farbnamen . . . .

19 19 19

B. Farbordnung § 18. Farbordnung

20 20

C. Farbnormung § 19. Farbnormung

21 21

III. Physikalische Nutzanwendungen A. Die Farbmessung 1. unbunte Farben § 20. Die Photometer § 21. Der Hasch § 22. Das PULFRICH-Photometer § 23. Das Polarisationsphotometer § 24. Das Kugelreflektometer § 25. Die Photozelle § 26. Das Vergleichsverfahren - 2. bunte Farben § 27. Die Schwierigkeit ' a) Messung des Bunt

22

'

22 22 22 22 23 24 25 25 25 26 26 27

Seite

§ 28. Die Messung der Buntstufe "§ 29. Das Vergleichsverfahren im Pomi § 30. Das Vergleichsverfahren im Pulfrich b) Messung des Weiß und Schwarz a) Das Filterverfahren •§ 31. Der ausgezeichnete Fall § 32. J. M. LAMBERT § 33. Die Messung § 34. Die Filter § 35. Metamere Farben ß ) Das Spektralverfahren § 3 6 . Die Messung c) Messung des Bunt, Weiß und Schwarz nach dem Vergleichungsverfahrens § 37. Farbtafel § 38. Andere Farbatlanten d) Messung des Bunt, Weiß und Schwarz nach dem Mischungsverfahren § 39. Die Mischfarben § 40. Subtraktive Ermischung B. Die Glanzmessung § 41. Die Glanzzahl C. Die Fein'h-eits- und Oberflächenmessung § 42. Die Oberflächenkennzahl . .

34 34 34 35 35 36 36 36

.

D. Die additive Farbmischung (Lichtmischung) •§ 43. Optisch § 44. Physiologisch § 45. Die Misclielung § 46. Die Gesetze der additiven Farbmischung § 47. Die Dreifarbenlehre IV. Chemische Nutzanwendungen

27 »27 29 30 30 30 31 31 31 32 33 33

37 37 38 39 39 39 39 40

.

41

A. Die Bestimmung der wirksamen Azidität und Alkalinität . . § 48. Die PH-Zahl § 49. Die POH-Zahl § 50. Die Messung . . . § 51. Fehlerquellen ' § 52. Technische Anwendungen

41 41 42 42 43 44

B. Die photographische Grauleiter § 53. Das SCHWERDTNER-Verfahren

44 44

C. Die Bestimmung des Bleichgrades § 54. Der Bleichgrad

46 46

Seite

D. Die Messung der Lichtechtheit § 55. Der Ausbieichkoeffizient * § 56. Die Lichtquelle . ,.

46 46 48

E. Die Messung des Farbstoffbereiches § 57. Der Farbstoffbereich

,.

F. Die Messung der Farbstoffergiebigkeit § 58. Die Ergiebigkeit

49 49 49 49

G. Die subtraktive Farbmischung (Farbstoffrnischung) . . . . lt 50 . § 59. Die subtraktive Farbmischung , 50 § 60. Die Gesetze . , 50 .¡51 § 61. Das Färben § 62. Der Normenatlas 51 § 63. Der Farbkörper auf Baumwolle 51 § 64. Vollkommenes und unvollkommenes Grau . i 51 § 65. Prüfung des Tageslichtes .» 52 § 66. Färben nach Muster 54 V. Physiologische Nutzanwendungen § 67. Die Helligkeit § 68. Das Weiß und Schwarz § 69. Eigenhelligkeiten der Vollfarben § 70. Der natürliche Schwarzgehalt der kalten Farben § 71. Das PURKINJE-Phänomen

* 55 55 56 57 . . . . 57 58

VI. Psychologische Nutzanwendungen A. Farbe • als Darstellungsmittel § 72. Hervorhebung besonderer Gedanken B. Das Mustern . § 73. Das Nachbild § 74. Der Kontrast § 7 5 . Der FarbkompaTator C. Der empfindungsgemäSe Buntkreis § 76. GOETHE, SCHOPENHAUER und OSTWALD § 77. Die richtigen Gegenfarben D. Der empfindungsgemäSe Glanz § 78. Die Glanzzahl E. Der empfindungsgemäSe Farbkörper § 79. Die zweckdienliche Normung F. Die zulässigen Farbabweichungen § 80. Die Mustergetreuheit G. Die Farbharmonien § 8!. Das GOETHEsche Gesetz

. •

59 59 59

>,60 60 60 61 62 . . . . 62 64 65 65

. '

65 65 66 66 67 67

Die OSTWALDsche F a r b l e h r e u n d i h r Nutzen

GESCHICHTLICHES Wilhelm O S T W A L D , geboren am 22. September 1853 zu Riga, 1887—1905 Professor der Chemie an der Universität Leipzig, 1905—1932 Forscher und Naturphilosoph in Gro&bothen, gestorben 4. April 1932 in Leipzig, beteiligte sich 1911 an der „ B r ü c k e " , einer Anstalt zur Organisierung der geistigen Arbeit; neben der Frage der Papierformate handelte es sich um die Systematik aller Farben. Der „ D e u t s c h e

Werkbund"

vergeblich darum bemüht.

hatte sich seit 1910

Mit ihm einigte sich

OST-

W A L D auf einer Versammlung in Köln 1914 und übernahm die Aufgabe, eine wissenschaftlich begründete und praktisch brauchbare Farbordnung ?u schaffen.

