Begriffe des Color Management

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In Profil konvertieren  

Profilkonvertierungen (convert to profile) sind im Gegensatz zu Profilzuweisungen Umrechnungen von Farbwerten und können sowohl innerhalb desselben Farbmodus (z.B. RGB->RGB) oder auch beim Farbmoduswechsel (z.B. RGB->CMYK) vorkommen. Bitte weiterlesen unter Farbkonvertierung.

Justierung  

Zusammengefasst unter Kalibrierung, Justierung, Linearisierung, Profilierung

Kalibrierung, Justierung, Linearisierung, Profilierung  

Kalibrierung (calibration) bedeutet (entgegen weitläufiger Meinung) eigentlich nur das Feststellen der Abweichungen von einem Normalzustand. Der Normalzustand (oder Standard) ist dabei genau definiert. Die Kalibrierung, die durch Messungen oder Vergleiche zu Stande kommt, ergibt also Aussagen über den Grad der Abweichungen. Bei der Monitorkalibrierung (der Begriff wird tatsächlich oft ungenau eingesetzt) werden also nur die Abweichungen des Monitors vom Standard ermittelt, aber nicht beseitigt. Letzteres (etwa die oft vom selben Programm in Folge der Kalibrierung durchgeführten Gamma-Anpassungen) muss - der Richtigkeit halber - als Korrektur oder Justierung bezeichnet werden.

Justierung (adjustment) bedeutet das Verändern des Verhaltens eines Gerätes. In der Regel sind Justierungen Korrekturen, um die Verhaltensweise des Gerätes dem erwünschten Standard anzugleichen oder zumindest zu nähern.
Im Fall von Computermonitoren sind Helligkeits- und Kontrastanpassungen typische Justierungsmöglichkeiten. Weiters kann bei fast allen Monitoren der Weißpunkt durch Veränderung der RGB-Intensitäten justiert werden. Selbiger kann aber auch mit entsprechender Software am Computer verändert werden. Welche Methode man anwendet, spielt keine große Rolle.
Gammakorrekturen, also das Verändern des Monitor-Gamma, können nur selten am Monitor selbst durchgeführt werden - meist geschieht es softwareseitig, wobei dann die Helligkeitsübertragung der Grafikkarte manipuliert wird. Der Effekt ist aber derselbe. Unveränderlich sind bei Computermonitoren allerdings die Chromatizitäten der RGB-Primärfarben selbst.

Von Linearisierung (linearization) spricht man in der Regel bei Druckern. Linearisierung bedeutet, den Drucker in einen Zustand zu versetzen, in dem er sich "linear" verhält, also seine Druckfarben im vollen Tonwertumfang (0-100%) druckt und die dazwischen liegenden Tonwertabstufungen regelmäßig sind. Viele Drucker beinhalten selbst Programme, die dem Anwender gestatten, diese Linearisierung "visuell" - also ohne Messgeräte - durchzuführen. Der Linearisierungsprozess ist also eine Kombination aus Kalibrierung und einer Justierung, welche der Drucker selbst auf Basis der ermittelten Kalibrierungsergebnisse durchführt.

Profilierung (profilation) kann in den meisten Fällen nur mit Messgeräten und entsprechender Software durchgeführt werden. Ziel der Profilierung eines Gerätes ist, seine farblichen Wiedergabe- oder Aufnahmefähigkeiten exakt zu bestimmen und in Form eines Farbprofils abzuspeichern. Der Unterschied zur Kalibrierung ist hier, dass es nicht darum geht, Abweichungen von Standards festzustellen (die kompensiert werden wollen), sondern das Gesamtverhalten exakt zu dokumentieren. Die aus der Profilierung hervorgehenden Farbprofile können daraufhin vom Color Management System bzw. CM-fähigen Applikationen genützt werden, um das Verhalten des profilierten Gerätes vorhersagen und darauf reagieren zu können.

Auch wenn es jetzt so klingen könnte - die unterschiedlichen Verfahren schließen sich gegenseitig nicht aus. Vielmehr ist es sogar sehr sinnvoll, die Techniken gemeinsam anzuwenden, allerdings in der richtigen Reihenfolge. Zuerst müssen Kalibrierung+Justierung bzw. Linearisierung durchgeführt werden, erst dann, wenn das Gerät im "Soll-Zustand" ist, ist eine Profilierung zweckmäßig. Neukalibrierungen/-justierungen und Neuprofilierungen können dann in weiterer Folge unabhängig voneinander durchgeführt werden - je nachdem, welche Veränderungen dies nötig machen.

