INNOVATION

Die Wissenschaft vom Licht

Licht kann unsere Stimmungen und Gefühle beeinflussen. Auch Mazda erforscht dieses Feld, um das Fahrerlebnis für seine Kunden noch intensiver zu gestalten.

Die Evolution des Lichts

Licht beeinflusst unseren Biorhythmus – unsere „innere Uhr“, die unseren Schlaf-Wach-Zyklus reguliert, kognitive Funktionen verbessert und unser Aktivitätslevel steuert. Wie man Licht in Räumen nutzt, weiß Umweltpsychologin Dr. Sally Augustin. Sie berät sowohl Individuen als auch Organisationen beim Gestalten von Umgebungen, die Menschen eine bestmögliche Entfaltung bieten. „Zu meinem Job gehört es herauszufinden, wie die Welt um dich herum beeinflusst, was in deinem Kopf vorgeht“, sagt sie.

„Licht hat einen Einfluss auf unsere Stimmung und entscheidet damit, wie offen oder engstirnig wir denken.“

Dr. Sally Augustin, Umweltpsychologin

Auf welche Weise sich die Beleuchtung auf das menschliche Verhalten auswirkt, hängt von zwei Faktoren ab: ihrer Intensität und ihrer Farbtemperatur. Studien zeigen, dass kühleres Licht Konzentration und Wachsamkeit fördert, während wärmere Töne für Entspannung und Komfort sorgen. Wie viele andere Psychologinnen und Psychologen in ihrem Gebiet glaubt auch Dr. Augustin, dass unsere Reaktion auf Licht aus der Frühzeit der menschlichen Spezies herrührt. „Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang ermöglichte uns das warme, natürliche Licht einen sanften Übergang zwischen Schlaf- und Wachzyklus. Tagsüber wird das Licht kälter; dann sollten wir produktiv sein.“

Dieser Einfluss auf den Biorhythmus ist so gut dokumentiert, dass daraus das Konzept der am Menschen orientierten Beleuchtung entstand: künstliches Licht für Innenräume, das den Verlauf des natürlichen Tageslichts imitiert. Solche Beleuchtungskonzepte wurden bereits von vielen Ingenieuren, Designern und Architekten verwendet, um Räume zu beleuchten und die Leistung der Menschen dort zu steigern. Im medizinischen Umfeld lässt sich auf diese Weise selbst die Erholung von Patienten anregen.

Beleuchtung in der Architektur Bei einigen der innovativsten Gebäude der jüngeren Vergangenheit spielt die Nutzung von Tageslicht eine zentrale Rolle, wie auch beim preisgekrönten 30 St Mary Axe in London – dank seiner Form auch als „The Gherkin“ (Die Gurke) bekannt. Hier wird mit natürlichem Licht der Energieverbrauch reduziert. Genauso unverzichtbar ist aber auch künstliches Licht, das zu einer wichtigen Säule für das Design von Innen- und Außenelementen geworden ist.

Bild: Alev Takil (Unsplash)

Seagram Building von Ludwig Mies van der Rohe, New York, USA
Mies van der Rohe gilt als einer der modernen Pioniere in der Architektur. Als einer der ersten Architekten überhaupt arbeitete er mit einem unabhängigen Berater für Beleuchtungsdesign namens Richard Kelly zusammen. Dies war der Startschuss für den Beruf des Beleuchtungsdesigners, wie wir ihn heute kennen.

Bild: William Zbaren

Watercube: Nationales Schwimmzentrum von PTW Architects, Peking, China
Der Watercube wurde für die Olympischen Sommerspiele 2008 errichtet und besitzt eine Fassade, die bei Nacht von knapp einer halben Million Cree XLamp LEDs von innen beleuchtet wird. Die Lichtfarben werden von einem Computerprogramm gesteuert, das die öffentliche Meinung auf Sina Weibo interpretiert, einem großen sozialen Netzwerk in China.

Bild: Zhou Ruogu

Mood Ring House von Silo AR+D, Arkansas, USA
Das Mood Ring House ist ein experimentelles Familienhaus, das von seinem Besitzer entworfen wurde. Die Beleuchtung wird per Smartphone gesteuert und kann je nach Stimmung der Bewohner verändert werden. Feuerrot bedeutet zum Beispiel: Die Musik der Nachbarn ist zu laut.

Bild: Timothy Hursley

Erweiterung des Städel Museums von schneider+schumacher, Frankfurt am Main, Deutschland
Unter den Grünflächen des Städel Museums befindet sich eine unterirdische Galerie, die von einer Kombination aus 200 runden Oberlichtern und künstlichem Licht erhellt wird. „Bei Tag ein glänzendes Juwel, nachts ein Quell des Lichts“: So wurde der Ausstellungsraum von der Presse beschrieben.