9

I. Die OSTWALDsche Farblehre. § 1. Der Begriff Farbe. F a r b e i s t E m p f i n d u n g . Zu ihrem Zustandekommen sind gemeinhin 4 Dinge erforderlich: 1. p h y s i k a l i s c h L i c h t als besondere Form der Bewegungsenergie, 2. c h e m i s c h F a r b s t o f f , der infolge seiner chemischen Zusammensetzung die Lichtenergie ändert, 3. p s y ' s i o l o g i s c h das A u g e als Energieenfipfänger mit den anschließenden Nerven, 4. p s y c h o l o g i s c h die S e e l e als Umformer der energetischen Meldungen zu dem Bewußtsein einer bestimmten Farbe. § 2. Die Elemente der Farbe. Hermann HELMHOLTZ, geb. 31. August 1821 in Potsdam, gest. 8. September 1894 in Charlottenburg, Erfinder des Augenspiegels, erster Präsident der 1868 gegründeten Physikalisch-Technischen Reichsanstalt in Berlin, hatte folgende drei Elemente der Farbe angenommen: Farbton, Helligkeit und Reinheit. Aber wo ist das Schwarz ? Ewald HERING, geb. 5. August 1834 in Gersdorf bei Zittau, gest. 26. Januar 1918 in Leipzig, wo er Professor der Physiologie war, nannte folgende drei Veränderliche der Farbe: Farbton, Weiß und Schwarz. Aber er leugnete die Meßbarkeit dieser Veränderlichen. In der Tat läßt sich z. B. ein Rot auf dreierlei Weise abändern: 1. im Farbton (Buntstufe), indem man es gelber oder blauer macht, 2. im Weiß, indem man es heller macht, 3. im Schwarz, indem man es dunkler macht. § 3. Der Buntkreis. HERING hatte bereits den Buntkreis mit den vier Ur-Farben Gelb, Grün, Blau, Rot angegeben, die sich paarweise gegenüberliegen. OSTWALD stellte für die weitere Einteilung dieses Kreises folgende zwei Regeln auf: 1. Zwei im Kreis gegenüberliegende Farben müssen Gegenfarben sein, also, gleichwertig gemischt. Grau ergeben. 2. Zwei sonstige Farben müssen zu ihrer Mischfarbe symmetrisch liegen, d. h. der bei gleichwertiger Mischung entstehende Mischling muß genau in der Mitte liegen (Gesetz der inneren Symmetrie). 10

Nach diesen beiden Regeln teilte OST.WALD den HERINGschen Buntkreis zunächst in die acht H a u p t f a r b e n : Gelb, Kress, Rot, Veil, U-blau, Eisblau, Seegrün, Laubgrün. Weitere Drittelung der acht Hauptfarben ergibt 24 Buntstufen, die für gewöhnlich genügen (Abb. 1). Bei der Zuordnung der Wellenlängen zu den Buntstufen (Abb. 2) stieß O S T W A L D auf die folgenden beiden Schwierigkeiten:

500.

420 Abb. 1. Die 8 Hauptfarben.

Abb. 2. Buntkreis, Bunt stufen ininen; Wellenlängen au&en.

1. W i e vermag eine physikalische Ursache wie die Wellenlänge eine Empfindung von ganz anderer Art zu bewirken? W i e kann z. B. Licht von der Wellenlänge 572, also noch nicht der hundertste Teil des ganzen Spektrums, im Auge die Empfindung eines leuchtenden Gelb hervorrufen, das doch beinahe so hell empfunden wird wie das vom ganzen Spektrum hervorgerufene Weiß? 2. W i e entstehen die im Spektrum gar nicht vorhandenen, zwischen Rot und Veil liegenden P u r p u r f a r b e n ? Beide Schwierigkeiten löste O S T W A L D durch die Auffindung eines sinnreichen Zusammenhanges: d i e K ö r p e r f a r b e n s i n d n i c h t h o m o g e n e , von e i n e r Wellenlänge gebildete L i c h t e r , s o n d e r n g r u n d s ä t z l i c h L i c h t g e m i s c h e , die sich über einen mehr oder weniger großen Teil des Spektrums erstrecken. Je leuchtender und reiner die Farbe, um so mehr Lichter sind an ihrem Zustandekommen beteiligt, ohne daß selbstverständlich (sich zu Grau aufhebende) Gegenfarben darunter sein dürfen. Die reinsten Farben werden offenbar durch „ F a r b - ( B u n t - ) h a l b e " gebildet. Die Farbhalbe werden von Wellenlängen begrenzt, die sich 11

im Buntkreis gegenüberliegen und um je einen Viertelkreis von der Buntstufe abstehen. Die P u r p u r f a r b e n werden von Lichtern aus beiden Enden des Spektrums gebildet. Mit seiner Lehre vom Bunthalb hatte OSTWALD den Schlüssel in der Hand, der die Tür von der physikalischen zur p s y c h o l o g i s c h e n Farblehre öffnete (§ 27). Wieder einmal hatte ihm die Umschau nach dem a u s g e z e i c h n e t e n F a l l geholfen. Dieser ausgezeichnete Fall (§ 31) war in diesem Fall das Zusammenwirken der innerhalb eines Bunthalbs gelegenen spektralen Lichter. Die von Physikern des In- und Auslandes vertretene sog. D r e i f a r b e n l e h r e besitzt eingestandenermaßen einen solchen Schlüssel nicht. Sie mußte daher trotz ihrer genauen und in Din 5033 genormten Meßverfahren in der Praxis versagen. § 4. Der Weiß- und Schwarzgehalt. Für die Abstufung des Weifiund Schwarzgehaltes legte OSTWALD das WEBER-FECHNERsche Gesetz zugrunde. Dies Gesetz wurde 1851 von Ernst Heinrich WEBER (geb. 24. April 1795 in Wittenberg, gest. 26. Januar 1878 in Leipzig) ausgesprochen und von Gustav Theodor FECHNER (geb. 19. April 1801 in Muskau, N.L., gest. 18. September 1887 in Leipzig) entwickelt. Es sagt aus, daß die Reize in geometrischer Reihe abgestuft werden müssen, wenn sie in arithmetischer Reihe, also Als gleichabständig empfunden werden sollen. Bezeichnet man mit S c h w e l l e den kleinsten noch wahrnehmbaren Betrag des Reizes, so sagt das Gesetz: D i e S c h w e l l e i s t i m m e r d e r s e l b e B r u c h t e i l d e s R e i z e s . Dieser Bruchteil sei z. B. 1 : 10, dann würden den Reizen 100, 50, 20 usw. die Schwellen 10, 5, 2 usw. entsprechen; je geringer die Reize, um so kleiner die Schwellen, «m so empfindlicher das Sinnesorgan. Ein dritter einfacher Ausdruck des Fechnerschen Gesetzes lautet: D i e E m p f i n d u n g e n v e r h a l ten sich wie die L o g a r i t h m e n der Reize. Der W e i ß g e h a l t der Farbe stellt den Reiz dar und ist daher in geometrischer Reihe abzustufen, um gleichabständig zu wirken: 100 79 63 50 40 32 25 20 16 12,6 10. Jedes folgende Glied entsteht aus dem vorhergehenden durch Vervielfältigung mit 0,79. Auf die gleiche Weise können die weiteren zehn Stufen zwischen 10 und 1 erhalten werden; sie sind jeweils V10 der angeführten. Unter 1 herabzusteigen ist für die praktischen Bedürfnisse kaum erforderlich. Die erhaltenen 20 Stufen stellen Punkte dar; zweckmäßiger sind Strecken, die für einen gewissen Bereich gelten; man setzt die Mittel12

