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Zeit Quiz: Beat the Prof - Farbe

Antworten, Erklärungen und der Vergleich mit Professoren und Wissenschaftlern zum Zeit Quiz "Beat the Prof - Farbe".

Übersicht

Gesamtleistung von Professoren und Wissenschaftlern

Fragen:

  1. Welches Farbwort ist etymologisch am jüngsten?
  2. Was ist die ursprüngliche Bedeutung des Wortes „rot“?
  3. Wieviele Arten von lichtempfindlichen Sensoren gibt es in der Netzhaut?
  4. Die meisten Kinder lernen die Wörter für...

  5. Wie viele Grundfarbwörter hat die deutsche Sprache?

  6. Welche Farbe sieht man, wenn man die Spektren des Lichts invertiert, das durch eine grüne Wiese reflektiert wird?

  7. Was bedeutet Newtons Aussage, dass die Lichtstrahlen selbst keine Farbe haben?

  8. Wie viele Dimensionen hat die Farbwahrnehmung?

  9. Warum ist der Himmel blau?

  10. Mit welchem Maß kann man genau messen, wie unterschiedlich zwei Farben aussehen?
  11. Manche Leute sehen #theDress blau-schwarz, andere weiß-gold, weil sie...

 

Übrigens: Zur Farbforschung der Allgemeinen Psychologie geht es hier. Zurück zum Quiz geht es hier.

 


Gesamtleistung von Professoren und Wissenschaftlern

Für die Leistung von Professoren und Wissenschaftlern wurden 25 Wissenschaftler im Bereich "visuelle Wahrnehmung" befragt. Diese Wissenschaftler haben im Durchschnitt 59% (6.44/11) der Fragen richtig beantwortet.

1. Welches Farbwort ist etymologisch am jüngsten?

 

Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 1. Welches Farbwort ist etymologisch am jüngsten? . Number of responses: 17 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Rosa

Erklärung: "Grün" und "Braun" sind indogermanischen Ursprungs und daher jahrtausende alt. Rosa kommt von dem Lateinischen Wort für Rose und wurde im 18. Jahrhundert ins Deutsche als Farbwort eingeführt.

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2. Was ist die ursprüngliche Bedeutung des Wortes „rot“?

 

Antworten von Professoren und Wissenschaftlern 

Forms response chart. Question title: 2. Was ist die ursprüngliche Bedeutung des Wortes „rot“?. Number of responses: 13 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Blut

Erklärung: Das Wort "Rot" stammt von h₁rewdʰ in der proto-indogermanischen (auch proto-indoeuropäischen) Ursprache ab. In germanischen Spachen wurde diese Wortfamilie vor allem für Blut verwendet. Manche Quellen vermuten auch, dass die proto-indogermanischen Vorläufer von Rot von Wörtern für "rote Erze" (Kupfer) hergeleitet wurden.

 

 

Übrigens: Rot ist über seine ursprachlichen Wurzeln auch mit Sanskrit (Alt-Indisch) „rudhira" verwandt, das "Blut" bedeutete.

Weiterführende Literatur

Jones, W. J. (2013). German colour terms : a study in their historical evolution from earliest times to the present (Vol. 119). Amsterdam.

Witzel, C. (2018). Misconceptions About Colour Categories. Review of Philosophy and Psychology, 1-42.

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3. Wieviele Arten von lichtempfindlichen Sensoren gibt es in der Netzhaut?


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 3. Wieviele Arten von lichtempfindlichen Sensoren gibt es in der Netzhaut?. Number of responses: 9 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Fünf

Erklärung: Neben den drei Arten von Zapfen, die für die Farbwahrnehmung zuständig sind, gibt es noch die Stäbchen und die nicht-visuellen retinalen Ganglienzellen. Die Stäbchen ermöglichen die Wahrnehmung unter sehr schwacher Beleuchtung (nachts), allerdings nur in Grautönen. Die nicht-visuellen retinalen Ganglienzellen beeinflussen den Biorythmus. Sie enthalten Melanopsin und ihre Erregung unterdrückt die Melatonin-Ausschüttung, die den Schlaf reguliert. Es gibt sogar Personen, die eine vierte Art von Zapfen haben (Tetrachromaten). Es handelt sich bei dem vierten Zapfen um einen veränderten M- oder L-Zapfen. Bei diesen Personen könnte man also sogar von 6 Arten von Photorezeptoren sprechen. Das ist aber nur selten der Fall und kann nur bei Frauen vorkommen (mehr dazu in Witzel 2011).