Bild: Shutterstock

Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) hat in über zwei Jahrzehnten ein System definiert, das optische Strahlung (Licht) und die Reaktionen darauf misst.

„Licht berührt alle Aspekte des Lebens. Die Zukunft ist grenzenlos.“

Dr. Tim Brown, Professor für Neurowissenschaft, Universität Manchester

Mit Hilfe dieser Richtlinien soll es möglich sein, für jede Umgebung das passende Beleuchtungsniveau zu reproduzieren. „Überall wo Menschen sind, spielt die Beleuchtung eine wichtige Rolle: im Auto, in der Schule, zuhause oder im Krankenhaus“, sagt Dr. Tim Brown, Professor für Neurowissenschaften an der Universität von Manchester. Seine Forschungen über den Biorhythmus haben erheblich zu den Messungen der CIE beigetragen. „Lichtdesigner, Elektroingenieure und Architekten können auf diese Informationen zurückgreifen und wissen dann, wie viel Licht sie brauchen und an welche Wellenlängen sie sich je nach Umgebung halten sollten.“

Mazdas Lichtstudie

Auch in Hiroshima weiß man um die psychischen und physischen Effekte des Lichts. Kenta Kubo, technischer Leiter der Entwicklungsgruppe für Handwerkskunst bei Mazda, hat mit seinem Team untersucht, wie sich Licht auf Verhalten und Stimmungen auswirkt. „Wir wollen Fahrzeuge entwickeln, die Körper und Seele ansprechen“, sagt er. „Dafür wollen wir die Eigenschaften der menschlichen Wahrnehmung, Gefühle und Erkenntnisse verstehen und auf die Fahrzeuge übertragen.“

„Das menschliche Auge reagiert sehr unterschiedlich auf das Weiß, das Mazda erzeugen will.“

Kenta Kubo, Technischer Leiter der Entwicklungsgruppe für Handwerkskunst bei Mazda

Dieses Übertragen von Emotionen in Produktdesign nennt sich Kansei Engineering – ein Konzept, das Mazda schon seit Jahrzehnten verfolgt. Im Bereich Licht begannen die ersten Kansei-Schritte nach einem Gespräch zwischen Kubo und seinen Kollegen Keiichiro Yamamoto und Danjoh Hiroki. Ihnen war aufgefallen, dass LED-Leuchten in verschiedenen Teilen des Fahrzeugs eine Vielzahl unterschiedlicher Farben haben können. Weil dieses ‚optische Rauschen‘ die Fahrzeuginsassen stören kann, wollten sie verstehen, wie Menschen visuellen Input und Farbtemperaturen erkennen. Dazu maßen sie in einem dunklen Raum sowohl die Helligkeit als auch die Chromatizität (Farbsättigung) verschiedener Farben. „Wir wollten wissen, wie unterschiedlich die Farben vom menschlichen Auge wahrgenommen werden“, sagt Kubo. „Am meisten hat mich überrascht, wie viele verschiedene Sorten Weiß es in der menschlichen Wahrnehmung gibt.“

Das Mazda Experiment

Die roten Kreise auf dem gezeigten Farbspektrum stehen für die verschiedenen Schattierungen von weißem Licht. Mazda hat die Farbtöne abgestimmt und näher zusammengebracht, um im Mazda CX-30, MX-30 und Mazda3 ein noch hochwertigeres Ambiente im Innenraum zu erzeugen.

Nach Abschluss der Studie begann das Team, die Ergebnisse auf die Innenbeleuchtung des Mazda3, des Mazda CX-30 und des Mazda MX-30 (kombinierter Stromverbrauch nach NEFZ: 17,3 kWh/100 km; CO₂-Emissionen: 0 g/km) zu übertragen. Als Farbe wurde Weiß gewählt. „Die Art von Weiß, die Mazda produzieren will, ist für das menschliche Auge extrem empfindlich“, sagt Kubo. Die Beleuchtung der Steuerungselemente und Bedienflächen wurde in Farbe und Helligkeit angepasst und vereinheitlicht. Am hellsten beleuchtet sind jene Informationen, die für das Fahren am wichtigsten sind; im übrigen Innenraum wird das Licht heruntergeregelt. Dies reduziert das optische Rauschen, verbessert das Sichtfeld des Fahrers und trägt damit auch bei Nacht zu einer entspannten und gleichzeitig konzentrierten Fahrt bei.

Die weißen Farbtöne wurden vereinheitlicht, aber die Instrumententafel ist heller beleuchtet, um die Sicht für den Fahrer zu optimieren.


Text Charlotte Briggs

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Licht ins Leben lassen

Mazda3, CX-30 and MX-30