werte zwischen zwei Stufen für diese Strecken (Abb. 3) und bezeichnet sie durch Buchstaben (Abb. 4) ähnlich wie in der Musik die Schwing gungszahl der Töne: 89 56 28 22 71 45 35 18 14 11 b d a c e f h i k g 8,9 7,1 5,6 4,5 3,6 2,8 2,2 1,8 1,4 1,1 1 m n t o r s u P q Im allgemeinen kommt man mit der Hälfte dieser Stufen aus und kann die Zwischenstufen b, d, f usw. überspringen. § 5. Die Graureihe. Der Buchstabe e bedeutet also ein Grau mit 35 Weiß und 65 Schwarz. Dieses Grau vertritt als Norm alle seine Nachbarn im Bereich von Grau d bis Grau f, also mit 45—28 Weiß. Da ein Grau nur aus Weiß und Schwarz besteht, seine Farbgleichung sich also auf w + s = 1 beschränkt, so ist mit dem Weißgehalt auch der Schwarzgehalt als Ergänzung zu 100 gegeben. Die angeführten Buchstaben können daher ebensowohl für den Schwarzgehalt gelten, nur müssen dann die Werte gewählt werden, die den Weißgehalt zu 100 ergänzen, also 11 44 64 78 86 91,1 94,4 96,4 97,8 98,6 a c e g ' i 1 n p r t. § 6. Die hellklare Reihe. Die hellklare Reihe wird von den Farben gebildet, die auf der Seite w—v des b u n t g l e i c h e n D r e i e c k s (Abb. 5) liegen und nur aus Weiß w und Vollfarbe v bestehen. a H

— «9

—

71

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40

—

32 25

20

I« '2.4 1?» 0 =

45 35 38 23 ia 14 n 8,9

b 71 c j* d 45 « 34 f 3» 3 23 h 18 i

14

k 11 — i Abb. 5. Aßb. 3 u. 4, Abstufung- des Das buntgleiche Dreieck. Weifigehialtes. Auch in ihnen übernimmt das Weiß die Rolle des Reizes und wird daher wie in der Graureihe abgestuft. Der Buchstabe e bedeutet mithin hier die Mischung aus 35 Weiß und 65 Vollfarbe. 13

§ 7. Die dankelklare Reihe. Die dunkelklare Reihe wird von den Farben gebildet, die auf der Seite v—s des buntgleichen Dreiecks liegen. Sie bestehen nur aus Vollfarbe und Schwarz. In ihnen übernimmt die Vollfarbe die Rolle des Reizes und wird wie das Weiß in der Chrau- und hellklaren Reihe abgestuft. Der Buchstabe e bedeutet mithin hier die Mischung aus 35 Vollfarbe und 65 Schwarz. Dies gilt für die warmen Farben (§ 9) von Rot bis Laubgrün. Für die kalten Farben von Seegrün bis Veil ist deren natürlichem Schwarzgehalt (§ 70) Rechnung zu tragen und 1 / 3 der Vollfarbe durch Schwarz zu ersetzen und dem normalen Schwarzgehalt hinzuzufügen. Man kann auch nach der Regel verfahren, die OSTWALD in Nr. 42 der „Farbe" aufgestellt hat, nach der der Farbreiz Weiß + Vollfarbe w + v des Endgliedes der hellklaren Reihe, z. B. für t a 1,4 + 48,5 = 49,9 bis zu 1,4 in Grau t, logarithmisch abzustufen ist. Grau t steht um 18 Stufen ab. Log 49,9 = 1,698, log 1,4 = 0,146 der Unterschied geteilt durch 18 ergibt 0,086; um soviel sind die Logarithmen der Reizsumme jedesmal zu erniedrigen. Das ergibt die Reizsumme 49,9 40,9 33^5 27,5 22,6 18,5 15,2 12,5 10,2 8,4 6,9 5,6 4,6 3,8 3,1 2,5 2,1 1,7 1,4 und die Schwarzmengen 50,1 59,1 66,5 72,5 77,4 81,5 84,8 87,5 89,8 a b c d e f g h i 91,6 93,1 94,4 95,4 96,2 96,9 97,5 97,9 98,3 98,6 k l m n ' o p q r s t . § 8. Die trüben Farben. Die „trüben" Farben enthalten neben Vollfarbe Weiß und Schwarz entsprechend der Gleichung v + w + s = 1. Sie liegen im Innern des buntgleichen Dreiecks, auf dem Schnittpunkt einer Parallelen zur dunkelklaren Reihe, einer „ W e i ß g l e i c h e n " , und einer Parallelen zur hellklaren Reihe, einer S c h w a r z g l e i c h e n " , dadurch ist ihr Weiß- und Schwarzgehalt gegeben. Dies gilt für die warmen Farben von Buntstufe 21—9. Für die kalten Farben von Buntstufe 11,2—21 gilt es nur für den Weißgehalt; der Schwarzgehalt muß nach der § 7 angegebenen Regel berechnet werden. So ist z.B. in der Weißgleichen 1 der Schwarzgehalt folgendermaßen abzustufen: la enthält 9 Weiß, 44 Schwarz und 47 Vollfarbe; Grau 1 steht um fünf Stufen ab und enthält 9 Weiß, 91 Schwarz und 0 Vollfarbe. Es sind also von der Summe 9 Weiß + 47 Vollfarbe = 56 in 1 a bis zu 9 Weiß im Grau 1 5 Stufen logarithmisch zu bilden. Log 56 = 1,748, log 9 = 0,954; der Unterschied 0,794 geteilt durch 5 ergibt 0,159; um soviel sind die Logarithmen der Reizsumme jedesmal zu erniedrigen. Das ergibt 1,589, 1,430, 1,271 und 1,112 und die Reizsummen selbst zu 39, 27, 19 und 13. Daraus folgen für Schwarz 61, 73, 81 und 87. 14