Kompensierung  

Zusammengefasst unter Kalibrierung, Justierung, Linearisierung, Profilierung

L*a*b-Farben  

Das L*a*b-Farbmodell ist ein geräteunabhängiges Farbsystem. Es wurde dazu geschaffen, um eine allgemeingültige Beschreibungsmethode für alle Farben zu besitzen, die das menschliche Auge sehen kann. Im Gegensatz zu Mischfarbsystemen wie RGB und CMYK oder physikalischen Beschreibungssystemen, ist L*a*b ein sog. "psychometrisches" Beschreibungsmodell. Psychometrie bedeutet hier, dass die menschliche Farbwahrnehmung das Maß der Dinge darstellt - konkret: Regelmäßige Abstände von Zahlenwerten im L*a*b-System spiegeln auch regelmäßige Veränderungen von Farb- und Helligkeitsempfindungen wider . So gibt der L-Wert in L*a*b die sog. "psychometrische Helligkeit" an (physikalisch gesehen ist das Verhältnis von Leuchtdichte und resultierender Helligkeitsempfindung nicht linear). L*a*b berücksichtigt aber z.B. auch, dass Gelb oder Grün heller wahrgenommen werden als Blau und Rot.

Klicken Sie auf das Bild um den Farbraum-Viewer zu öffnen

L*a*b-Farbwerte werden in einem 3-dimensionalen, rechtwinkeligen Koordinatensystem abgebildet: Die vertikale Achse (L-Achse) steht dabei für die psychometrische Helligkeit (Lightness, 0=Schwarz, 100=Weiß), die von rechts nach links verlaufende Achse (a-Achse, -128=Grün, 0=neutral, 127=Magenta/Rot) beschreibt die "Rot-Grünheit" und die von vorne nach hinten verlaufende (b-Achse, -128=Blau, 0=neutral, 127=Gelb) die "Blau-Gelbheit". Jede Kombination aus Werten auf diesen Achsen ergibt eine absolute Farbbeschreibung, die einem bestimmten Farbeindruck im Auge entspricht.

Das L*a*b-Modell stellt (neben "XYZ", welches primär für selbstleuchtende Farben gedacht ist) im Color Management das grundlegende absolute Beschreibungssystem für Farben und Farbräume dar. Es ist meist Umrechnungsbasis bei Farbkonvertierungen. Damit ist L*a*b im Color Management Workflow, zumindest hinter den Kulissen, omnipräsent - es steht aber auch in vielen Applikationen als Arbeits-Farbmodus zur Verfügung, wo es in manchen Fällen Vorteile gegenüber RGB besitzt.

Dadurch, dass L*a*b kein Mischsystem aus Grundfarben darstellt, wirkt es auf praktische Anwender vorerst abstrakt und ungewohnt. Dennoch ist die Auseinandersetzung damit sehr empfehlenswert, weil L*a*b nicht nur als Arbeits-Farbmodus Qualitäten besitzt, sondern auch, weil die Beschäftigung damit Bewusstsein für allgemeingültige Farbbeschreibungen schafft. Damit wird jene Trennung zwischen Information und Abbildung nachvollziehbar, der alle Color Management Prozesse zu Grunde liegen.

L*a*b mit 16 Bit pro Kanal (=48 Bit) wäre ein ideales Farbmodell für den Color Management Workflow, leider sind die Voraussetzungen dafür erst seit Kurzem erfüllt und es wird noch einige Zeit dauern, bis man 48-Bit-L*a*b "barrierefrei" einsetzen kann.

Anmerkungen: Die Darstellungen des L*a*b-Farbraumes am Computermonitor, wie z.B. oben im "Farbraum-Viewer", sind symbolisch und als schematisch anzusehen. Es ist eine logische Konsequenz des Konzeptes, dass eine farblich umfassende Abbildung aller L*a*b-Farben in einem kleinen Farbraum - wie dem des Computermonitors - nicht möglich sein kann. Vielmehr sieht man an der sRGB-Visualisierung circa, wie eingeschränkt die "farblichen Möglichkeiten" eines Computermonitors im Vergleich zu L*a*b sind. Selbiges gilt natürlich auch für alle Applikationen, die versuchen, L*a*b-Farben am Monitor darzustellen. Hier "beißt sich die Katze in den Schwanz".

Lichtspektrum  

Elektromagnetische Strahlung innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereiches wird als Licht bezeichnet. Dieser Bereich reicht vom ultravioletten bis zum infraroten Licht. Das sichtbare Lichtspektrum (visible spectrum) befindet sich zwischen UV und IR. Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung werden in Nanometer (nm) angegeben. Das sichtbare Lichtspektrum befindet sich zwischen ~380 nm (Blau) und ~780 nm (Rot). Grün liegt mit ~530 mn etwa in der Mitte des sichtbaren Spektrums. Siehe auch: Spektrale Verteilung.

Linearisierung  

Zusammengefasst unter Kalibrierung, Justierung, Linearisierung, Profilierung

Metamerie  

Jener begrüßenswerte Mechanismus unseres Farbsehens, der uns erlaubt, Mischfarben identisch wie reine Farben wahrzunehmen - also schlussendlich Farbreproduktionen durch Zusammensetzungen von Grundfarben zu erzielen, ist auch für Metamerie (metamerism) verantwortlich, die man nicht haben will. Metamere Farben sind solche, die in unterschiedlichen Beleuchtungssituationen einmal gleich und einmal unterschiedlich aussehen. Wie kommt das?