Weiterführende Literatur

Lucas et al. (2014). Measuring and using light in the melanopsin age. Trends in Neurosciences, 37(1), 1-9.

Witzel, C. (2011). Unterschiede in der Farbwahrnehmung. In A. Groh (Ed.), Was ist Farbe? - Bunte Beiträge aus der Wissenschaft (pp. 39-62). Berlin: Weidler.

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4. Die meisten Kinder lernen die Wörter für...

 


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 4. Die meisten Kinder lernen die Wörter für.... Number of responses: 10 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Braun und grau werden besonders spät gelernt.

Erklärung: Es ist bekannt, dass Farbwörter insgesamt besonders spät erlernt werden, verglichen zu Wörtern, die andere grundlegende Objekteigenschaften beschreiben. Es ist auch klar, dass rot, gelb, grün und blau nicht besonders früh erlernt werden. Stattdessen werden die Farbwörter in individuell unterschiedlicher Reihenfolge erlernt - Also verschiedene Kinder lernen die Farbwörter in unterschiedlicher Reihenfolge. Lediglich Braun und Grau scheinen eher am Ende der Reihenfolge zu stehen. Dies wird z.B. durch Abbildung 4 veranschaulicht. 

Weiterführende Literatur

Pitchford, N. J., & Mullen, K. T. (2002). Is the acquisition of basic-colour terms in young children constrained? Perception, 31(11), 1349-1370.

 

Abb 4. Entwicklung der Farbwörter (Aus Abb 6 in Pitchford & Mullen, 2002).

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5. Wie viele Grundfarbwörter hat die deutsche Sprache?


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 5. Wie viele Grundfarbwörter hat die deutsche Sprache?. Number of responses: 10 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Elf, nämlich schwarz, weiß, grau, rosa, rot, braun, orange, gelb, grün, blau, lila.

Erklärung: Zentral für diese Antwort ist der Begriff des "Grundfarbwortes". Die ursprüngliche Definition (nach Berlin & Kay, 1969) besagt, dass ein Farbwort dann ein Grundfarbwort ist, wenn es vier Kriterien entspricht- (1) Es sollte nur aus einem Wortteil (Lexem) bestehen (Monolexemie). Zum Beispiel ist Hellblau kein Grundfarbwort, weil es aus "hell" und "blau" besteht. (2) Grundfarbwärter sind Überbegriffe (Hypernyme), d.h. die Farben, die durch ein Grundfarbwort beschrieben werden, sollten nicht mit anderen Grundfarbwörtern überlappen. Das Farbwort "Aubergine" ist ein Gegenbeispiel, da es als eine Art Lila bezeichnet werden kann. (3) Grundfarbwörter sind unabhängig vom Kontext (Abstraktion). Blond ist beispielsweise kein Grundfarbwort, weil es nur für Haare (bestimmter Kontext) verwendet wird. (4) Grundfarbwörter werden mit hoher Übereinstimmung von verschiedenen Sprechern einer Sprache verwendet (Konsistenz). Ein Gegenbeispiel im Deutschen ist "Mauve" (Malvenfarbe), da verschiedene Personen eine andere Farbe als Mauve bezeichnen und sogar manche deutschsprachige Personen den Begriff gar nicht kennen. Diese Kriterien scheinen recht gut auf unsere Farbbegriffe anwendbar; allerdings ist die Anwendung dieser Kriterien auf Sprachen, die sich grundlegend von unserer Sprachfamilie unterscheiden, schwieriger und umstritten. Allerdings zeigen auch neuere empirische Maße, die oft mit der Konsistenz zusammenhängen, dass die obigen elf Farbwörter eine grundlegende Rolle in unserer und ähnlichen Sprachen (z.B. Englisch, Französisch) spielen. Abbildung 5 veranschhaulicht wie Farbwörter verschiedene Farben (Abb 5.a) in Farbkategorien gruppieren (Abb 5.b).

