Dietrich Zawischa

Farbwiedergabe

Auf dem Bildschirm

Ganz einfach!

Farbe auf dem Bildschirm darzustellen ist einfach. Die gängigen Browser akzeptieren die Angabe der Farbe durch drei Zahlen, die Werte von 0 bis 255 annehmen können, also durch je ein Byte darstellbar sind. Drei Bytes, am besten als Hexadezimalzahlen einzugeben, für die Helligkeit der rot, grün und blau leuchtenden Pünktchen, und schon ergibt sich die gewünschte Mischfarbe auf dem Schirm. Die Hintergrundfarbe unter dem Text, den Sie gerade lesen, habe ich durch die Angabe background-color:#333333; eingestellt, das sind dichtgepackt die drei Zahlen 51, 51, 51 in hexadezimaler Schreibweise, der Reihe nach für Rot, Grün und Blau. Die Überschrift hat ihre Farbe durch "color:#dd2244;" erhalten. Es ist in der Tat sehr einfach.

Doch nicht so einfach?

Schwieriger wird es, wenn man an genauer Farbwiedergabe interessiert ist, oder auch, wenn man genau wissen will – im Sinne von geräteunabhängigen Kennzahlen – welche Farbe sich bei einer bestimmten Wahl der drei Bytes ergibt. Zum Beispiel Grün, eingestellt durch 0, 255, 0. Im folgenden Bildchen sind zwei Sätze von Leuchtsubstanzen in die Normfarbtafel eingetragen (siehe z.B. Phosphors for cathode ray tubes).

Bild 1: Zwei Sätze von Leuchtsubstanzen für Kathodenstrahlröhren. Es können ja nur die Farben wiedergegeben werden, die innerhalb des von den Primärfarben aufgespannten Dreiecks liegen, während der gesamte Farbraum die schuhsohlenförmige Fläche ausfüllt.

Für Grün könnte Zn₂SiO₄:Mn mit der Farbart x=0.208, y=0.704 verwendet werden, oder aber ZnS:Cu,Au,Al mit x=0.310, y=0.595. Bei manchen Monitoren ist der Weißpunkt auf eine Farbtemperatur von 9300 Kelvin eingestellt, bei vielen anderen auf 6500 Kelvin; über die Farbvalenzen der verwendeten Phosphore geben die Datenblätter nur selten Auskunft.
Das kleinere, grau unterlegte Dreieck in obigem Diagramm (Bild 1), der SMPTE-C Primärvalenzen-Satz der Phosphore (SMPTE: Society of Motion Picture and Television Engineers), ist heute de facto Standard für Fernsehbildschirme (Kathodenstrahlröhren) in Amerika – die EBU (Union der europäischen Rundfunkanstalten) hat sich auf etwas andere Kennzahlen festgelegt, die dem PAL- und dem SECAM-Farbfernsehen zugrunde liegen.

SMPTE-C

EBU (PAL, SECAM)

	Rot	Grün	Blau
x	0.63	0.31	0.155
y	0.34	0.595	0.07

	Rot	Grün	Blau
x	0.64	0.29	0.15
y	0.33	0.60	0.06

Der Weißpunkt ist in beiden Fällen auf D65 gelegt, mit
x_w=0.312713, y_w=0.329016.

Es sind nicht allein die Farbkoordinaten, die für die Auswahl der Phosphore entscheidend sind: Lichtausbeute, Nachleuchtdauer und Stabilität sind weitere wichtige Kriterien.
Es existiert eine Vielfalt von Leuchtsubstanzen für Kathodenstrahlröhren; die flachen TFT-Schirme erzeugen die Farben durch Farbfilter.
Es ist also festzuhalten: die durch drei Zahlenwerte für die Helligkeit von Rot, Grün und Blau festgelegte Farbe ist geräteabhängig.

Farbprofile und Paletten

Will man erreichen, dass Bilder von verschiedenen Geräten (im Rahmen des Möglichen) gleich wiedergegeben werden, so muss man von den gerätespezifischen Farbangaben auf geräteunabhängige Maßzahlen für die Farbe übergehen. Die Grundlage dafür bietet der CIE-XYZ Farbraum, der in dem Abschnitt über Farbmetrik ausführlich behandelt wurde, oder daraus abgeleitete Farbräume. Die Umrechnungsvorschrift oder die Umrechnungstabellen zwischen geräteabhängigen und -unabhängigen Maßzahlen stellen das Farbprofil eines Gerätes dar.

