Die optische Wahrnehmung des Menschen erfolgt durch bestimmte Rezeptoren, die sich auf der Netzhaut befinden. Von diesen Sinneszellen gibt es zwei Grundtypen: die so genannten Stäbchen unterscheiden ca. Schwarz/Weiß-Kontraste, die so genannten Zapfen – nicht Zäpfchen! – dienen der Farbwahrnehmung.
(Zum Merken: Stäbchen - Schwarz/weiß; Zapfen - Farben)

Die Zapfen sind in drei Ausprägungen vorhanden, die jeweils ihr Empfindlichkeitsmaximum in den Spektralbereichen haben die uns als die Grundfarben "Rot", "Grün" und "Blau" vorkommen. Der rotempfindliche Zapfen hat dabei eine Nebenempfindlichkeit in dem violetten Spektralbereich. Jede Kombination von Anregungen der drei Zapfenarten durch auf die Netzhaut treffende Strahlung bewirkt einen spezifischen Farbeindruck .

Für eine detaillierte Darstellung dieses Vorganges siehe die Beschreibung zur Farbwahrnehmung.

Menschen, die ca. zwei Arten von Zapfen haben, sind rot-grün-blind oder (seltener) grün-blau-blind . Wenn Menschen ca. eine Art von Zapfen haben, oder gar keine Zapfen (d.h. sie sehen ca. mit den Stäbchen), sind sie farbenblind. Siehe auch Farbwahrnehmung.

Eine verbreitete Einteilung trennt die Helligkeit als Stärke des Farbeindruckes von der Sättigung als "Reinheit einer Farbe" und dem eigentlichen Farbton, der über die eigentliche Charakteristik der Farbe entscheidet.

Die eindimensionale Darstellung der Spektralfarben in dem Regenbogen zeigt ca. einen Teil aller Farbwahrnehmungen. Die sichtbare Strahlung ist eine elektromagnetische Strahlung in dem Wellenlängenbereich von 380 bis 760 nm.

Farben lösen unterschiedliche Empfindungen und Assoziationen aus. Diese unterscheiden sich zwischen einzelnen Menschen, haben aber bei Menschen eines Kulturkreises große Gemeinsamkeiten. Diese Wirkungen sind in der Kunst und in vielen Industriezweigen, wie Architektur, Textilherstellung und Werbung, von sehr großer Bedeutung. Die Tabelle zeigt einige Beispiele für die mögliche Wirkungen bzw. Bedeutungen von Farben:

Farben werden auch generelle Wirkungen wie anregend (z.B. rot) oder beruhigend (z.B. grün) zugeschrieben. Ganze Bücher beschäftigen sich mit der "richtigen" Farbwahl. Letztlich können es aber stets ca. Richtlinien bleiben, da alle Menschen verschieden empfinden und reagieren.

Auch viele Sprichworte und Redewendungen machen Gebrauch von den unterschiedlichen Assoziationen zu Farben: siehe auch Redewendungen (Farbe).

Tiere haben unterschiedliche Farbwahrnehmungen.

Ein bekanntes Beispiel sind die Bienen, die auch ultraviolette Strahlung wahrnehmen können. Man vermutet, dass Fische in Korallenriffen häufig viele Farben wahrnehmen können.

Es gibt Farbenlehren von Isaac Newton, Johann Wolfgang von Goethe, Johannes Itten, Harald Küppers , Hermann von Helmholtz und Ewald Hering.

Um Farben quantitativ (mit Hilfe von Zahlen) beschreiben zu können, wurden verschiedene Farbmodelle entwickelt. Je nach Anwendungsfall werden verschiedene Modelle benutzt, die eine leichtere oder genauere Farbauswahl ermöglichen. Häufig benutzte Farbmodelle sind:

• RGB
• CMYK
• HSV
• CIELab
• XYZ
• YUV

Im Druckbereich und in der Technik wichtige Modelle sind:

• Pantone
• HKS
• Hexachrome
• RAL
• NCS

Die Farbwerte der verschiedenen Modelle können mathematisch ineinander umgerechnet werden. Da die Farbmodelle aber einen unterschiedlichen Farbumfang besitzen, führt dies nicht stets zu befriedigenden Ergebnissen. Um eine gute Näherung zu finden bedient man sich der Farbnachstellung.

Farben, die durch die Zerlegung weißen Lichts entstehen, werden als Spektralfarben genannt. Allerdings enthält das Spektrum ca. einen kleinen Teil aller möglichen Farben -- nämlich ca. die reinen Farben, und von diesen nicht diejenigen auf der so genannten "Purpurlinie" zwischen Violett und Rot. Alle anderen, die durch Farbmischung entstehen, bezeichnet man als Mischfarben. Bestimmte Mischfarben können dem menschlichen Auge durch Metamerie als identisch zu bestimmten Spektralfarben erscheinen. Die folgende Übersicht zeigt solche identisch erscheinenden Entsprechungen der Spektralfarben und einige Mischfarben -- echte Spektralfarben lassen sich auf Computermonitoren nicht erzeugen:

Die Wellenlängen sind in Nanometern (nm) angegeben. Eine Liste von anderen Objekten ähnlicher Größe ist verfügbar.

Die Frage, ob Schwarz und Weiß Farben sind, bietet erstaunlicherweise einigen Diskussionstoff. In der Alltagssprache spricht man zwar von den "Farben" Schwarz und Weiß, würde sie aber nicht als "farbig" nennen. Auf der anderen Seite, erfüllen Schwarz und Weiß alle Kriterien für eine Farbe. Sie auszuschließen führt zu etlichen unsinnigen begrifflichen Verrenkungen.

Möchte man sich genau ausdrücken, unterscheidet man besser zwischen bunten und unbunten Farben. Schwarz und Weiß einschließlich aller dazwischenliegenden Grauwerte bezeichnet man als unbunt. Alle anderen Farben werden als bunt genannt.

Die Unterscheidung rührt aus der Farbwahrnehmung her, in der die deutlich lichtempfindlicheren Stäbchen ca. Helligkeitsunterschiede erfassen, in die eine Farbigkeit von Spektralfarben aus der Wahrnehmung der Zäpfchen in dem Gehirn eingemischt wird. Daher rührt die Scheidung von Farbe in Farbton und Helligkeit. Die Farben Schwarz und Weiß sind hier Helligkeitsnuancen der Grautöne, und Grautöne können auch bei Lichtverhältnissen wahrgenommen werden, in denen die Farbzapfen nicht mehr reagieren.

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Physikalische, chemische und biologische Aspekte:

• Entstehung von Farben
• Emission, Transmission
• Absorption und Reflexion = Remission
• Anstrichfarbe
• Pigment
• Bodenfarbe

Allgemeine Aspekte:

• Malerei
• IG Farben