Übrigens: Manche Personen bevorzugen violett statt lila als Grundfarbwort. Die Farbkategorien von Violett und Lila überlappeb sich größtenteils. Aber manche Personen sehen violett als Unterkategorie von lila an, manche lila als Unterkategorie von violett, und manche machen gar keinen Unterschied zwischen beiden Begriffen.

Weiterführende Literatur

Witzel, C. (2018). Misconceptions About Colour Categories. Review of Philosophy and Psychology, 1-42.

Abb 5. Farbkategorien der Grundfarbwörter (Aus Abb 1 in Witzel 2018).

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6. Welche Farbe sieht man, wenn man die Spektren des Lichts invertiert, das durch eine grüne Wiese reflektiert wird?


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 6. Welche Farbe sieht man, wenn man die Spektren des Lichts invertiert, das durch eine grüne Wiese reflektiert wird?. Number of responses: 1 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Grün

Erklärung: John Locke führte das Gedankenexperiment der Spektreninversion ein, um zu verstehen, wie man Farben empfindet. Wenn man die Spektren des Lichtes invertiert, werden die langwelligen sichtbaren Farbanteile zu kurzwelligen und umgekehrt. Rote Beeren zum Beispiel sehen dann blau aus. Aber die grüne Farbe des Grases entspricht einem (sichtbaren) Spektrum mit mittleren Wellenlängen (siehe Abb 6 oder Abb 1.b in Osorio & Bossomaier, 1992). Wenn man ein Spektrum nahe der Mitte des sichtbaren (Gesamt-)Spektrums an der Mitte spiegelt (invertiert), wird durch diese Invertierung/Spiegelung nur wenig geändert. Das wird in Abbildung 6 unten veranschaulicht. Die Bilder wurden auf Grundlage von sogenannten hyperspektralen Bildern erstellt. Bei hyperspektralen Bildern entspricht jedes Pixel einem ganzen Lichtspektrum. In der linken Abbildung wurden die Farben für die ursprünglichen Spektren berechnet, in der rechten für die invertierten Spektren. Zwar sehen die Farben des Grases leicht anders im rechten Bild aus, aber sie sind immer noch Grün. [Zwecks Vollständigkeit sei außerdem erwähnt, dass das Reflektranzspektrum von Gras auch einen sehr hohen Anteil an infraroten Wellenlängen hat. Diese sind zwar "sehr lange" Wellenlängen, liegen aber jenseits des für den Menschen sichtbaren Spektrums. Daher sind sie für die Idee des invertierten Spektrums hier irrelevant.]

Weiterführende Literatur

Osorio, D., & Bossomaier, T. R. J. (1992). Human Cone-Pigment Spectral Sensitivities and the Reflectances of Natural Surfaces. Biological cybernetics, 67(3), 217-222.

Shoemaker, S. (1982). The Inverted Spectrum. The Journal of Philosophy, 79(7), 357-381.


Abb. 6. Invertierung hyperspektraler Bilder. Die roten Kreise in den Bildern unten entspricht den Spektren für Gras (grüne Kurven) und Blumen in den Diagrammen darüber. 



 

7. Was bedeutet Newtons Aussage, dass die Lichtstrahlen selbst keine Farbe haben?


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 7. Was bedeutet Newtons Aussage, dass die Lichtstrahlen selbst keine Farbe haben?. Number of responses: 17 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Dass Farbe kein physikalisches Phänomen ist.

Erklärung: Farbe entsteht erst durch den Vergleich der Zapfenerregungen in den retinalen Ganglienzellen. Das physikalische Lichtspektrum muss erst in die Erregungen der Zapfen (farbrelevante Photorezeptoren in der Netzhaut) übersetzt werden (Abb 7.a-e). Die einzelnen Zapfen alleine können nur die Stärke (Intensität) des Lichtes angeben (Univarianz, vgl. Abb 7.c-e). Erst durch den Vergleich der Zapfenerregungen kann überhaupt erst Wellenlängen spezifische Information erhalten werden (Abb 7.f-l). Dieser Vergleich geschieht durch die neuronale Verschaltung der retinalen Ganglienzellen. Dabei entstehen schon grundlegende Eigenschaften der Farbwahrnehmung, wie z.B. Gegenfarbigkeit und Dreidimensionalität (Trichromatizität, siehe auch Antwort auf Frage 8). Physikalische Spektren haben diese Eigenschaften nicht.

