ermöglicht.
Wie aus Abb. 2.4 ersichtlich ist, haben die L-, M- und S-Zapfenempfindlichkeitskurven ihre Maxima bei 566, 541 bzw. 441 nm [4]. In der Fotometrie wird die spektrale Empfindlichkeit des L+M-Kanals für Reize mit einem Sehwinkel von 1°–4° durch die spektrale Hellempfindlichkeitsfunktion V(𝜆) approximiert (s. Abschn. 2.2.1), die die Grundlage der Fotometrie bildet, während für räumlich ausgedehntere (z.B. 10°) Reize die sog. V10(𝜆)-Funktion (der sog. CIE-10°-Beobachter [8]) verwendet wird. Für räumlich ausgedehnte Stimuli, die z.B. ein 10°-Sichtfeld abdecken, sollen andere LMS-Spektralempfindlichkeiten verwendet werden; z. B. die sog. Stockman und Sharpe 2000 10° Cone Fundamentals [7].
2.2 Lichttechnische und farbmetrische Kenngrößen
2.2.1 Lichttechnik und Farbmetrik
Im Jahr 1924 definierte die CIE die heute unter dem Namen V(𝜆)-Funktion bekannte spektrale Hellempfindlichkeitsfunktion für das Tagessehen (sog. fotopisches Sehen) [9] und damit legte sie (aus der damaligen Sicht) eine wahrnehmungsrelevante Grundlage zur Charakterisierung von Lichtquellen und Beleuchtungssituationen. Im Jahr 1931 führte die CIE das bis heute gültige farbmetrische System (s. Abschn. 2.2.2) mit den sog. 2°-Normspektralwertfunktionen ein, das mit dessen
Zur Bildung der sog. Leuchtdichte aus der instrumentell gemessenen spektralen Strahldichte (als Beispiel für eine lichttechnische Kenngröße) verwendet man die Gl. (2.1).
(2.1)
mit
V(𝜆) spektrale Hellempfindlichkeitsfunktion für Tagessehen,
Le(𝜆) spektrale Strahldichte des gesehenen Objektes bzw. der Lichtquelle.
Bei jeder Wellenlänge wird dabei in Gl. (2.1) die spektrale Strahldichte der Lichtquelle Le(𝜆) mit der V(𝜆)-Funktion gewichtet und im sichtbaren Wellenlängenbereich (d.h. zwischen 380 und 780 nm) zu einem gesamten Signal (sog. Leuchtdichte) integriert, das in zahlreichen psychophysikalischen Modellen der Sehleistung, der Helligkeit und der Farbwahrnehmung als grundlegende numerische Kenngröße – in Kombination mit anderen Signalen bzw. Kenngrößen – verwendet wird. Eine Interpretation der Leuchtdichte allein gemäß Gl. (2.1), als Kenngröße für die wahrgenommene Helligkeit, stellt lediglich eine erste, grobe Annäherung dar. Für eine wesentlich bessere Voraussage der menschlichen Helligkeitswahrnehmung als mithilfe der Leuchtdichte gibt es heute komplexe Modelle, die in den Kap. 5 und 7 ausführlich vorgestellt werden.
2.2.2 Farbmetrik: CIE-Normvalenzsystem und CIE-Normfarbtafel
Der Begriff Farbreiz wird wie folgt definiert [10]: optische Strahlung, die im menschlichen Sehsystem eine Farbempfindung hervorruft. Ein Farbreiz kann durch die sog. Normfarbwerte X, Y, Z charakterisiert werden. Um diese Normfarbwerte zu errechnen, wird für kleinflächige Farbreize (zwischen den Gesichtsfeldgrößen von 1°–4°) die gemessene spektrale Strahldichte jeweils durch eine der oben bereits erwähnten 2°-Normspektralwertfunktionen
Aus der Abb. 2.5 gehen die Unterschiede der spektralen Verläufe der 2°- und der 10°-Normspektralwertfunktionen hervor. Diese Unterschiede können auf die Änderung dermaximalen optischen Dichte des Makulapigments und die Änderung der maximalen Dichte der Sehpigmente der drei Fotorezeptortypen der Netzhaut (sog. L-, M- und S-Zapfen) als Funktion der Gesichtsfeldgröße (2° oder 10°) zurückgeführt werden [13] (s. Abb. 2.3).
Die spektrale Strahldichte L𝜆(𝜆) des Farbreizes wird mithilfe eines Spektralradiometers gemessen. Damit werden die Normfarbwerte X, Y, Z laut Gl. (2.2) errechnet.
(2.2)
Abb. 2.5 Vergleich der 2°-Normspektralwertfunktionen
Der Wert von 𝑘 kann als 683 lm/W für selbstemittierende Lichtquellen gewählt werden, wodurch der Wert von Y der Leuchtdichte der Lichtquelle gleich wird.
Die sog. Normfarbwertanteile x, y, z, werden laut Gl. (2.3) definiert.
(2.3)
Das Diagramm der Normfarbwertanteile x, y wird Normfarbtafel oder CIE-Normfarbtafel von 1931, eine bestimmte Kombination der Normfarbwertanteile wird Farbort genannt [12]. Die Abb.
