Donnerstag, 26. Dezember 2013

Simulation von Bienenfarben I



Dass wir die Welt in Farben sehen, erscheint uns selbstverständlich. Diese Fähigkeit hängt mit den Sehzellen in der Netzhaut unserer Augen zusammen, genauer gesagt mit den Zapfen in der Netzhaut. Diese gibt es in drei unterschiedlichen Ausführungen, von denen eine besonders für blaues (S), die zweite für grünes (M) und die dritte für rotes (L) Licht empfindlich ist (Abb. 1).

Abbildung 1: Empfindlichkeit der Farbstoffe in den drei Zapfentypen des menschlichen Auges (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cone-response.svg#filelinks)


Die uns Menschen bekannten Farben lassen sich daher im sogenannten RGB Farbraum darstellen, welchen man durch die Kombination der Farben Rot, Grün und Blau erhält. Wird eine weiße Fläche mit Lichtbündeln aller drei Grundfarben gleichzeitig beleuchtet, so sehen wir die Farbe Weiß. Sobald eine der drei Grundfarben fehlt, sehen wir die Mischfarbe der verbleibenden Farben (Abb. 2). 

Abbildung 2: Zusammensetzung der Farbe Weiß und die Entstehung von Mischfarben in unserem Auge.


Übergangsfarben entstehen durch die Mischung der Grundfarben in unterschiedlicher Intensität, d.h. in unterschiedlichen Helligkeiten.
Bei all den Unterschieden zwischen dem Auge der Biene und des Menschen und der zugehörigen Informationsverarbeitung gibt es jedoch eine Gemeinsamkeit, welche hier bei der Simulation der Bienenfarben genutzt wird: Biene und Mensch haben jeweils drei verschiedene Sehfarbstoffe, mit welchen unterschiedliche Farben des Lichtes wahrgenommen werden. (Sie sind trichromatische Organismen).
Wenn wir mit unseren Augen das Farbenspektrum der Biene betrachten, dann können wir nur einen Teil davon wahrnehmen. Vereinfacht kann man sagen, dass Bienen für uns unsichtbares Ultraviolett sehen, dafür aber nicht den Lichtanteil, welchen wir als Rot wahrnehmen. Deshalb ergibt sich folgende Darstellung:
Rot fällt weg, da die Biene diese Farbe nicht sehen, dafür können wir Ultraviolett (UV) nicht wahrnehmen, weshalb es hier schwarz dargestellt ist (Abb. 3).

Abbildung 3: Das Farbenspektrum der Biene, mit dem menschlichen Auge betrachtet.
 
Um nun die Farben der Bienen für uns sichtbar zu machen, bedienen wir uns eines Tricks: Wir verschieben „unsere“ Farben in den Wahrnehmungsbereich der Biene. Das heißt, wir stellen Ultraviolett als Bienenblau dar, Blau als Bienengrün und Grün wird schließlich zu Bienenrot (Abb. 4).



Abbildung 4: Das Farbenspektrum der Biene, in den für uns sichtbaren Farbraum "verschoben".


Es soll ausdrücklich nicht behauptet werden, dass Bienen die Farben genau in dieser Art wahrnehmen. Diese Darstellung ist nur eine Möglichkeit, wie wir uns eine ungefähre Vorstellung von den Farben machen können, welche für Bienen sichtbar sind.

Bildnachweis:
Abb. 1 aus: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cone-response.svg#filelinks
Abb. 2-4: Copyright Nicolas Chalwatzis 2013.