Weiterführende Literatur

Witzel, C. (2018). Misconceptions About Colour Categories. Review of Philosophy and Psychology, 1-42.

Abb 7. Grundlegende Mechanismen der Farbwahrnehmung (aus Abb 1 in Gegenfurtner, 2003)

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8. Wie viele Dimensionen hat die Farbwahrnehmung?


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 8. Wie viele Dimensionen hat die Farbwahrnehmung?. Number of responses: 18 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Drei

Erklärung: Die drei Dimensionsen der Farbwahrnehmung bestehen aus einem (farblosen, achromatischen) Helligkeitskanal, einer sogenannten Rot-Grün- und einer sogenannten Blau-Gelb-Dimension. Die grundlegenden Dimensionen der Farbwahrnehmung entstehen in den retinalen Ganglienzellen. Dort werden die Erregungen der drei Zapfentypen miteinander in Beziehung gesezt, und erst dadurch wird Farbwahrnehmung überhaupt möglich. Die (absolute) Helligkeit (Luminanz) ergibt sich aus der Summe der mittel- und langwelligen Zapfen (L+M). Die Rot-Grün-Dimension entsteht durch den Vergleich der langwelligen (L) Zapfen mit den mittelwelligen (M) Zapfen, und die Blau-Gelb-Dimensions aus dem Vergleich der kurzwelligen (S) Zapfen mit den beiden anderen (L+M). Abbildung 4 veranschaulicht die Rot-Grün (L-M) und die Blau-Gelb (S-(L+M)) Dimension. Im Gegensatz zur weit verbreiteten Benennung der Dimensionen ist allerdings zu beachten, dass die Dimensionem nicht wirklich Rot, Grün, Blau und Gelb entsprechen (siehe englische Farbwörter in Abb 8). Übrigens: Im dreidimensionalen Farbraum entspricht der Farbton dem Winkel (in Abb. 8 Azimuth) und die Sättigung dem Abstand von Grau im Ursprung und damit dem Radius in Abb. 8.

Weiterführende Literatur

Gegenfurtner, K. R., & Kiper, D. C. (2003). Color Vision. Annual Review of Neuroscience, 26(1), 181-206.

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Abb. 8. Gegenfarbkanäle (Aus Abb 4 in Gegenfurtner & Kiper, 2003)

 


 

9. Warum ist der Himmel blau?


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 9. Warum ist der Himmel blau?	. Number of responses: 23 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Weil kleine Teilchen in der Luft das Licht brechen.

Erklärung: Licht wird durch Moleküle und Atome in seiner Bahn abgelenkt. In der Atmosphäre geschieht dies vor allem durch Stickstoff und Sauerstoff. Diese Streuung wird Rayleigh-Streuung genannt und ist sehr viel stärker für kurzwelliges als für langwelliges Licht. Dadurch wird kurzwelliges Licht in der Atmosphäre in verschiedene Richtungen abgelenkt und damit im Raum verteilt oder "zerstreut". Da das kurzwellige Licht blau erscheint, sieht der Himmel blau aus.

Übrigens: Die Aussage "Licht brechen" in der Antwort ist streng genommen nicht ganz richtig, denn es handelt sich nicht um Lichtbrechung (Refraktion), sondern um Lichtstreuung.

Weiterführende Literatur

Smith, G. S. (2005). Human color vision and the unsaturated blue color of the daytime sky. American Journal of Physics, 73(7), 590.

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10. Mit welchem Maß kann man genau messen, wie unterschiedlich zwei Farben aussehen?


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 10. Mit welchem Maß kann man genau messen, wie unterschiedlich zwei Farben aussehen?. Number of responses: 19 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Ein genaues Maß gibt es nicht.

