Gegenfarbtheorie

Der Farbgegner-Prozess ist eine Farbtheorie, die besagt, dass das menschliche visuelle System Informationen über Farbe durch antagonistische Verarbeitung von Signalen von Zapfen und Stäben interpretiert. Die drei Arten von Kegeln (L für lang, M für mittel und S für kurz) haben eine gewisse Überlappung in den Lichtwellenlängen, auf die sie reagieren, so dass es für das visuelle System effizienter ist, Unterschiede zwischen den Antworten von Kegeln zu erfassen als jede Art der individuellen Antwort des Kegels. Die gegnerische Farbtheorie legt nahe, dass es drei Gegenkanal gibt: Rot gegen Grün, Blau gegen Gelb und Schwarz gegen Weiß (der letzte Typ ist achromatisch und erkennt Hell-Dunkel-Variationen oder Luminanz). Antworten auf eine Farbe eines Gegner-Kanals sind antagonistisch zu denen der anderen Farbe. Das heißt, entgegengesetzte Gegnerfarben werden nie zusammen wahrgenommen – es gibt kein „grünliches Rot“ oder „gelbliches Blau“.

Während die trichromatische Theorie definiert, wie die Netzhaut des Auges dem visuellen System ermöglicht, Farbe mit drei Arten von Zapfen zu erkennen, berücksichtigt die gegenteilige Prozesstheorie Mechanismen, die Informationen von Zapfen empfangen und verarbeiten. Obwohl man anfänglich dachte, dass die Theorien der Trichromie und der gegnerischen Prozesse uneins wären, wurde später verstanden, dass die Mechanismen, die für den Prozess des Gegners verantwortlich sind, Signale von den drei Arten von Kegeln empfangen und sie auf einer komplexeren Ebene verarbeiten.

Neben den Kegeln, die das in das Auge eintretende Licht detektieren, beinhaltet die biologische Basis der gegnerischen Theorie zwei andere Arten von Zellen: bipolare Zellen und Ganglienzellen. Informationen von den Kegeln werden zu den bipolaren Zellen in der Retina weitergeleitet, welche die Zellen in dem Gegenprozess sein können, die die Information von Kegeln transformieren. Die Information wird dann an Ganglienzellen weitergegeben, von denen es zwei Hauptklassen gibt: magnozelluläre oder großzellige Schichten und parvozelluläre oder kleinzellige Schichten. Parvozelluläre Zellen, oder P-Zellen, behandeln die meisten Informationen über Farbe und fallen in zwei Gruppen: eine, die Informationen über Unterschiede zwischen Feuern von L- und M-Kegeln verarbeitet, und eine, die Unterschiede zwischen S-Kegeln und einem kombinierten Signal von beiden verarbeitet und M Kegel. Der erste Subtyp von Zellen ist verantwortlich für die Verarbeitung von Rot-Grün-Differenzen und der zweite Prozess ist Blau-Gelb-Differenzen. P-Zellen übertragen auch Informationen über die Intensität von Licht (wie viel davon es gibt) aufgrund ihrer rezeptiven Felder.

Geschichte
Johann Wolfgang von Goethe studierte 1810 in seiner Farbenlehre zunächst die physiologische Wirkung gegensätzlicher Farben. Goethe ordnete sein Farbrad symmetrisch an, „denn die einander diametral gegenüberliegenden Farben sind jene, die sich wechselseitig im Auge evozieren Gelb verlangt Violett, Orange, Blau, Rot, Grün und umgekehrt: So rufen sich wiederum alle Zwischenstufen gegenseitig hervor.

Ewald Hering schlug 1892 eine gegnerische Farbtheorie vor. Er hielt die Farben Rot, Gelb, Grün und Blau für besonders, da jede andere Farbe als eine Mischung von ihnen beschrieben werden kann und dass sie in entgegengesetzten Paaren existieren. Das heißt, entweder Rot oder Grün wird wahrgenommen und niemals grünlich-rot: Auch wenn Gelb in der RGB-Farbtheorie eine Mischung aus Rot und Grün ist, wird es vom Auge nicht als solches wahrgenommen. Leo Hurvich und Dorothea Jameson lieferten 1957 quantitative Daten für Herings Farbgegentheorie. Ihre Methode wurde als Farbauslöschung bezeichnet. Farbtonunterdrückungsexperimente beginnen mit einer Farbe (z. B. gelb) und versuchen zu bestimmen, wie viel der Gegenfarbe (z. B. Blau) einer der Komponenten der Startfarbe hinzugefügt werden muss, um jeden Hinweis auf diese Komponente von der Startfarbe zu eliminieren.

Die gegnerische Farbtheorie kann auf Computer Vision angewendet und als Gauß’sches Farbmodell und das Natural-Vision-Processing-Modell implementiert werden.

Andere haben die Idee der Gegenüberstellung von Stimulationen jenseits visueller Systeme, die im Artikel über die gegnerische Prozeßtheorie beschrieben sind, angewandt. Im Jahr 1967 erweiterte Rod Grigg das Konzept, um eine breite Palette von Widersprüchen in biologischen Systemen widerzuspiegeln. Im Jahr 1970 erweiterten Solomon & Corbit Hurvich & Jamesons allgemeines neurologisches Prozessmodell, um Emotionen, Drogenabhängigkeit und Arbeitsmotivation zu erklären.

Komplementärfarben-Nachbilder
Wenn jemand 40 Sekunden lang auf ein rotes Quadrat starrt und dann sofort auf ein weißes Blatt Papier schaut, nimmt er oft ein cyanfarbenes Quadrat auf dem leeren Blatt wahr. Dieses komplementäre Farbnachbild wird leichter durch die trichromatische Farbtheorie erklärt als die traditionelle RYB-Farbtheorie; in der gegnerischen Prozesstheorie erzeugt die Ermüdung rotfördernder Wege die Illusion eines Cyanquadrats.