Von Michael Brill
Die kurze Antwort lautet „Nein“. Aber so einfach ist das nicht.
Die Farbmanagementbranche verwendet eine Reihe verschiedener Systeme zur mathematischen Beschreibung von Farben, aber es gibt keinen einzigen anerkannten Standard. Es gibt auch keine Möglichkeit, ein Farbsystem in ein anderes umzuwandeln. Das bedeutet, dass der Grad der Farbabweichung, der mit einem System gemessen wurde, nicht genau mit den Messungen eines anderen Systems verglichen werden kann.
Im Laufe der Jahre wurden spezifische Systeme für bestimmte Zwecke definiert. Die Hersteller konzentrieren sich oft auf einen Systemtyp, je nach dem Hauptzweck ihrer Instrumente und den Anforderungen der Branchen, die sie verwenden. In der kommerziellen Produktion können nur Messungen mit demselben Farbraum konsistente Ergebnisse liefern.
In diesem Artikel geben wir Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Farbsysteme, um Ihnen die Orientierung zu erleichtern.
(Anmerkung des Herausgebers: Wenn Sie eine ausführlichere Erläuterung der Farbgrundlagen suchen, empfehlen wir Ihnen den Download unserer E-Book-Reihe “ Principles of Color Management„. Ausführliche Informationen zu Farbräumen, Systemen und Formeln finden Sie in Buch vier).
Was ist ein Farbraum (und eine kurze Geschichte)?
Ein Farbraum ist ein dreidimensionales Modell, das eine Reihe von Farben in einer mathematischen Beziehung zueinander beschreibt. Farben werden entlang von Achsen abgebildet, die verschiedene Aspekte der Farbe wie Farbton oder Sättigung darstellen. Die abgebildeten Aspekte variieren je nach Art des Farbraums.
CIE RGB, XYZ
Farbmanagement-Software verwendet in der Regel Varianten des 1931 von der Commission International de ľéclairage (CIE) definierten Farbraums XYZ. Der XYZ-Raum basiert auf Experimenten zur Farbzuordnung, bei denen menschliche Beobachter für jedes Lichtspektrum eine passende Mischung aus drei ausgewählten primären Lichtern finden, die in der Regel monochromatisch sind und die Wellenlängen Rot (R), Grün (G) und Blau (B) haben. R, G und B sind wie eine Palette von Lichtern, und das Rezept der Mischung hat Koordinaten, die Tristimuluswerte genannt werden. Bei jeder RGB-Palette haben einige Lichter negative Werte in ihren Tristimulus-Rezepten.
Daher hat die CIE einen Raum XYZ abgeleitet, dessen Primzahlen keine Repräsentationen von realen Lichtern sind, sondern es ermöglichen, dass jedes Rezept einer realen Lichtübereinstimmung nicht-negative Tristimuluswerte (genannt X, Y, Z) umfasst.
Was ist der CIELAB-Raum?
Der CIELAB-Raum (mit den Koordinaten L*,a*,b*) ist ein Koordinaten-Remapping des passenden Raums XYZ. CIELAB wurde 1976 definiert und soll in der Wahrnehmung einheitlich sein, d. h. der Abstand zwischen den abgebildeten Farben entspricht ihren visuellen Unterschieden.
In rechtwinkligen Koordinaten drückt CIELAB die Farben nach drei Werten aus:
- L*: Helligkeit, von Schwarz (0) bis Weiß (100)
- a*: Verhältnis von Grün (-) zu Rot (+)
- b*: Anteil von Blau (-) zu Gelb (+)
Die CIELAB-Differenz zwischen zwei Farben in diesen Koordinaten, genannt CIELAB DE, ist lediglich die euklidische Quadratwurzel der Summe der Quadrate der Koordinatendifferenzen.
Bei der Darstellung in zylindrischen Koordinaten der Helligkeit (L*), des Farbtons (h*) und der Buntheit (C*) sind die chromatischen Beziehungen relativ leicht zu erkennen, so dass die Menschen diese Koordinaten oft den rechteckigen vorziehen – auch wenn die Farbunterschiedsgleichung ein wenig komplizierter aussieht.
Was ist CIEDE2000?
CIEDE2000 ist eine Farbdifferenzgleichung und kein Farbraum. Es handelt sich um eine Berechnung, die CIELAB-Koordinaten verwendet, aber Farbunterschiede näher an das heranbringt, was das menschliche Auge tatsächlich wahrnimmt.