§ 9. Die zu den Buchstaben gehörenden Werte: 1. W a r m e F a r b e n , B u n t s t u f e 2 3 , 2 — 9 a 89 e 56 e 35 g 22 i 14 1 8,9 n 5,6 p 3,5 r 2,2 t 1,4

c a 56 11

e a 35 11

e c 35 44

g c 22 44

g e 22 65

n 1 5,6 91

i c 14 44

i e 14 65

i g 14 78 I i 8,9 86

g a 22 11

1 g 8,9 78

1 e 8,9 65 g 5,6 78

n

n i 5,6 86 p 1 3,5 91

p i 3,5 86

i a 14 11 1 c 8,9 44 n e 5,6 65 p g 3,5 78 r i 2,2 86

p n 3,5 94,4

r 1 2,2 91

r p 2,2 96,5

t n 1,4 94,4

r n 2,2 94,4

t r 1,4 97,8

t p 1,4 96,5

t I 1,4 91

1 a 8,9 11 n c 5,6 44 P e 3,5 65 T g 2,2 78 t i 1,4 86

n a 5,6 11 p c 3,5 44 r e 2,2 65 t g 1,4 78

p a 3,5 11 r c 2,2 44 t e 1,4 65

r a 2,2 11 t c 1,4 44

t a 1,4 11

15

2. K a l t e F a r b e n , B u n t s t u f e

1 1 , 2 — 21

c a

56 18

e a

35 26

e c 35 49

i

g

e

1

n g

i

5.6 91,9

n

p

r

n

2,2 95,2

2,2 96,8

t

r

p

e

5,6 74,9

i

I

3,5 76,1

n

c

r e 2,2 77

T g

i

2,2 89,5

2,2 92,9

t

p

3,5 64,8

p

t

I

t

i

a

3,5 48,5

r c

2,2 66

2,2 84,4

r

r

c

p e

p g 3,5 83,7

1

3,5 92,5

3,5 94,9

r

n

n

n a

5,6 47,0

5,6 63,4

3,5 88,9

p

p

1 c

5,6 82,7

5,6 88,1

i a

9 44

9 61

1 e

lg1

n

c

9 73

9 81

Ii

n

i

14 40

14 58,4

14 71

14 79,9

9 87

i a

g c 22 53

g e 22 68

i

g a 22 34

r

a

2,2 49,5

t

c

t a

1,4 50,1

1,4 66;5

t* e

1,4 77>4

t g 1,4 84,8

1,4 89,8

1,4 93,1

1,4 95,4 t P 1,4 96,9

1,4 97,9

3. Ü b e r g a n g s f a r b e n z w i s c h e n w a r m u n d k a l t , B u n t s t u f e 9 — 11,2 und 21—23,2. Ihre Zwischenwerte werden nach folgendem Beispiel errechnet: Gesucht sei der Schwarzgehalt der Farbe 10 p g. g hat nach der Tafel für warme Farben 78, für kalte 83,7. 2,2 Buntstufen bewirken eine Zunahme des Schwarzgehaltes um 5,7; 1 Stufe demnach um 5.7 • 1 : 2,2 = 2,6; diese sind dem Schwarzgehalt der warmen Farbe hinzuzufügen, der mithin auf 80,6 steigt. § 10. Der Farbkörper. Die 24 buntgleichen Dreiecke der 24 Buntstufen, so um die gemeinsame Grauachse angeordnet, daß die 24 Vollfarben ihre richtige Lage im Buntkreis einnehmen, ergeben den OSTWALDschen Farbkörper in Gestalt eines Doppelkegels: oben 16

Weiß, unten Schwarz, in der Achse die Graustufen, auf dem größten Umfangkreis die Vollfarben, auf dem oberen Kegelmantel die hellklaren, auf dem unteren die dunkelklaren und im Innern die trüben Farben (Abb. 6). § 11. Das analytische und das psychologische Dreieck. Das bis jetzt erwähnte buntgleiche Dreieck heißt das „analytische". Die Farben liegen auf dem Schnittpunkt der zugehörigen Weiß- und Schwarzgleichen. Die aus diesem Dreieck abgelesenen Werte sind rechnerisch zu verwerten; auch gilt das Gesetz der Farbmischung, wonach die Mischfarbe auf der geraden Verbindungslinie der beiden Mischlinge liegt. Dies analytische Dreieck trägt aber nicht der Empfindung der Gleichabständigkeit für benachbarte Farben Rechnung. Dies ist erst bei dem „ p s y c h o l o g i s c h e n " D r e i e c k der Fall, in dem die einzelnen Farben gleich weit voneinander abstehen. Es heißt auch das „logarithmische", weil an die Stelle der wahren Werte ihre Logarithmen gesetzt sind (Abb. 7).

