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Frische, natürliche Farben sehen - Chorizo gefällig?
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Vor ein paar Tagen hatte ich erläutert, warum Weltraumbilder deepfake sind (hier). Und warum es keine Farben gíbt. Wir sehen sie zwar alle, merken aber selten, dass sie immer anders sind. Das hat sich die Natur gut eingerichtet als Konstanzphänomen.

Das Bild, das ich zum Anlass genommen hatte, das von dem neuen James Webb Teleskop, hat einen Wissenschaftler so geärgert, dass er als ein neues Bild vom James Webb ein bekanntes der Welt unterjubeln wollte. Das nennt sich Chorizo und ist eine scharfe Wurst.

Allerdings sind die Farben genauso echt wie die vom Webb. Das haben die Farben so an sich. Wie man dennoch Wurstlicht so macht, dass der Wurstkäufer nicht betrogen werden kann, wird hier erklärt. Wem das zu wissenschaftlich ist, soll nach Dänemark fahren und sich ein dänisches Hot Dog eintüten lassen. Die Wurst darin ist echt rot. Sie darf aber nur in Dänemark so verkauft werden. (Vorsicht: auch dieses Bild zeigt nicht die Farbe von Pølser unter der Sonne Dänemarks trotz mehrfachen Photoshoppens.)

High Noon oder täglich Scirocco - vom Konzept einer künstlichen Lebenswelt
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Menschen, die sich z.B. in einem Großraumbüro unwohl fühlen, suchen die Lösung ihrer Probleme beim nächsten Verantwortlichen, den sie dafür halten. Zu allererst trifft es die Haustechnik. Das sind Männer, die vor Bildschirmen sitzen und die Klimaanlage kontrollieren. Die tun ihr Bestes. Leider ist das Beste, was sie können, nie genug. Außer an heißen Sommertagen, wo alle nur ein wichtiges Bedürfnis haben. Kühle! An solchen Tagen kommt keiner auf die Idee, auf die Beleuchtung zu schimpfen. Die ist meistens aus. Sie kommt an die Reihe, wenn sich der Herbst meldet. Und egal bei welchem Wetter, man schimpft über Lärm im Büro. Seit Generationen sind Akustiker eifrig dabei, die Probleme zu lösen. Wenn sie noch nicht gestorben sind, lösen sie auch morgen noch …

Selten kommt jemand auf die Idee, dass die Schöpfer unserer Probleme von heute schon längst gestorben sind, aber nicht ihre Vorstellungen. Diese überleben ihre Väter (Mütter waren es mehrheitlich nicht, weil alle Ingeniere waren) unbemerkt, als lästiges Erbe sozusagen. Eine solche Vorstellung feiert fröhliche Urständ in Form von Empfehlungen zu gesundem Licht im Innenraum, geschrieben von einer hochkarätigen Gruppe von Medizinern (hier). Sie fordern tagsüber ein Minimum an Licht, das ins Auge geht. Und das Maß dazu ist das Tageslicht. Ist das etwa ein Problem?

Ganz und gar nicht. Denn die Vorstellung, mit Tageslicht eine gesunde Umgebung zu schaffen, stammt auf dem späten 19. Jahrhundert und wurde von den Progressiven entwickelt. Diese wurden angetrieben durch die verdüsterten Städte wie Manchester oder New York in der Spätphase der industriellen Revolution, aus denen übrigen Marx und Engels den Kommunismus entwickelten. Das Tageslicht sollte Wohn- wie Arbeitsstätten erleuchten.

Leider stellte man schnell fest, dass es gar nicht so einfach ist, das gesunde Tageslicht in die Räume zu locken. Denn der Ruß und Rauch, die die Städte verdunkelten, machten auch vor den Fenstern kein Halt. Sie waren bald dicht. Und UV-Licht, das gesund sein sollte, machte im Winter sowieso einen Bogen um New York, Chicago oder London. Ergo? Wir bilden den Tag im Innenraum mit Lampen nach. Es fragt sich welchen? Die Antwort, die der Spiritus Rector der ganzen Idee, Matthew Luckiesh, fand, unterscheidet sich nur wenige Grad Kelvin von der heutigen Lösung. Luckiesh, Leiter des Entwicklungslabors von General Electric zu Beginn des 20. Jahrhunderts, setzte der Lichttechnik das Ziel, den mittleren Sommertag zu simulieren. Und das rund um die Uhr. Dieser hätte eine Farbtemperatur von 6300 K, so nach dem Augenmediziner Höfling. Die heutigen Mediziner, allesamt Chronobiologen, machen ein Tageslichtäquivalent D65 zum Maßstab. Dessen Farbtemperatur beträgt 6504 K. Und danach werden alle melanopischen Beleuchtungswerte berechnet.