Eine hilfreiche Analogie: Nehmen wir an, Sie müssen zum Einkaufen fahren. Ein CIELAB DE könnte ergeben, dass das Geschäft drei Meilen entfernt ist. Aber in Wirklichkeit geht es um die Reisezeit, nicht um die Entfernung. In diesem Zusammenhang ist CIEDE2000 vergleichbar mit der Einschätzung der Fahrtzeit, wenn man nicht nur weiß, wo das Geschäft ist, sondern auch, dass man zur Hauptverkehrszeit länger braucht als erwartet.
Warum die Zahlen von CIELAB DE und CIE2000 DE nicht miteinander kompatibel sind
Das Ausmaß der Farbabweichung, das bei der Produktion als akzeptabel gilt, hängt von geschäftlichen Faktoren ab. Um diese Abweichung zu quantifizieren, müssen die Proben gemessen und mit numerischen Werten versehen werden. Die Metrik für den Unterschied/Abstand zwischen Farben bei der Verwendung von CIELAB ist ΔE (Delta E). CIEDE2000 verwendet zwar CIELAB-Koordinaten, drückt aber den Abstand zwischen zwei Farben mit einer anderen mathematischen Formel aus als die einfache euklidische Quadratsummenformel, die von CIELAB verwendet wird. Daher sind die Zahlen von CIELAB DE und CIE2000 DE nicht vergleichbar. Im Allgemeinen sind die CIE2000 DE-Zahlen kleiner als die für CIELAB.
Worauf ist beim Kauf eines Spektralphotometers zu achten?
Da die Farbdifferenznummern für CIELAB DE und CIEDE2000 nicht kompatibel sind, sollten die Produktspezifikationen für Geräte, die die beiden unterschiedlichen Systeme verwenden, nicht direkt miteinander verglichen werden. Die Unterscheidung kann schwierig sein, da beide nur DE genannt werden können. Die meisten Gerätespezifikationen verwenden CIELAB, damit die Kunden verschiedene Produkte leicht vergleichen können. Einige Unternehmen verwenden jedoch CIE2000 DE-Werte. Wenn sie zusammen in Vergleichsdiagrammen aufgeführt werden, werden die Instrumente, die CIE2000 DE verwenden, ungenau bevorzugt oder erscheinen fälschlicherweise gleichwertig.
DE hängt übrigens nicht nur von der Mathematik des Farbdifferenzmodells ab, sondern auch von der Wahl des Standardbeobachters (der sich auf die XYZ-Funktionen auswirkt) und von der Wahl der Lichtart (die die Messungen des Instruments mit einem Standardspektrum gewichtet). Wenn Sie DE-Werte vergleichen, sollten Sie sicherstellen, dass die Lichtart (normalerweise D65) und der Beobachter (normalerweise 1964) der beiden DE-Werte gleich sind. Diese Erklärung gilt sowohl für CIELAB DE als auch für CIE 2000 DE.
Nachfolgend finden Sie die Spezifikationen für Datacolor-Instrumente, einschließlich der Zahlen für die Wiederholbarkeit und die Übereinstimmung zwischen den Instrumenten – alle unter Verwendung von CIELAB DE mit Lichtart D65 und Standardbeobachter von 1964:
Um das beste Spektralphotometer für Ihre Bedürfnisse zu finden, sollten Sie darauf achten, dass alle Geräte, die Sie vergleichen, dieselbe Formel für den Farbunterschied verwenden. Wenn Sie einen Produktvergleich mit DE-Werten als Maßeinheit sehen, seien Sie vorsichtig und vergewissern Sie sich, dass die DE-Werte auf der gleichen Skala liegen. Andernfalls könnten Sie in Instrumente investieren, die in der Praxis nicht die erwartete Leistung erbringen.
Unser Datacolor-Team kann Ihnen helfen, die verschiedenen Farbräume besser zu verstehen. Und wir können Ihnen eine Lösung mit der Wiederholbarkeit und der Übereinstimmung zwischen den Geräten zeigen, die Sie sich wünschen. Nehmen Sie hier Kontakt mit uns auf.
(Dieser Blog dient zwar als Einführung, aber es gibt noch viel mehr zu bedenken. Wer sich eingehender mit dem Thema befassen möchte, dem empfehle ich einen Artikel, den ich kürzlich für Coloration Technology geschrieben habe).
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