Wie erzeugt ein Beamer schwarzes Licht an die Wand?


Beamer projizieren die Farbe Schwarz nicht. Der Teil des Bildes, der für unser Auge schwarz erscheint, ist tatsächlich nur ein sehr dunkles Grau. Da wir aber Farben immer nur in Abhängigkeit von der Umgebung erkennen, sieht dieses dunkle Grau neben den helleren Bildfarben für uns wie Schwarz aus.

Vielleicht haben Sie im Kunstunterricht in der Schule einmal den Satz aufgeschnappt „Schwarz und Weiß sind keine Farben. Weiß ist die Abwesenheit von Farbe; Schwarz ist die Abwesenheit von Licht“ – das ist korrekt. Im Falle von Weiß ist das auch wenig spektakulär. Unser Beamer projiziert hierfür einfach Licht ohne Farbanteile auf unsere Leinwand. So weit, so gut. Aber wie schafft es das Gerät, durch die Lichtprojektion schwarze Flächen zu erzeugen, wenn Schwarz doch die Abwesenheit von Licht ist?

Sehen wir uns das Sehen an

Ein Computer betrachtet Farben als absolute Werte, die in Form von Code definiert werden. Wenn eine Website dem Browser übermittelt, welchen Farbwert eine bestimmte Fläche hat, wird diese auf dem Bildschirm genau wie angegeben dargestellt. Unser Auge hingegen kann mit absoluten Werten nichts anfangen: es sieht Farben stets in Abhängigkeit von der Umgebung. Unser Gehirn kann z. B. die Farbe eines Gegenstandes als „leuchtend Hell“ einstufen, nur weil andere Objekte in der Umgebung geringfügig dunkler sind. Auch, wenn der Unterschied – in absoluten Werten betrachtet – nur minimal ist.

Wir können das an unseren Mitmenschen oder uns selbst beobachten: Haben Sie Ihren Urlaub in der Sonne verbracht und sind gut gebräunt, fällt das weiß Ihrer Zähne und Augen viel stärker auf. Auch Ihre Haarfarbe erscheint plötzlich weniger dunkel. Betrachten Sie hingegen Bilder aus der Winterzeit, wenn Ihr Teint durch den Mangel an Sonnenschein deutlich heller ist, verhält es sich genau gegenteilig, da wir die unterschiedlichen Farben in Abhängigkeit umgebender Farben (in diesem Fall: unserer Haut) wahrnehmen.

Kontrast von Dunkel zu Hell am Beispiel Sonnebräune

Auch im Supermarkt macht man sich diese Eigenart des menschlichen Sehens zu Nutze: Obst und Gemüse werden so ausgeleuchtet und positioniert, dass ihre Farben durch die direkte Nachbarschaft besonders kräftig erscheinen und auf uns appetitlicher wirken.

Supermarkt Obst beleuchtung
Obstbeleuchtung im Supermarkt

Bilderzeugung durch den Beamer

Ein Beamer beleuchtet stets die gesamte Projektionsfläche, auch dann, wenn ein Teil davon Schwarz erscheinen soll. Wäre dieser Bereich nämlich nicht beleuchtet, würde lediglich die Farbe der Leinwand (in der Regel Weiß) sichtbar.

Um einen Bildausschnitt als Dunkel zu erkennen, ist es für unsere Augen bereits ausreichend, wenn dieser weniger Hell ist als der Rest des Bildes. Der Beamer macht sich dies zu nutze und setzt schwach beleuchtete Grautöne ein, die wir sofort als dunkler als den Rest des Bildes wahrnehmen. Für das Sehzentrum unseres Gehirns ist dies ausreichend, um sie unter „Schwarz“ zu verbuchen .

Die Helligkeit, mit der ein Beamer Schwarztöne wider gibt, wird in Lumen gemessen. Je geringer dieser Wert, desto besser, denn Helligkeit hat in unserem Schwarz nichts verloren. Aber auch ein hoher Kontrast spielt für die Darstellung eine entscheidende Rolle: wie bereits erwähnt, verlässt sich unser Auge auf den Unterschied zwischen einer Farbe und ihrer Umgebung. Der Kontrast drückt genau das aus, in dem er die Helligkeits-Differenz angibt, die ein Beamer zwischen Hell und Dunkel erzeugen kann. Ein Kontrast von 1000:1 bedeutet hierbei, dass ein vollständiges weißes Bild 1000 mal heller dargestellt wird als ein vollständig Schwarzes.

Auch wenn moderne Projektoren ein sehr hochwertiges Bild erzeugen können, mit den tiefen Schwarztönen, die etwa ein OLED-Fernseher erzeugt, kann ein Beamer leider nicht mithalten. Bei dieser Technologie werden, wenn nötig, die entsprechenden Dioden im Bildschirm abgeschaltet, um dann durch die Abwesenheit von Licht ein „echtes“ Schwarz zu erzeugen. Auch der klassische Röhrenfernseher funktionierte nach diesem Prinzip: soll ein Bildschirmbereich schwarz bleiben, werden die Bildpunkte in diesem Bereich einfach nicht mit Elektronen beschossen – Sie leuchten dann nicht auf und bleiben (wirklich) schwarz.

Quellen
https://www.google.com/url?sa=D&q=https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/06/16/how-do-projectors-project-the-color-black/&ust=1595869560000000&usg=AOvVaw0LeYqEhFB1Rp1rSyIVWOos&hl=de&source=gmail
https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/06/16/how-do-projectors-project-the-color-black/

Warum Beamer Tuning?!

OLED erklärt: Tiefes Schwarz und kräftige Farben für TV und Smartphone


https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/bewegte-ladungen-feldern/geschichte/roehrenfernseher

Bild:
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