Da die Farbinformation vor der Darstellung auf dem Schirm umcodiert werden kann, wurde für die Vereinheitlichung der Farbdarstellung im Internet ein Standard-Farbraum sRGB vorgeschlagen, der heute weitestgehend akzeptiert ist. Unabhängig von den tatsächlich verwendeten Phosphoren bieten moderne Geräte die Möglichkeit, den sRGB-Farbraum als Standard zu wählen. Da außerdem die Unterschiede zwischen der sRGB-Empfehlung und den SMPTE-C und EBU Farbräumen sehr gering sind, empfiehlt es sich, bei der Herstellung von Bildern für das Internet und auch in den meisten anderen Fällen, den sRGB-Farbraum vorauszusetzen.
Moderne Scanner und Tintenstrahldrucker (insbesondere Fotodrucker) haben standardmäßig das sRGB-Farbprofil als Ausgabe- bzw. Eingabe-Farbprofil voreingestellt, bieten aber auch die Möglichkeit, andere Profile zu verwenden. Darauf werden wir später noch genauer eingehen.

Ist es Ihnen schon einmal unangenehm aufgefallen, dass Ihr Fernseher nicht alle Farben wiedergeben kann?

Vor allem für hochwertige Farbdrucke wurde von der Firma Adobe der Adobe-RGB(1998)-Farbraum entworfen. Die Palette (gamut) des Vierfarbendruckes ragt nämlich im blaugrünen Bereich aus dem sRGB-Dreieck heraus, siehe Bild 2. Auch wenn der Adobe-RGB Farbraum auf dem Bildschirm nicht korrekt wiedergegeben werden kann, so kann es doch sinnvoll sein, bei der Berechnung von Farben eines Bildes, das auf einem guten Drucker ausgegeben werden soll, diesen Farbraum zugrunde zu legen (und die Druckerparameter entsprechend zu wählen).

sRGB

Adobe RGB (1998)

	Rot	Grün	Blau
x	0.64	0.30	0.15
y	0.33	0.60	0.06

	Rot	Grün	Blau
x	0.64	0.21	0.15
y	0.33	0.71	0.06

Weißpunkt für beide ist D65 (wie oben).

Glücklicherweise ist es nur selten nötig, die Farbe auf dem Bildschirm ganz genau festzulegen. Das Auge passt sich an die mittlere Farbstimmung an, und wir empfinden objektiv vorhandene Unterschiede in der Farbwiedergabe kaum als störend. Wenn man aber z.B Fotos für den Druck nachbearbeiten will und erwartet, dass eine Korrektur, die sich auf dem Bildschirm positiv auswirkt, auch die Druckausgabe gleichermaßen verbessert, dann spielt die Genauigkeit der Farbwiedergabe auf dem Monitor schon eine Rolle.

Durch die (additive!) Mischung der Primärfarben lassen sich nur Farben erzielen, die in der Normfarbtafel innerhalb des Dreiecks liegen, dessen Eckpunkte die Farbkoordinaten der Primärvalenzen sind.

Bild 2: Das CIE-x-y-Diagramm mit Spektralfarbenzug, Purpurgerade und einem Vergleich verschiedener Farbbereiche: sRGB (bunt), Adobe-RGB (1998) (grau ausgezogenes Dreieck) und der im Vierfarbendruck mit Druckfarben nach DIN 16539 mögliche Bereich (weiß umrandet).

Es sieht fast so aus, als ob durch sRGB Primärvalenzen die meisten Farben nicht reproduziert werden könnten. Aber die Abstände in der Farbtafel entsprechen nicht den empfundenen Farbunterschieden. Es fehlen stark gesättigte Purpur-, Blaugrün- und Grüntöne, die sind aber ohnehin nur sehr selten zu beobachten.

Helligkeits- und Farbabstufungen: die Gamma-Korrektur

Wenn man nur eine begrenzte Anzahl von Helligkeitsstufen zur Verfügung hat, ist es zweckmäßig, die Abstufungen möglichst gleichmäßig zu wählen. Gleichmäßig in bezug auf die Empfindung, man betrachtet ein Fernsehbild ja nicht mit geeichten Messgeräten.