Erklärung: Wellenlängen sind kein Maß der Farbwahrnehmung (siehe auch Antworten auf Fragen 7-8). Zum Beispiel haben mittelwellige (M) und langwellige (L) Zapfen fast die gleichen Empfindlichkeiten für Wellenlängen. Jedoch werden M- und L-Zapfen im Rot-Grün-Kanal miteinander verglichen. Dadzrch werden sehr kleine Wellenlängenunterschiede um etwa 570nm (bei den Empfindlichkeitsmaxima der L und M Zapfen) als sehr große Farbunterschiede wahrgenommen. RGB-Werte geben die Stärke (Intensität) der drei Farbkomponenten (Primären), Rot (R), Grün (G), und Blau (B), eines Bildschirms an. Diese Werte hängen von der Bauart und den Einstellungen der Bildschirme ab. Der gleiche RGB Wert kann auf verschiedenen Bildschirmen sehr unterschiedliche Farben ergeben. RGB-Werte sind also spezifisch für Geräte und können nicht als Maße der Wahrnehmung verwendet werden. Es gibt Farbräume, wie z.B. CIELUV oder CIELAB, die versuchen annäherungsweise die Wahrnehmung von Farbunterschieden abzubilden. Allerdings sind diese Nächerungen sehr grob und um ein Vielfaches von der tatsächlichen Wahrnehmung abweichen. Die spezifikation wahrgenommener Abstände ist eine der großen Herausforderungen der Farbwahrnehmungsforschung, die auf für die Anwendung (z.B. Industrie) sehr wichtig ist.        

Weiterführende Literatur

Witzel, C., & Gegenfurtner, K. R. (2018). Color Perception: Objects, Constancy, and Categories. Annual Review of Vision Science, 4(1), 475-499.
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11. Manche Leute sehen #theDress blau-schwarz, andere weiß-gold, weil sie...


Antworten von Professoren und Wissenschaftlern

Forms response chart. Question title: 11. Manche Leute sehen #theDress blau-schwarz, andere weiß-gold, weil sie.... Number of responses: 24 / 25 correct responses.

Richtige Antwort: Weil sie die Beleuchtung unterschiedlich einschätzen.

Erklärung: Abbildung 11.A zeigt das Photo des Kleides, #theDress, dass 2015 durch die sozialen Medien berühmt wurde. Personen, die das Kleid weiß-gold sehen, denken es sei im Schatten. Dahingegen nehmen Personen, die das Kleid blau-schwarz wahrnehmen, an, dass es von hellem direktem Licht beleuchtet wird. Die Rolle der angenommenen Beleuchtung kann veranschaulicht werden, indem man das Bild des Kleides vor einem eindeutigen Hintergrund zeigt, wie in Abb. 11.B-C (aus Witzel et al., 2017, dort Abb.2 & 10). Für die beiden Bilder in Abb. 11.B-C wurde das Kleid aus dem ursprünglichen Photo ausgeschnitten und in die beiden Photos eingefügt. Der Hintergrundin Abb.11.B zeigt das Kleid im Schatten, jener in Abb. 11.C zeigt es in hellem Sonnenlicht. Unter diesen Umständen sehen die meisten Betrachter das Kleid in Abb.11.B als weiß-gold und in Abb.11.C als blau-schwarz, obwohl es der gleiche Ausschnitt mit den gleichen Farben ist. Im Originalfoto ist der Hintergrund zweideutig und die unterschiedliche Wahrnehmung beruht auf den Annahmen, die die Betrachter über die Beleuchtung machen, ohne sich darüber bewusst zu werden.

Abb. 11. #theDress.

Allgemein verständliche Erklärung von #theDress:

Witzel, C. (2015). The Dress: Why do different observers see extremely different colours in the same photo?

Weiterführende Literatur:

Gegenfurtner, K. R., Bloj, M., & Toscani, M. (2015). The many colours of 'the dress'. Current Biology, 25(13), R543-544.
Witzel, C., Racey, C., & O'Regan, J. K. (2017). The most reasonable explanation of “the dress”: Implicit assumptions about illumination. Journal of Vision, 17(2), 1-1.


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