Theorie beiseite, was sagt die Praxis? Höfling hat vor über 40 Jahren festgestellt, dass dieses Tageslicht keineswegs den Tageslichtverhältnissen im Raum entspricht. Er spricht davon, der Volksmund hätte die Lampen als zu blau, kalkig und leichenfarbig empfunden. Soll etwa das gesunde Licht  für die Zukunft sein?

Das Problem liegt darin, dass das Tageslicht extrem veränderlich ist. Auch dessen Verschwinden, die Nacht, hat eine Bedeutung, die schon in der Bibel zu Beginn der Schöpfungsgeschichte steht "Und Gott sprach: Es werde Licht! Und es ward Licht.  Und Gott sah, dass das Licht gut war. Da schied Gott das Licht von der Finsternis 5 und nannte das Licht Tag und die Finsternis Nacht. Da ward aus Abend und Morgen der erste Tag." Können wir dies nachbilden?

Mag sein. Wir müssen aber noch mehr nachbilden, wenn die künstliche Umgebung perfekt sein soll. Was das bedeutet, hatte ein gewisser Weber, Autor von "Praktische Erfahrungen bei fensterlosen Arbeitsräumen" im Jahre 1969 so dargestellt: "… richtige Dosierung folgender Reize: Eine Luftbewegung durch die Klimaanlage, akustische Reize durch die Maschinen, stärkere optische Gestaltung durch die Farbgestaltung sowie letztlich durch die Tätigkeit am Arbeitsplatz selbst." Ergo, wir müssen nicht nur den mittleren Sommertag, leider mit bewölktem Himmel und diffusem Licht, simulieren, sondern auch Umweltreize durch Maschinengeräusche. Wie man dabei vorgeht, wüsste ich sehr gerne. Noch schöner wäre es zu wissen, wie man durch farbige Umweltgestaltung den Blick in die Natur ersetzen soll. Leider ist der Autor der Weisheiten verstorben, ohne die Lösung zu verraten.

Wer heute seine Probleme mit der Arbeitsumgebung gelöst oder gemildert haben möchte, muss sich die Vorwahl vom Himmel besorgen (oder vielleicht von dem wärmeren Teil davon). Wer, was, wann verzapft hat, kann ich bei Licht gut verorten. Bei dem Rest geht es weniger gut. O Herr, gib uns unser täglich Scirocco! Begleitet durch Geräusche einer Nähmaschine oder Windmühle.

Frische, natürliche Farben sehen - Warum man das nie können wird
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Das Bienenmuseum erklärt, wie Bienen Farben sehen. Offenbar anders als Menschen. Wer hätte das gedacht? Ich denke, alle. Man lernt in der Schule, dass die Bienen bestimmte Fähigkeiten besitzen, die wir nicht haben. Dazu gehört z.B. dass die Bienen eine neu entdeckte Nahrungsquelle ihrem Volk durch einen Tanz verraten. Menschen führen auch einen Tanz auf, wenn sie eine neue Quelle ausmachen. Der dient aber dazu, den anderen Menschen den Zugriff so weit wie möglich zu erschweren.

Licht ist für Bienen etwas anderes als für Menschen. Während Menschen noch in der Dämmerung etwas sehen können, ist es für die Bienen bereits am Nachmittag aus, es gibt keine UV mehr. Und im deutschen Winter könnten die Bienen Pollen und Nektar bestenfalls auf dem Gipfel der Zugspitze finden. Leider müssten sie die unter meterdickem Schnee suchen. Da bleiben sie lieber schön zu Haus. Was machen aber Menschen, die ihre Fühler nach dem Universum ausstrecken, wenn ihnen Licht fehlt? Sie nehmen halt das, was dort vorhanden ist, wo sie etwas sehen wollen. So lieferte dieser Tage ein Weltraumteleskop namens James Webb Bilder aus dem tiefsten der Tiefen im Universum.

Geheimnisvolle Bilder aus der Urzeit des Universums. Wir sehen gerade die Geburt eines Sternes. Aber in welchem Licht? Ich lese bei den NASA-Verlautbarungen, es sei Infrarotlicht. Hoppla! Gibt es das überhaupt? In der Physik schon, aber in der Lichttechnik nicht. Wie die Bienen sehen, ist der Lichttechnik auch egal. Auch UV-Licht existiert für diese nicht. Licht ist nur das, was zum Sehen dient - und zwar von Menschen. Ähhhm, nicht ganz. Kinder und manche Erwachsene sehen auch UV. Aber im Großen und Ganzen nicht. Also bringt uns James Webb aus den Tiefen des Weltalls nur Fake-Bilder?