§ 12. Die Reingleichen. Beim Übergang vom analytischen zum psychologischen Dreieck erleiden die Weiß- und Schwarzgleichen nur eine parallele Verschiebung; die Reingleichen dagegen, die im analytischen parallel zur w-s-Seite ganz unregelmäßig durch die Rauten verlaufen, verlaufen im logarithmischen Dreieck nicht mehr parallel zu w—s, sondern weichen nach unten zu von ihr ab. § 13. Die Schattenreihen. Dagegen werden jetzt die Verbindungslinien der Schnittpunkte der Weiß- und Schwarzgleichen, die im analytischen Dreieck nach der Ecke s zusammenliefen, parallel zur w-sSeite. Diese Verbindungslinien gehören aber den Farben, die b e i g l e i c h e m V e r h ä l t n i s v o n V o l l f a r b e zu W e i ß z u n e h m e n d e s S c h w a r z v o n 11 i n v — w b i s 1 0 0 i n s h a b e n . Solche Farben bilden aber eine „Schattenreihe". Sie treten im psychologischen Dreieck an die Stelle der Reingleichen, sie Ostwald, Farblehre 2

17

sind die „psychologischen Reingleichen". Schattenreihen werden in der Tat als reingleich empfunden. Das logarithmische Dreieck lehrt also ohne weiteres die richtige Zusammensetzung der Schatten. § 14. Der Reinheitsgrad. Die Reinheit der Reingleichen wächst mit ihrem Abstand von der Grauachse. Sie wird durch eine römische Ziffer bezeichnet. Die Grauachse selbst hat die Reinheit O, die durch c a verlaufende Reinheitsgleiche II, die durch e a IV usw-, §81. § 15. Die gelöste Aufgabe. Wilhelm O S T W A L D hatte mit seinem Farbkörper die ihm vom deutschen Werkbund gestellte Aufgabe, eine wissenschaftlich begründete Farbordnung zu schaffen, gelöst. Die allgemeine Anerkennung wurde durch den Krieg 1914—1918 erschwert. Die praktische Brauchbarkeit wurde durch die Nutzanwendungen erwiesen, von denen in den folgenden Kapiteln die Rede sein soll.

18

II. Mathetische Nutzanwendungen. Die ordnungswissenschaftlichen Nutzanwendungen Farbbezeichnung, Farbordnung und Farbnormung.

führen

zur

A. Farbbezeichnung § 16. D a s Farbzeichen. Das Farbzeichen besteht aus der Nummer der Buntstufe, dem Buchstaben für den WeiSgehalt und dem Buchstaben für den Schwarzgehalt. An Stelle der verschwommenen Bezeichnungsweise durch die üblichen Farbnamen tritt die genaue eindeutige Kennzeichnung durch das Farbzeichen. 7 i e bedeutet z.B. das ganz bestimmte Rot 7 mit dem Weißgehalt 14 und dem Schwarzgehalt 65. Wer die Farbe 7 i e nennt, meint dieses ganz bestimmte Rot; um es sich zu vergegenwärtigen, braucht er nur im OSTWALDschen Farbatlas nachzuschlagen. § 17. Farbzeichen für die gebräuchlichsten Farbnamen. Altgold Amaranth Aprikose Bast Beige Biskuit Blattgrün Bfeugrau Bleu Blond Bordo Bronce Cadet Cerise Chamois Champagner Delftblau Drap Ekru Elektra Elfenbein Entenblau Erdbeere Erika Eukalyptus Falb Feldgrau Flaschengrün Fleisch ?

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3ia 11 p ì 3g c 3ge 3g c 2na 22 p i 13 I i • 15 g a 2g e Qpn 21g 13 g c 9na 2ca 3tc 16 e a 5pi 61i 17 g a Iba 18ie 6nc 8ea 23ea 4ca 1 22 p i 7ia

Flieder Fraise Fuchsin Gold Granatrot Hechtgrau Heliotrop Heu Himmelblau Holz Indig Isabellfarbe Kaffeebraun Kaiserblau Kardinal Karmoisin Kastanienbraun Kastor Khaki Königsblau Koralle Kornblumenblau Krem Kupfer Lachs Lavendel Leder Lehm Lila

12 g c 5ca lOpe 2nc 9ne 14 g e 12 1 a 21 1 i 151c 4gc 13 n e 24 1 a 5pl 14rg 10ng 8ne 7p1 21 i 31 e 13pc 8nc 13pa 1ea 71 e 5ea 12 1 e 4 ri 3ea llle 19

Lindenblüte Mahagoni Mais Malve Mandelgrün Marienblau Marineblau Marron Mauve Mausgrau Meergrün Milchfarben Mimose Mode Moosgrün Nachtblau Nachtgrün Neger Nelkenbraun Neublau Ochsblut Ocker Olive Orange Pastellblau Pensee Perlgrau Pfaublau Pflaumenblau Porzellanblau Primel Purpur Querzitrongelb Rauchblau Rauchfarbe Rauschgrün

24 c a 7pn 2ea 13 i e 21 i a 16na 13pe 12 p i 10 i g 14nl 22 i a 17 d a IIa 31g 22 p 1 161c 16pg 6pn 7pg 13pe 7p1 41e 22 p l 51a 16ga lOvl 14ec 17re 11 r 1 141a 21a 8pa 21a 15 g e 16 i g22 n e

Rehbraun Reseda Rosa Rosenholz Rostbraun Rubin Russischgrün Safran Safrangelb Samtschwarz Sand Saphirblau Scharlach Schieferblau Schokolade Schwefel (gelb) Silbergrau Smaragd Sonnenbrand Stahlblau Stahlgrün Steingrau Strohgelb Tabak Taubenblau Taubengrau Taupe Terrakotta Türkis Veilchenblau,-färben Wasserblau Weinrot Ziegelrot Zinnoberrot Zitrongelb

51g 24 1 c 8ga 7gc 3pc lOpe 21 p 1 6pa 3pa t 3ge 17pe 8pa \ . . . 13 1 i 6ni 11c e 19 p c 6ea 14 p g 18 p 1 5ge 2ea 4p i Uli 13ie 8pn 6g c 15 p e . . . 12, 5 r e 13pa 9pg 6pc 6na lpa