In der Kathodenstrahlröhre wird die Stärke des Elektronen-Strahlstromes durch die Gitterspannung geregelt. Die Helligkeit Y ist dem Strahlstrom proportional, aber es zeigt sich, dass der Strom nichtlinear von der Gitterspannung abhängt und zwar ungefähr nach einem Potenzgesetz:

I/I₀=(V/V₀)^γ

Der Exponent, das berüchtigte γ (Gamma), liegt im Bereich von ungefähr 2 bis 3. Die Erfahrung hat gezeigt, dass ein γ von 2.2 bei einer gleichmäßigen Zunahme der Gitterspannung eine Zunahme der Helligkeit bewirkt, die (bei nicht zu heller Beleuchtung im Raum) als gleichmäßig empfunden wird.

Bezeichnen wir mit L die empfindungsmäßige, mit Y die farbmetrische Helligkeit. Beide sollen für "Weiß" den Wert 1, für "Schwarz" den Wert 0 haben, und nach den vorausgegangenen Überlegungen gilt

Y = L^γ.(1)

Sind die Eigenschaften der Kathodenstrahlröhre in den Anfangszeiten von Fernsehen und Video unseren Bedürfnissen entgegengekommen, so überlässt man heute die notwendige "Gamma-Korrektur" nicht mehr den apparativen Gegebenheiten, sondern Umrechnungsformeln oder eingebaute "Umrechnungstabellen" (englisch: Look-Up-Tables, LUT) sorgen dafür, dass diese wie gewünscht und mit dem richtigen γ geschieht. Aber welcher Wert von γ optimal ist, hängt von Umgebungsbedingungen ab, insbesondere von der allgemeinen Helligkeit im Raum, an die sich das Auge anpasst. Je heller die Umgebung ist, desto kleiner ist das Gamma, das als optimal empfunden wird. Gedruckte Bilder werden üblicherweise bei größerer Helligkeit betrachtet als Fernsehbilder, daher wird dort für die Abstufung der Druckfarben ein Gamma von ca. 1.6 gewählt.

Aus technischen Gründen nimmt man für ganz geringe Helligkeit (wieder vereinfachend) einen linearen Zusammenhang zwischen L und Y an und modifiziert die obige Formel etwas. Sie lautet dann

Y = [(L + a)/(1 + a)]^γ,(2)

wobei a eine (verglichen mit 1) kleine, positive Konstante ist. Für L = 0 ergibt sich hieraus ein kleiner positiver Wert für Y; dies wird korrigiert, indem für ganz geringe Helligkeiten

Y = kL(3)

angesetzt wird. (Die Konstante k wird so gewählt, dass diese Gerade eine Tangente an die Kurve ist.) Für uns ist hiervon nur wichtig, dass Y(L=0) = 0 ist. Die Umkehrformel

L = (1+a)Y^(1/γ) – a (4)

gilt wieder nur für nicht zu kleine Werte von Y.

Ja, aber welche Werte von γ und a werden denn nun verwendet? In dem sRGB-Vorschlag (M. Stokes, M. Anderson, S. Chandrasekhar, R. Motta 1996) für die Farbdarstellung im Internet wird γ = 2.4, a=0.055 empfohlen, dies entspreche einem effektiven γ von 2.2; auch im Adobe-RGB Raum ist γ=2.2 (annähernd).
Man findet im Internet Testbilder, mit deren Hilfe man das Gamma seines Monitors bestimmen kann; ich habe diese Idee aufgegriffen und selbst ein entsprechendes Bildchen hergestellt. Wie zu erwarten, werden die Parameter von den Reglern von Helligkeit und Kontrast beeinflusst.
Man muss das Bild aus so großer Entfernung betrachten, dass man die Streifen des linken Feldes nicht mehr wahrnimmt. Neben dem grauen Feld, das die gleiche Helligkeit wie der linke Streifen hat, kann man den Wert von γ ablesen. Für die folgenden Demonstrationen wurde γ=2.2 vorausgesetzt; Sie sollten das γ ihres Monitors kennen.