Könnte man sagen. Muss man sogar. Denn mit Infrarot kann man zwar Formen fotografieren, aber garantiert keine Farben. Wie kommt nu das Universum dennoch zu seinen Farben? Könnte es sein, weil Bilder mit Graustufen weniger aufregend erscheinen? In YouTube kann man diverse Anleitungen finden, wie man mit Infrarot aufgenommene Bilder färbt. Und warum recht dunkle Objekte (Schwarzbär) auf Infrarotfotos andere Objekte sogar überstrahlen können. Sie produzieren nämlich selber Infrarot, während andere Objekte nur das vorhandene reflektieren.

Das schön farbige Bild eines anderen Weltraumteleskops wurde z.B. so gefärbt: Das Weltraumteleskop öffnete dafür all seiner vier Infrarotkanäle: Wellenlängen mit 3,4 und 4,6 Mikrometern sind blau gefärbt, solche mit 12 Mikrometern grün und solche mit 22 Mikrometern rot. Während ältere Sterne in diesem Bild der Andromeda-Galaxie eher für die blaue Farbe sorgen, leuchtet der von neugeborenen, massereichen Sternen eingeheizte Staub gelb und rot. Fake sind solche Bilder nicht, eher Deep-Fake. Denn dort, wo sie entstehen, strahlt ein Teil der Objekte, der Staub reflektiert eher. Und gibt ein anderes Bild her.

Welche Wellen die strahlende Objekte wie die Sterne aussenden, kann man messen. Infrarot ist nur der Teil, den man für die Aufnahmen benutzt. Wenn man bestimmte Absichten hegt, benutzt man Falschfarben. Wenn es einem von uns gelänge, eine Spritztour mit dem Raumschiff Enterprise zu dem Ort zu veranstalten, wo dieses Bild entstanden ist, wird er eher eine graue Suppe erblicken. Was hat das aber mit dem Farbensehen der Bienen zu tun? Einfach: Farben existieren nicht. Sie entstehen im Gehirn des Sehenden im Lichte der beleuchtenden Objekte. Oder sie leuchten selbst. Dann muss man ihr Leuchten aufzeichnen.

Das ist kurz erklärt der Grund für den fast ewig währenden Kampf für die Farbwiedergabe von Beleuchtung. Bislang anerkannt ist nur der Index für die Farbwiedergabe von Leuchtmitteln. Den berechnet man für die ersten 8 Testfarben nach DIN 6169 als allgemeinen Farbindex Ra. Darunter ist keine gesättigte Farbe, aber so schicke Sachen wie Altrosa bis Fliederviolett.  Weitere 6 Farben könnte man auch benutzen, wenn man die denn fände. Angeblich sind die Muster verschwunden.

Neu definiert ist der "CIE 2017 colour fidelity index" Rf. Nicht ganz allein, es gibt noch den Farbumfang Rg (colour gamut). Die Definitionen basieren auf einem US-Standard TM-30-15, der aus 8 Testfarben gleich 99 macht, die sich an natürlichen Farben orientieren sollen. Dass die jetzigen Testfarben so ganz fidel seien, kann man wirklich nicht behaupten.

Der Standard soll aber große Schwachstellen haben. Daher hat der deutsche Herstellerverband ZVEI Zweifel an der Brauchbarkeit angemeldet. So will die CIE denn den Index bis auf weiteres ausschließlich für den Einsatz für wissenschaftliche Zwecke anwenden. Daher hat der Bericht (oder die Norm) der CIE einen ziemlich ungewöhnlichen Namen: "CIE 224:2017 CIE 2017 COLOUR FIDELITY INDEX FOR ACCURATE SCIENTIFIC USE" (Betonung von mir).

Ob es auch nicht genaue wissenschaftliche Benutzungen gibt? Auf jeden Fall werden wir noch für lange Zeiten darauf warten, dass der schon zu Beginn seines Lebens untaugliche Farbwiedergabeindex ersetzt wird. Und was nach dem Tag sein wird? Auch die beste Beleuchtung wird Farben nicht so "natürlich" wiedergeben, wie man sie unter dem Licht der Sonne sehen kann. Denn die 99 Testfarben sind allesamt ungesättigt. Außerdem sieht man die schönen Farben fast immer unter UV-Licht, weil viele Gegenstände unserer Umwelt (Wandanstriche, Stoffe, Papier u-ä,) mit Aufhellern versehen sind. Weißer als weiß ist kein Werbegag sondern ein Mittel gegen Gelbstich, angewandt seit es die Rosskastanie in Europa gibt.

Wer den Zustand nicht mag, kann sich in das Problem hineinknien. Er/sie sollte aber sehr jung sein, damit bei der Pensionierung im Nachruf geschrieben stehen darf, sie/er hätte Bewegung in die Sache gebracht. Wenn man mit den Leuchtmitteln etwa fertig ist, sind dann die Leuchten an der Reihe. Und wie Farben von Objekten in einem Raum wiedergegeben werden, hängt letztlich von dem Raum ab. Wenn das alles zu Ende gedacht ist, wird dann Frau Mustermann den Index auch für nicht wissenschaftliche Zwecke benutzen dürfen.