Mittelfarben, F. aus der Mitte der farbtongleichen Dreiecke, etwa 1 e-Kreis. — Sattfarben, Vollfarben aus dem p a-Kreis. — Schecken, ungleiche F. nebeneinander. — Schillerfarben, 2 (oder 3) ungleiche F. in periodischem Wechsel nebeneinander, je nach der Blickrichtung bald die eine, bald die andere hervortreten lassend, z. B. in Kette und Schuß eines Gewebes. B. Farbordnung § 18. Farbordnung. Das Farbzeichen ermöglicht die Ordnung der F a r b e n frei von aller Willkür. Man teilt zunächst nach den Buntstufen in 24 Hauptgruppen ein. Innerhalb dieser buntgleichen Hauptgruppen unterteilt man dann nach der Reinheit in die acht Untergruppen 0 — X I V . In den Reinheitsreihen läßt man schließlich die F a r b e n von hell nach dunkel verlaufen. Man kann so sämtliche F a r b e n auf einer Schnur aufreihen und trotzdem jede einzelne im Nu finden. Man braucht nur zunächst nach der Buntnummer und dann nach der Reinheit zu fragen. 20

Musterkarten, die so nach den Farbzeichen geordnet sind, gewähren zweifellos einen schöneren Anblick als die früheren willkürlichen Anordnungen. C. Farbnormung § 19. Farbnormung. Die Farbzeichen liefern, da sie im logarithmischen Dreieck gesetzlich abgestuft sind, zugleich die gleichabständigen Farbnormen. Daß die Farbnormen von Wilhelm OSTWALD auf Papier veranschaulicht worden sind, ist ein besonderer Vorteil, weil Papier einen fast glanzlosen Untergrund abgibt. Der Glanz wird zwar bei der Farbmessung (§ 20) ausgeschaltet, aber er kann doch bei der Betrachtung ohne Photometer sehr dadurch stören, daß er je nach der Richtung von Lichteinfall und Beobachtung Weiß zumischt oder fortnimmt.

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III. Physikalische Nufzanwendungen. Zu der physikalischen Nutzanwendung gehören Farbmessung, Glanzmessung, Feinheits- und Oberflächenmessung und additive Farbmischung (Lichtmischung). A. Farbmessung 1. Unbunte Farben § 20. Photometer. Die unbunten oder grauen Farben werden im Halbschatten-Photometer gemessen, z. B. in der ursprünglichen von OSTWALD entworfenen Form des „ H a s c h " oder auch in dem von Prof. Dr.phil. Dr.Ing.h.c. Carl P U L F R I C H (geb. 24. Sept. 1858 in Burscheid, gest. 12. August 1927 im Ostseebad Timmendorferstrand infolge eines Bootsunfalles) erdachten P u l f r i c h P h o t o meter. § 21. Der Hasch. Der Hasch besteht nach W. DOUGLAS (MELLIANDS Textilberichte 1921 Nr. 22) aus einem innen geschwärzten Kasten, der durch eine senkrechte Wand in zwei Abteile geteilt ist. An der vorderen, dem Lichte zugekehrten Seite des Kastens ist ein unter 45° ansteigender Doppelschlot angebracht. Da alle weißen Flächen etwas spiegeln, betrachtet man senkrecht zur Fläche bei einem Lichteinfall unter 45°. Die Öffnungen des Schlotes können durch Schieber mit Zahn und Trieb voneinander unabhängig geschlossen werden. Auf dem Boden des einen Abteils befindet sich ein flaches Kästchen mit dem N o r m a l w e i ß , hergestellt durch sorgfältiges Glattdrücken einer gesiebten Schicht von chemisch reinem B a r i u m s u l f a t mittels eines Stückchens Spiegelglas, auf dem Boden des anderen Abteils der Meßling. Auf dem Kasten befindet sich ein WOLFscher Prismenkopf, der beide Bodenflächen fast ohne Trennungslinie zu vergleichen gestattet. Die Handhabung- des Apparates wurde von der Herstellerin, der Firma JANKE & KUNKEL in Köln, in MELLIANDS Textilberichten 1922, Nr. 1, folgendermaßen beschrieben: 1. Einstellung' des Apparates. Man stellt den Apparat in einem halbdunklen Raum zunächst dem Fenster so auf, daß er gegen den Himmel schaut, ohne daß störende Gegenstände (Fensterkreuz, Schornsteine usw.) in der Richtung liegen. Das Fenster wird mit Mattglas versehen. Auch kann man ein Blatt weißes Seidenpapier mit

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flüssigem Paraffin auf die Scheibe kleben. Durch Zudecken mit Pappe oder schwarzem Papier blendet man alles Licht vom Fenster ab, das nicht unmittelbar in die Öffnungen des Hasch fällt. Man legt in jede der beiden Meßkammern Normalweiß. Der linke Spalt wird auf 100, der rechte auf 70 gestellt. Man sieht in das Rohr und verstellt es durch Ausziehen oder Einschieben, bis die Trennungslinie zwischen den im Okular sichtbaren halbkreisförmigen Flächen scharf erscheint, dann stellt man den rechten Spalt weiter, bis der Unterschied beider Hälften des Gesichtsfeldes verschwunden ist. Man läßt das Auge eine Minute ausruhen, stellt rechts scharf auf Gleichheit ein, liest die Skalenstellung durch die Lupe ab, schreibt die nahe an 100 liegende Zahl auf und wiederholt die Einstellung zehnmal. Aus den Werten nimmt man das Mittel und stellt dieses rechts ein. Dann sind beide Seiten des Hasch gleich beleuchtet. 2. Messung. Man entfernt das Normalweiß aus dem rechten Rahmen und legt an seine Stelle die zu messende Probe. Man verstellt nun den Spalt auf der linken Seite, bis Gleichheit links und rechts erreicht ist, verbessert mit ausgeruhtem Auge die Einstellung, liest ab und wiederholt dies einige Male. Aus den erhaltenen Zahlen nimmt man den Mittelwert, der die Helligkeit in Hundertsteln mit einer Stelle hinter dem Komma ergibt. Fühlt man das Auge ermüdet, so unterbricht man die Messungen eine Zeitlang, da sie alsdann viel ungenauer werden.