Bild 3: Gamma-Testbild

Farbdarstellung

Rot-Grün-Blau-Maßzahlen

Unabhängig davon, wie z.B. beim Fernsehen das Farbsignal für die Übertragung verschlüsselt wird, sind letzten Endes bei der Erzeugung eines Bildpunktes auf dem Schirm die Intensitäten der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau maßgeblich. Entsprechendes gilt, wenn uns ein Grafikprogramm oder die Programmiersprache PostScript verschiedene Möglichkeiten bietet, Farbe auszuwählen: in allen Fällen sind es die Rot-Grün-Blau-Maßzahlen, durch die der Elektronenstrahl gesteuert wird.
In bestimmten Intensitäten gemischt, ergeben die drei Primärfarben "Weiß". Dieses Weiß lässt sich durch die entsprechenden "Schräubchen" und Drehknöpfe noch feinjustieren; wenn das geschehen ist, dann sind dadurch die drei Maximalwerte der Helligkeiten festgelegt, die jeweils durch die Zahl 255 gekennzeichnet werden (bzw. hexadezimal #ff). Die Abstufung der drei Farben muss genau gleich erfolgen, damit sich bei drei gleichen Maßzahlen Grau ergibt, mit anderen Worten: die oben besprochene Gamma-Korrektur gilt für jede der drei Farben gleichermaßen.
Ich möchte im folgenden die Maximalhelligkeiten auf 1 normieren, so wie das auch in PostScript gehandhabt wird.
Die durch die drei Bytes (in Einheiten von 1/255) verschlüsselten Farbmaßzahlen sollen R', G', B' genannt werden. R, G, B seien die entsprechenden farbmetrischen Maßzahlen, und es gilt

R = [(R' + a)/(1 + a)]^γ,
G = [(G' + a)/(1 + a)]^γ,(5)
B = [(B' + a)/(1 + a)]^γ,
mit den oben eingeführten Konstanten γ und a.

Für die additive Farbmischung gelten nur dann die einfachen Rechenregeln, wie sie im Abschnitt "Farbmetrik" beschrieben wurden, wenn die farbmetrischen Maßzahlen zugrunde gelegt werden, wegen der Nichtlinearität der Gamma-Korrektur gelten sie nicht für die hier verwendeten "korrigierten" (d.h. an die Empfindung angepassten) Größen R', G', B'.
Kennt man die Farbkoordinaten der Primärfarben, so kann man aus R, G, B schließlich die Maßzahlen X, Y, Z und alle daraus abgeleiteten bestimmen, und umgekehrt aus den Maßzahlen X, Y, Z auch R, G, B sowie R', G', B' gewinnen. Somit hat man die Möglichkeit, zumindest auf dem Bildschirm eine sehr genaue Farbdarstellung zu erreichen. Zur Illustration finden Sie hier das zur Erzeugung der folgenden Grafik (Bild 4) benutzte Quellprogramm.

Bild 4: Das CIE-xy-Diagramm (genauer: 1931-CIE-Diagramm für den 2-Grad-Beobachter) als – zugegebenermaßen nicht sehr originelles – Beispiel für die Berechnung von Bildschirmfarben. Vorausgesetzt wurde der sRGB-Farbraum.
Sie können im Internet zahlreiche Abbildungen dieses Diagramms finden. Viele (Beispiel Wikipedia) stimmen gut mit diesem Bild überein, viele andere zeigen deutliche Abweichungen, wohl aufgrund von Programmierfehlern. Das ist mit ein Grund, warum das Quellprogramm hier gezeigt wird.

Farbton, Sättigung, Helligkeit – HSB und HSL

– auf englisch Hue, Saturation und Brightness bzw. Lightness sind alternative Parametrisierungen des R'G'B'-Farbraumes, Zylinderkoordinaten ausgehend von der Anordnung der Farben im Kreis. Dies wird HIER etwas ausführlicher behandelt (mit den Bildern 5 bis 11 und den Gleichungen 6 bis 9), ist aber für das folgende nicht wichtig.

Im Druck

Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz

Bei der Wiedergabe im Druck (auf weißem Papier) wird die Intensität des remittierten "roten" Lichtes durch den blaugrünen Farbstoff Cyan reduziert, die gelbe Druckfarbe steuert die Intensität von Blau, Grün wird entsprechend durch Purpur (Magenta) geregelt. Werden alle drei Farben satt übereinandergedruckt, so erhält man kein optimal sattes Schwarz. Um die Brillanz zu erhöhen, wird daher Schwarz als vierte Druckfarbe eingesetzt. Auf dem Bildschirm ist diese vierte Farbe überflüssig, man kann, wenn man das CMYK-Farbschema (Cyan-Magenta-Yellow-blacK) verwenden will, den K-Wert einfach immer Null setzen. Für die Darstellung auf dem Bildschirm ist auch die Umrechnung von R', G', B' nach C, M, Y ganz einfach: es ist

C = 1 – R',
M = 1 – G', (11)
Y = 1 – B'.