Tageslicht                                           Kamerablitz                                 Leuchtstoffröhre (warm) Das Metamerie-Testblatt ("Farbtemperatur Indikator") der Ugra unter drei unterschiedlichen Beleuchtungssituationen. Nachdem Digitalkameras das menschliche Auge so gut imitieren, lässt sich der Metamerie-Effekt auch sehr realitätsnahe fotografieren. Die drei Bilder wurden ohne Weißabgleich geschossen, dadurch sieht man neben dem Metamerie-Effekt (rechts) auch die Farbtemperaturunterschiede der Lichtquellen gut, was beim tatsächlichen Betrachten des Testblattes wegen dem automatischen Weißabgleich unseres Sehsinnes kaum bemerkbar ist.

Durch das trichromatische Prinzip unseres Sehsinnes wird die spektrale Verteilung einer Farbe nur an Hand der effektiven Maxima der drei Farbrezeptoren im Auge erfasst (siehe: Farbsehen). Diese Reizkombination kann trotz unterschiedlichen spektraler Verteilungen zweier Farben identisch ausfallen. Dadurch erst können "reine" Farben, also solche, die nur aus wenigen Wellenlängen bestehen, mit Hilfe von Mischfarben reproduziert werden. Dieser Trick funktioniert mit Lichtfarben (Selbstleuchtern) sehr zuverlässig.

So kann bei der additiven Farbmischung beispielsweise ein und der selbe Türkis-Eindruck auf zwei Arten zu Stande kommen. In einem Fall dadurch, dass tatsächlich nur "türkise Wellenlängen" das Auge erreichen (=Spektralfarbe), im andern Fall aber ebendiese Wellenlängen kaum oder gar nicht vorhanden sind, dafür aber blaue und grüne (=Mischfarbe). In beiden Fällen sieht das Auge das gleiche, weil in beiden Fällen sowohl die "Blau-Rezeptoren" als auch die "Grün-Rezeptoren" der Netzhaut in gleichem Maß gereizt werden. Einmal beide Typen durch einen einzigen Wellenlängenbereich, das andere Mal durch zwei verschiedene.

Kommen Farben aber dadurch zu Stande, dass sie reflektierte oder transzendierte Anteile auftreffenden Lichtes sind (siehe: Subtraktive Farbmischung), hängt das Ergebnis der Lichtremission oder Transmission (also das, was das Auge erreicht) von der spektralen Zusammensetzung der Beleuchtung und dem Absorptionsverhalten der Farbe ab. Beinhaltet die beleuchtende Lichtart z.B. genau jene Wellenlängen nur in geringem Maß, die von der Farbschicht reflektiert bzw. transzendiert werden, ist die resultierende Gesamtintensität gering - die Farbe ist dunkler, als sie unter einer Beleuchtung (wie z.B. Tageslicht) wäre, die alle Wellenlängen beinhaltet.

Ein beliebtes und nachvollziehbares Beispiel für Metamerie ist die Geschichte mit den Socken: Unter Glühlampenbeleuchtung sind Dunkelblau und Schwarz kaum voneinander zu unterscheiden, weil Glühlampen nur wenig blaue Lichtanteile aussenden. So kann es schon mal passieren, dass Frühaufsteher erst unter Tageslicht bemerken, dass sie zwei unterschiedliche Socken tragen.

Ein Extrembeispiel für Metamerie ist unter dem Licht einer Natriumdampflampe beobachtbar. Solche Lampen (man kennt sie aus der Straßenbeleuchtung) haben ein Lichtspektrum, das praktisch nur gelb-oranges Licht beinhaltet. Im Licht einer Natriumdampflampe gleicht ein gelbes Auto farblich einem weißen - sowohl Weiß als auch Gelb reflektieren das Licht der ND-Lampe vollständig. Gleichzeitig ist ein blaues Auto von einem schwarzen hier nicht unterscheidbar. Verkehrspolizisten finden das besonders blöd.

Metamerie ist mit Color Management (wie es bis dato funktioniert) nicht handhabbar, weil sie durch Spektralverteilungsdifferenzen entsteht. Color Management arbeitet aber vornehmlich mit Mischfarben, deren spektrale Gesamtverteilung sich nur durch Variation der Intensitäten der Grundfarben beeinflussen lässt. Die jeweiligen Grundfarben selbst sind aber unveränderliche Teile der Farbmodelle, denen sie zugehören (RGB, CMYK, etc.). Digitale Farbbehandlung an Hand permanent vorliegender Spektralverteilungs-Informationen wäre zwar denkbar, sie wäre aber um ein Vielfaches speicherhungriger und rechenintensiver. Vor allem würde sie aber in der Praxis nicht viel bringen, denn Metamerie wäre damit zwar am Monitor simulierbar, dagegen unternehmen könnte man aber trotzdem nichts. Insofern ist Metamerie im Kontext von Color Management nur relevant, wenn es um die Wahl des Umgebungslichtes des Arbeitsplatzes geht: Dieses sollte nämlich ein möglichst ausgewogenes Lichtspektrum besitzen (z.B. D50-Normlichtquelle).

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