§ 22. Das PULFRICH-Photometer (Abb. 8). Es unterscheidet sieh vom Hasch durch folgende zwei Verbesserungen

1. Der Spalt befindet sich nicht zwischen Lichtquelle und Meßling, sondern zwischen Meßling und Auge. 2. Der Spalt schließt sich nicht proportional der Intensität des durchgelassenen Lichtes, sondern proportional der Wurzel aus dieser Intensität. Dies wird auf folgende Weise bewirkt: in dem monokularen Doppelfernrohr läßt sich das Okular 3 auf die Trennungslinie der beiden Okularprismen einstellen (Abb. 9). Die reellen Bilder der beiden Objekte, die sog. Austrittspupillen der beiden Fernrohre, fallen mit ihren Mitten genau zusammen. Man sieht daher beim Einblick in das Okular zwei in der Trennung'slinie zusammenstoßende Halbkreise. Unterhalb der Objektive befinden sich quadratische Blenden. Sie lassen sich meßbar verändern, indem zwe!i rechtwinklig eingekerbte Spaltbacken mit einer 'MikroiTieterschrau.be 2 in der Richtung der Diagonalen symmetrisch verschoben werdien können. Abb. 10 zeigt die Meßblende vergrößert Nach __ den Gleichungen d = 2 a2 (a = Seite des Quadrates) = 2 i (1 = Intensität des durchgelasseE--5 1 8 3 nen Lichtes) = a : 360 für i = 0 — 1 und a = 0 — 360° ändert sich i proportional dem Quad r a t von a. Das Photometer eignet sich diaQ05-T90 CX4 her besonders für die Messung geringer Weificno-g-eo gehalte. Die Arbeitsweise ist ähnlich wie beim Hasch. Zunächst gibt man dem Apparat die N u l l stellung. Je ein Normalweiß wird 'auf Abb. 10. beide Seiten des Objekttisches geliegt, und der A parat so dem Tageslicht ausgesetzt, daß beide Halbkreise gleichheU erscheinen, wenn die Meßtrommel auf 100 einspielt. Dann ersetzt man das eine Normalweiß durch den Meßling. § 23. Das Polarisations-Photometer von Carl ZEISS, Jena, „Polaphot", erreicht durch die Verwendung polarisierten Lichtes, daß 1. bei Einstellung auf Gleichheit die Trennungslinie zwischen beiden Gesichtsfeldern ganz verschwindet, 2. die Meßergebnisse von der Lage des Beobachterauges unabhängig werden Und 3. verhältnismäßig kleine Durchlässigkeitswerte unmittelbar gemessen werden können ohne Grobabschwächung des Barytweiß durch Graufilter. Polaphot ist in Meß 700 von ZEISS beschrieben. 24

§ 24. Das Kugelreflektometer. Die seitliche Beleuchtung unter einem Winkel von 45° macht die Zurückwerfung des Lichtes abhängig von dem Gefüge der Oberfläche des Meßlings und von der Lage, in der er sich zufällig befindet. Diese Fehlerquelle wird beseitigt durch das Kugelreflektometer (Abb. 11) (beschrieben in dem Heft 431 hll von Carl ZEISS, Jena), in Verbindung mit dem Pulfrich-Photometer. Hier wird der Meßling gleichmäßig aus allen Richtungen beleuchtet durch Licht, das von der mit Barytweiß belegten inneren Wand der Hohlkugel zerstreut zurückgeworfen wird.

§ 25. Die Photozelle. Neuerdings werden Helligkeiten mit der photoelektrischen Zelle gemessen; sie ist empfindlicher als das menschliche Auge; die Genauigkeit bei der Ablesung mit der Photozelle erreicht 0,01 % gegen nur 1 % bei der Ablesung mit Augenphotometern. Man muß indeß bedenken, daß die Zelle nur gegen Unterschiede in der Helligkeit empfindlich ist, nicht gegen Weiß als solches, so wie es vom Auge gesehen wird. Buntunterschiede „sieht" sie nicht so wie das Auge. Sie zeigt z. B. Blau viel stärker an als Weiß (E. RISTENPART Photozelle und Auge, MELLIAND Textilberichte 1936, 732). § 26. Das Vergleichungsverfahren. Anstatt das dem Meßling gleiche Grau im Photometer durch Drosselung der Lichtzufuhr zum 25

Barytweiß zu erzeugen, kann man es auch auf der G r a u l e i t e r (§ 5) mit abgestuften Graunormen aufsuchen. Meistens wird das Grau des Meßlings zwischen zwei Stufen liegen; dann läßt sich aber der Abstand vom nächstliegenden Grau schätzen und zahlenmäßig ermitteln. Man legt den Meßling so unter die Leiter, daß man ihn zwischen den Sprossen der Leiter sehen kann. Die Leiter muß so gegen das Licht gelegt werden, daß Schatten nicht gebildet werden können. Das Verfahren mit der Grauleiter ist einfacher und billiger und verdient den Vorzug überall, wo es auf äußerste Genauigkeit nicht ankommt. 2. Bunte Farben § 27. Die Schwierigkeit. Die bunten Farben setzen sich aus d r e i unabhängigen Veränderlichen zusammen gemäß der Gleichung V +, W +

S =

1.