Eine Fassade kann nicht nur Herzen erweichen - auch was an einem Auto schmelzen
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Tageslichttechnik ist eine neumodische Wissenschaft, die erst seit einigen Jahrzehnten so heißt. Im Anfang hatte sie keinen Namen, weil Gott erst einmal das Drumherum schaffen musste. Später hieß die einfach Architektur. Manches Gebäude erlangte seine Berühmtheit durch einen sparsamen Umgang mit dem Tageslicht. Andere wie das rotierende Solarium von Saidman hingegen wurden gebaut, um die Menschen der Drehung der Sonne nachzuführen. Optimale Bestrahlung! Erst als sich die Lichttechnik in der Form der Technik der künstlichen Beleuchtung etablierte, bekam die Tageslichttechnik auch ihren Namen. Mancher Architekt hatte aber bereits vergessen, dass seine Vorgänger insbesondere durch eine meisterhafte Gestaltung des Tageslichts zu Ruhm gekommen waren. Andere, deren Namen nicht kennt, erbauten die Arbeitsstätten des Kerkermeisters.

Der Architekt dieses Gebäudes bekommt garantiert keinen Preis für seine gestalterischen Fähigkeiten. Dessen Fassade soll etwas in einem Jaguar auf der Straße zum Schmelzen gebracht haben. Vielleicht dachte der Herr, dass in London nur Nebel herrscht. Indes, Glasbauten, an denen man bei Sonnentagen besser nicht vorbeigeht, stehen nicht nur in London.

LED und das liebe Vieh - Neue Horizonte in der Viehzucht

Wer genug hat von der melanopischen Wirkung von LED auf den Menschen und auch die Beeinflussung von Spinat durch moderne und super-intelligente Beleuchtung lieber den Gemüseingenieuren überlässt, kann sich mit einem weiteren Feld beschäftigen, das man mit Licht beackern kann. Es ist die Rede von der Tierhaltung. Meine erste Nagelprobe damit hatte ich mit einer kleinen amerikanischen Wasserschildkröte gemacht, deren harte Schale nach einer Weile nicht mehr hart war. Mit der sind wir deswegen ans Mittelmeer gefahren, damit das arme Vieh sich wieder eine harte Schale zulegen konnte. Ihre Nachfolgerin haben wir nach dieser Erfahrung besser belichtet. Das war ein Segen für die Schildkröte. Für uns nicht, weil sie zu stark und groß wurde, und kurzerhand das ganze Aquarium leer fraß. Seitdem gucke ich erst einmal an, wie sich was auswirkt.

Gucken wir uns einige der tollen Wirkungen an. Gute Lichtintensität (ich denke zunächst an Beleuchtungsstärke) verbessert die Spermaqualität bei Ebern. Wovon die Säue in erster Linie profitieren. Die gesamte Familie profitiert saumäßig vom kühleren Licht und entwickelt mehr Appetit. Anders als bei uns folgt darauf keine Diät bei den Schweinen. Und eine höhere Lichtintensität fördert die richtige Entwicklung von Ferkeln zum richtigen Schwein, felix porcus. Dann heißen sie Mastschwein und werden von Onkel Tönnies weiter behandelt. Leider nicht mehr mit Licht.

Das Beherrschen der circadianen Rhythmik der Viecher ist ein ungemein aufregendes Feld für den cultor opticus bzw. cultor photographius (Lichtzüchter). Das hat einst damit anfangen, die Hühner zu überlisten, die nur im Langtag Eier legen. Man verlängerte halt den Tag mit Lampen. Damit sie mehr Eier in der gleichen Zeit legen, verkürzt man den "Langtag", indem man aus den 24 Stunden 23 macht. Das dumme Huhn merkt nämlich die Länge des Langtags nicht an den hellen Stunden sondern am Rhythmus. Eigentlich sind 23 Stunden auch circa ein Tag.

Bislang trotzt nur ein tierisches Wesen wacker den Manipulationsversuchen, Thalassomyxa australis. Das nette Tier bleibt abgerundet wie eine pennende Maus, wenn es inaktiv ist. Und geht über in seine aktive Form, um Nahrung aufzunehmen. Der Wechsel zwischen der inaktiven und der aktiven Phase erfolgt zwar rhythmisch, aber gesteuert von der Temperatur und nicht vom Licht. Kein Wunder, denn Thalassomyxa australis ist eine Nackt-Amöbe. Ein anständiger deutscher Bauer macht sich nichts aus Viechern, die sich nicht einmal ein Fell leisten können. Aber dass man mit LED Ställe für Kuhaugen besser ausleuchten kann, ist doch wahr! Und effizienter sind die auch … Geben mehr Milch.