Farbkonstanz

Ausgangssituation

Dieses Anwendungsbeispiel bezieht sich auf das Phänomen der Farbkonstanz, das bei der Wahrnehmung von Farben auftritt.

Als Farbkonstanz bezeichnet man die wahrgenommene Stabilität einer Objektfarbe unter verschiedenen Beleuchtungsumgebungen. Beispielsweise erscheint uns eine Zitrone gelb, unabhängig davon, ob wir diese bei Sonnenschein, unter einer herkömmlichen Glühbirne oder dem Licht einer Fluoreszenzlampe betrachten (Kandel et al., 1995). Stünden uns keine Informationen aus der Umgebung der Zitrone zur Verfügung, so müsste diese aufgrund des von ihr reflektierten Lichtes genauer gesagt der Wellenlängenzusammensetzung dieses Lichtes –unterschiedliche Farben annehmen. Bei Sonnenlicht erschiene uns die Zitrone weißlich, unter der Glühbirne rötlich und unter der Fluoreszenzlampe bläulich.

Dass ein Objekt – trotz weniger Ausnahmen – in aller Regel (in etwa) seine Farbe behält, ist deshalb erstaunlich, weil z.T. enorme Schwankungen in der Spektralverteilung der Umgebungsbeleuchtung (Sonnenschein vs. Glühbirne) auftreten. Diese Schwankungen führen dazu, dass auch das Objekt ganz unterschiedliche Wellenlängen des Lichtes reflektiert. Dennoch erscheint uns – bis auf wenige Ausnahmen – die Zitrone konstant in gelber Farbe (Kandel et al., 1995).

Das Phänomen der Farbkonstanz kann allgemein damit erklärt werden, dass das menschliche Gehirn die Informationen, die es aus der Wellenlängenzusammensetzung des reflektierten Lichtes des Objektes und seiner Umgebung erhält, weiterverarbeitet. Am Ende dieses Informationsverarbeitungsprozesses sollten sich Neuronen finden lassen, deren Antwortverhalten mit dem (subjektiven) Farbeindruck eines Objektes korrespondiert und nicht mehr mit der spezifischen Wellenlängenzusammensetzung des vom Objekt reflektierten Lichtes. Derartige Neuronen wurden tatsächlich entdeckt und zwar von Semir Zeki (1993) im visuellen Areal V4 des Cortex.

Auch wenn davon ausgegangen werden kann, dass Neuronen im Areal V4 den vorläufigen Endpunkt des Informationsverarbeitungsprozesses darstellen, so scheint bis heute ungeklärt, wie dieser Prozess auf neuronaler Ebene genau abläuft. Stanikunas, Vaitkevicius und Kulikowski (2004) haben daher den Versuch unternommen, den Prozess mit Hilfe eines künstlichen neuronalen Netzes zu simulieren, um dadurch ein tieferes Verständnis über das Phänomen der Farbkonstanz zu erlangen.