Es müssen also d r e i Größen ermittelt werden, was zweifellos eine Erschwerung bedeutet. Auch hier wie bei den grauen Farben war sich OSTWALD wohl bewußt und befand sich damit in voller Ubereinstimmung mit HERING (§ 2), daß die Farbe a l s E m p f i n d u n g sich nicht unmittelbar messen läßt, sondern nur durch Zuordnung zu einer physikalisch genau definierten Größe. Es handelte sich also darum, physikalische Messungen in die psychologische Empfindung der Farbe zu übersetzen. Die alte Farblehre hatte nach dem S p e k t r a l v e r f a h r e n Messungen angestellt und sie auch anschaulich durch die „ A b s o r p t i o n s k u r v e " , den S c h l u c k z u g , dargestellt, der für jede Wellenlänge durch seine Höhe den Bruchteil des verschluckten Lichtes angibt. Aber sie hat keine Anweisung gegeben, wie aus solch einem Schluckzug die zugehörige einheitliche Farbempfindung entnommen werden kann. Natürlich kann man sagen, daß eine Kurve mit starker Absorption im Laubgrün auf eine veile Farbe hindeutet; aber welche? Erstes, zweites oder drittes Veil? Klar oder trüb? Blaß oder dunkel? Erst OSTWALD hat die physikalischen Ursachen der Farbempfindungen, nämlich die Mischungen der Lichter verschiedener Wellenlängen, und andererseits eben diese Empfindungen, nämlich die psychologischen Wirkungen in Beziehung gesetzt. Ilm die gesetzlichen Beziehungen zwischen den beiderseitigen Gliedern auszusprechen, muß jedes Glied der beiden Gruppen genau definiert sein. Das Spektrometer gibt die physikalische Definition. Die psychologische Definition war aber bisher nicht vorhanden, und es bestand keine Möglichkeit, beide Gruppen in Beziehung zu bringen. Erst OSTWALD hat für die psychologische Gruppe die bisher fehlenden Definitionen 26

gegeben, indem er die psychologischen Elemente der Farben, nämlich Vollfarbe, Weiß und Schwarz ermittelt und ihre Messung gelehrt hat. Dagegen vermag die von Physikern vorgeschlagene Kennzeichnung des farbigen Eindrucks durch Angabe der zur Erzeugung der betreffenden Farbe benötigten Mengen von drei „Normalreizbeträgen" trotz ihrer genauen Messung und Berechnung keine klare Vorstellung von der Farbempfindung zu vermitteln. a) Buntmessung § 28. Messung der Buntstufe. Den 24 Buntstufen des OSTWALDschen Buntkreises werden die Wellenlängen ihrer chromatischen Schwerpunkte zugeordnet. Die chromatischen Schwerpunkte sind die Lichter e i n e r Wellenlänge, welche übrigbleibt, wenn das Farbhalb des Bunt, also seine Vollfarbe, beidseitig symmetrisch soweit eingeengt wird. Diese buntgleiche Wellenlänge wird bekanntlich aus der nach KOENIG-MARTENS gemessenen Lichtfunktion berechnet. Man erhält so den Normalbuntkreis. Liegen ziemlich reine Farben zur Messung vor, so kann man auch die dem fraglichen Bunt zukommende Wellenlänge auf folgende Weise bestimmen: Man entfernt aus dem Spektrometer das Okular und ersetzt es durch einen schmalen Spalt* der genau in der Bildebene des vom Objektiv abgebildeten Spektrums liegt. Der Spalt wird dann erfüllt von Licht einheitlicher Farbe, je nach Stellung des Fernrohrs und Prismas, und in Ubereinstimmung mit der Farbe, die bei aufgesetztem Okular mitten im Gesichtsfeld liegen würde. Mit dieser Spektralfarbe wird die zu untersuchende reine Farbe verglichen, indem man eine 4 cm 2 große Fläche in passendem Hintergrund hält. Mit Hilfe einer Mikrometerschraube wird der Tisch mit dem Prisma gedreht, bis beide Farben übereinstimmen. Zugleich sorgt man für gleich helle Beleuchtung auf beiden Seiten. Die zugehörige Wellenlänge wird an der Trommel, die mit der Mikrometerschraube verbunden ist, abgelesen. So hat OSTWALD die zu den Nummern seines Buntkreises zugehörigen Wellenlängen ermittelt (Abb. 12). § 29. Das Vergleichsverfahren. Man kann auf einer genormten Buntleiter diejenige Buntstufe aufsuchen, die mit derjenigen des Meßlings Gegenfarbe ist, also sich zu Grau kompensiert, oder diejenige Buntfarbe, die mit der des Meßlings übereinstimmt.

Abb. 12. innerer Kreis = Buntstufen, ä u ß e r e r Kreis = Wellenlänge. 27

Zum Aufsuchen des G e g e n b u n t s benutzte O S T W A L D 1915 das etwa 1895 von Carl Z E I S S für E . H E R I N G gebaute, etwas abgeänderte Photometer, seinen P o l a r i s a t i o n s f a r b m i s c h e r ,Pomi". Er wurde von C. PULFRICH _ in der Zeitschrift für Instruttf mentjenkunde 1925, 114, folgendermaßen beschrieben: „Er besteht aus einem senkrechten Rohr mit einem darin eingesetzten 'Kalkspatprisma KP (Abb. 13) und einem darüber gesefeten drehbaren Nikol N mit Teilkreis TK und Index I. Auf dem vom Taffeslicht beleuchteten Tisch unterhalb dies Rohres legt man die auf ihre Eigenschaft als Gegenfarben zu prüfenden Farbtäfelcn a und b (Abb. 14) so nebeneinander, daß ihre Trennungslinie auf der Richtung, in der das eine Bild gegen das andere verschoben erscheint, senkrecht steht. Ist dann die Breite der Täfelchen so bemessen, daß sie gleich ist dem Abstand dies ordentlichen Bildes ao vom außerordentlichen Bild ae, so sieht man beim Durchblick durch das Rohr d r e i Bilder, von denen das mittlere von der Übereinanderlagerung des ordentlichen Bildes bo mit dem außerordentAbb. 13. lichen ae herrührt (Abb. 15). Alsdann hat der Beobachter die Aufgabe, diejenige WinkeLstellung des Nikols N aufzusuchen, in der die gesuchte Graufärbung des mittleren Streifens eintritt.

wvzsifm.

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