Aber die durch Druckfarben reproduzierbare Palette stimmt nicht mit der des Bildschirms überein, die Druckfarben weichen von den Idealvorstellungen außerdem beträchtlich ab, technische Gegebenheiten sind zu berücksichtigen (z.B. der Punktzuwachs beim Druckvorgang und, wieder einmal, die Gamma-Korrektur), so dass dann die Umrechnung, die zu befriedigenden Druck-Ergebnissen führt, doch komplizierter aussieht.
Drei- und Vierfarbendruck, der vor nicht allzulanger Zeit nur industriell möglich möglich war, ist durch die digitale Bildverarbeitung revolutioniert worden. Digitalkameras, Scanner, Fotodrucker und Bildbearbeitung mittels Computer sind heute für jeden zugänglich.

Bild 12: eine im Dreifarbendruck hellgrau bedruckte Fläche unter dem Mikroskop.

Für den Fall des Fernseh- oder Computerbildschirms kann das Farbprofil, also der Zusammenhang zwischen der darzustellenden Farbe, gekennzeichnet durch die trichromatischen Maßzahlen X, Y, Z (oder daraus abgeleitete) und den dazu benötigten Eingabeparametern R', G', B' durch einfache Formeln erfasst werden. Die entsprechende Aufgabe für den Vierfarbendruck ist nicht so leicht zu lösen.

In dem obigen vergrößerten Bild einer hellgrauen Fläche sind acht verschiedene Farben zu sehen: das Weiß des Papiers, dann die drei Druckfarben Cyan (C), Purpur (M) und Gelb (Y); wo zwei dieser drei Farben übereinandergedruckt sind ergeben sich die Farben Rot, Grün und Blau, und wo alle drei Druckfarben übereinandergedruckt wurden, Dunkelgrau oder "Schwarz". Der resultierende Gesamtfarbeindruck ergibt sich, wenn die Rasterpunkte nicht mehr getrennt gesehen werden, aus der Mischung dieser Farben durch Mittelung.
Nehmen wir als Ausgangspunkt die oben in Gleichung (11) gegebenen Umrechnungsformeln.

C = 1 – R',
M = 1 – G',
Y = 1 – B'.

Die Zahlen C, M, und Y können Werte zwischen 0 und 1 annehmen und geben den Flächenanteil der entsprechenden Druckfarben an, C=0.4 bedeutet also, dass die Druckfarbe Cyan 40% der Fläche bedeckt und 60% frei lässt, und entsprechend für die anderen Farben. Genau genommen müsste, um gleichmäßige Abstufungen zu erzielen, auch noch eine Gamma-Korrektur durchgeführt werden. Aber, wie man aus Bild 2 entnehmen kann, unterscheiden sich insbesondere die Farbkoordinaten des durch Übereinanderdrucken von Gelb und Cyan erzeugten Grüns erheblich von denen des Bildschirm-Grüns, und auch die prozentuale Helligkeit ist sehr verschieden. Daher wären die aus R',G',B' errechneten C,M,Y-Werte ohnehin nur grobe Richtwerte und praktisch nicht zu gebrauchen.
Statt die Farbwerte umzurechnen geht man einen anderen Weg: Es wird ein Testbild gedruckt und unter standardisierten Bedingungen vermessen. Daraus wird für den Drucker das Farbprofil ermittelt, das ist in diesem Fall eine Tabelle, die angibt, wie die Eingabe-Farbkoordinaten umzurechnen sind, um den Drucker anzusteuern. Auf diese Weise können auch die Eigenschaften des zu bedruckenden Papiers berücksichtigt werden, und den Druckern werden für jede gängige Papiersorte die passenden Farbprofile mitgegeben.
Innerhalb der mit den verwendeten Druckfarben erzielbaren Palette lässt sich auf diese Weise – standardisierte Beobachtungsbedingungen vorausgesetzt – exakte Farbtreue erzielen. Was aber geschieht mit den Farben, die nicht exakt wiedergegeben werden können?
Dies wird, einem Vorschlag des ICC (International Color Consortium) folgend, durch die Wahl der Wiedergabe-Absicht (rendering intent) (siehe die Spezifikationen) geregelt, und zwar werden vier Möglichkeiten bereitgestellt:

Wahrnehmung (Photorealistisch): Farben außerhalb der Palette des Ausgabegeräts werden zur Anpassung an den Farbbereich des Geräts komprimiert. Dabei werden auch die innerhalb der Palette liegenden Farben verschoben.
Relativ colorimetrisch: Farben außerhalb der Palette des Ausgabegeräts werden auf den Rand der Palette projiziert. Als Weißpunkt wird die Farbe des unbedruckten Papiers vorausgesetzt.
Sättigung: Diese Art ist für grafische Abbildungen geeignet, bei denen lebendige Farben wichtiger als eine genaue Farbentsprechung sind. Farben außerhalb der Palette des Ausgabegeräts werden auf den Rand der Palette projiziert. Farben innerhalb der Palette des Ausgabegeräts werden dem Rand angenähert. Durch diese Wiedergabeart können die Farben von Fotografien verstärkt werden.
Absolut colorimetrisch: Diese Wiedergabeart ist der Art Relativ colorimetrisch ähnlich, aber als Weißpunkt ist die Beleuchtung D50 gewählt. Dies ist für Farbmessungen zur Erstellung von Farbprofilen geeignet.

Farbmanagement

Auf die im Treiber enthaltenen Ausgabe-Druckerprofile (von Tintenstrahl- oder Laserdruckern) hat der Benutzer Zugriff, indem er die Papiersorte einstellen, die Wiedergabeabsicht wählen und eventuell einen Farbstich korrigieren kann. Das Eingabeprofil wird entweder automatisch vom Betriebssystem oder manuell über das Einstellungs-Menü gewählt.

Digitalkameras der oberen Klasse und Scanner bieten die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Ausgabeprofilen zu wählen. Je nach Verwendungszweck des Bildes kann es durchaus sinnvoll sein, zwischen verschiedenen Profilen zu wechseln.

Die Farbmessung, die für jedes Pixel durch die Digitalkamera oder den Scanner erfolgt, kann im Prinzip für alle möglichen Farben exakt die richtigen Farbkoordinaten X, Y, Z liefern, wenn die drei Empfindlichkeitskurven der Sensoren Linearkombinationen der Farbreizfunktionen x‾ (λ), y‾ (λ),z‾ (λ)sind. Wichtig ist, dass sich die Empfindlichkeitskurven bereichsweise überlappen, so dass sich für jede Spektralfarbe ein anderes Wertetripel ergibt. Dann wird der volle sichtbare Farbraum erfasst.

Betrachten wir als konkretes Beispiel einen Scanner. Man findet im Konfigurationsmenü typischerweise zwei Farbprofile: eines für den Eingang (die Quelle), nämlich den Scanner selbst, und eines für die Ausgabe (das Ziel). Das Quellprofil ist durch die Eigenschaften des Gerätes bestimmt und enthält alle Daten, die zur Umrechnung der vom Gerät ermittelten Rot-, Grün- und Blauwerte eines Pixels in die geräteunabhängigen Maßzahlen X, Y, Z oder L*,a*,b* gebraucht werden. Durch das Ausgabeprofil kann die weitere Verwendung des Bildes schon berücksichtigt werden. Voreingestellt ist heute (2010) sRGB; die vom Scanner gelieferte Bilddatei kann ohne Umrechnung auf dem Computer- oder Fernsehbildschirm gezeigt werden.
Wenn das Ziel jedoch ein Ausdruck auf Papier ist und die Vorlage darüberhinaus intensive Grün- und Blaugrün-Töne enthält, dann ist die Wahl des Adobe-RGB(1998)-Profils zu empfehlen, das dann aber auch am Drucker als Eingabeprofil eingestellt werden muss.
Der technische Fortschritt bringt es mit sich, dass Bildschirme mit deutlich größerer Farbpalette als sRGB auf den Markt kommen und immer häufiger werden. Um deren Fähigkeiten auszunutzen, wird man sich in den Bildern auch nicht mehr auf die sRGB-Palette beschränken wollen. Das Nebeneinander von Bildern, die in verschiedenen Farbräumen definiert sind, ist dann kaum zu vermeiden. Um Farbtreue bei der Wiedergabe zu erreichen, wird notwendig, was heute auch schon zu empfehlen ist, nämlich jedem Bild sein erforderliches Farbprofil mitzugeben, und die Software, Browser und Druckertreiber insbesondere, so zu programmieren, dass die eingebetteten Farbprofile berücksichtigt werden.

Wenn bei den folgenden drei Bildern das mittlere mit dem linken übereinstimmt, dann respektiert der Browser, den Sie gerade benutzen, das eingebettete Farbprofil; wenn das mittlere mit dem rechten übereinstimmt, dann tut er das nicht:


Bild 13: sRGB	Bild 14: wideGamut mit eingebettetem Profil	Bild 15: wideGamut ohne eingebettetes Profil

Die Dinge sind im Fluss. Die Mehrzahl der heute (April 2010) aktuellen Browser ignoriert eingebettete Farbprofile noch. Bei Bildbetrachtungsprogrammen sollte man einstellen können – an der richtigen Stelle im Einstellungsmenü ein Häkchen setzen – ob und wie das Farbmanagement erfolgen soll. Wieweit moderne Scanner den Bilddateien schon die Farbprofile mitgeben, weiß ich nicht; mein schon etwas älterer tut es nicht.

Der Aufbau eines Farbprofils ist in den vom ICC herausgegebenen Spezifikationen genau beschrieben, so wie auch die Art, wie Farbprofile in JPEG-Bilder eingebunden werden. Das ist einigermaßen umständlich, aber dankenswerterweise findet man im Internet Programme, die einem die Mühe abnehmen – ich habe ExifTool von Phil Harvey (Beschreibung und Download) benutzt, um die obigen Testbilder zu erzeugen. Die benötigten Farbprofile findet man ebenfalls im Internet (zum Beispiel hier oder hier), wenn man sie nicht schon auf seinem Rechner hat.

Ich habe in einigen Beispielprogrammen, wo es auf exakte Farbwiedergabe ankommt, die Umrechnung von den CIE XYZ-Koordinaten in die geräteabhängigen R', G', B' Koordinaten explizit durchgeführt, diese Umrechnung könnte man – seit Level 2 – PostScript überlassen, denn es kennt auch geräteunabhängige Farbräume. Nach Wahl des entsprechenden Farbraumes kann die Farbe durch die geräteunabhängigen Maßzahlen X, Y und Z angegeben werden.
Ein Grund, weshalb ich diesen Weg nicht beschritten habe, ist der folgende: Es kommt nicht allzu selten vor, dass eine errechnete Farbe außerhalb des Farbraumes des Wiedergabegerätes liegt, dass also einer (oder mehrere) der Werte von R, G, B größer als 1 oder kleiner als 0 wird (ein Beispiel: die Seifenlamelle). Diese Werte werden von PostScript durch 1 bzw. 0 ersetzt, ohne dass es eine Fehlermeldung gibt. Will man die Kontrolle behalten und für diese Fälle spezielle Vorkehrungen treffen (z.B. die Helligkeit vermindern), so muss man R, G und B berechnen und die Grenzüberschreitungen abfragen; den Werten von X, Y, Z sieht man es nicht an, ob ein Punkt außerhalb des darstellbaren Farbraumes liegt.

Ein Beispiel: Das Ergebnis der Berechnung der Farben einer Seifenlamelle unter Voraussetzung des sRGB-Farbraumes sieht auf dem Bildschirm recht gut aus –

Bild 16

die gedruckte Ausgabe auf einem Fotodrucker ist nicht befriedigend. Wird der Berechnung der Adobe-RGB-(1998)-Farbraum zugrunde gelegt, dann ist die Wiedergabequalität im Druck gut (bei entsprechend eingestellten Druckerparametern), und satteres Blau und Blaugrün wird sichtbar. Das nebenstehende Bild 16 zeigt den geometrischen Ort der Farben im CIE-xy-Diagramm mit eingefärbter sRGB- und als Dreieck eingezeichneter Adobe-RGB-Farbpalette.
Die Rechnung wird hier in allen Details vorgeführt.

Bild 17

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