Was ist Metamerie?

Metamerie verstehen: Die subtilen Nuancen der Farbanpassung

Metamerie ist ein faszinierendes und wichtiges Konzept, wenn Sie mit Farben arbeiten.
Seine Auswirkungen durchdringen verschiedene Aspekte der Rezeptur und Produktion von Farben und machen es zu einem wichtigen Faktor in Branchen, in denen eine präzise Farbabstimmung unerlässlich ist.
Diejenigen, die mit der Farbwissenschaft vertraut sind, haben dieses Phänomen vielleicht schon kennengelernt, aber seine Nuancen und Auswirkungen auf die Farbqualität von Produkten verdienen eine genauere Untersuchung.

„Die Kontrolle der Metamerie spielt eine große Rolle bei der Gewährleistung der Produktqualität“, sagt Monica Paul, ein Veteran in der Textil- und Bekleidungsindustrie und derzeitiger Inside Sales Representative bei Datacolor.
„Ein wahrer Maßstab für exzellentes Farbmanagement ist die Aufrechterhaltung der Konsistenz, und ein Teil davon ist die Beherrschung der Metamerie.
Das ist der Schlüssel zur Lieferung von Produkten, die den höchsten Anforderungen an die Farbgenauigkeit genügen.“

Was ist Metamerie?

Metamerie ist das Phänomen, bei dem zwei Objekte unter einer Beleuchtungsbedingung farblich übereinstimmen, unter einer anderen aber aufgrund von Unterschieden in der spektralen Reflexion anders aussehen.
Einfach ausgedrückt, sehen metamere Objekte unter einer Lichtquelle identisch aus, offenbaren aber unter einer anderen ihre wahren Farbunterschiede.
Dies geschieht, obwohl die Objekte unterschiedliche spektrale Reflexionsfaktoren haben, d.h. ihre Spektralkurven – die Graphen, die zeigen, wie sie das Licht über das Spektrum reflektieren – unterscheiden sich.

Beispiel 1

Metamerie wird immer im Rahmen der des CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) kolorimetrischen Systems betrachtet.
Dieses System basiert auf einem „Farbtripel“, das Folgendes umfasst:

• Eine Lichtquelle: Das Leuchtmittel, das auf das Objekt strahlt.
• Ein Objekt: Der Gegenstand, der das Licht für den Beobachter reflektiert.
• Ein Beobachter: Die Person, die das reflektierte Licht wahrnimmt.

Die Interaktion zwischen diesen Komponenten definiert die Farbempfindung, die ein Betrachter erfährt, die mathematisch durch die CIE Tristimuluswerte dargestellt werden kann.
Diese Werte werden anhand der Daten von Standardlichtquellen (wie D65, A, F2), der spektrophotometrischen Messung des Objekts und der Standardbeobachterdaten (1931 2° oder 1964 10°) berechnet.

Unterschied zwischen Metamerie und Farbkonstanz

Während Metamerie ein relatives Konzept ist, das sich auf den Vergleich zweier farbiger Objekte bezieht, bezieht sich Farbkonstanz auf ein einzelnes farbiges Objekt und die Fähigkeit des menschlichen Auges, die Farbe trotz wechselnder Beleuchtung konsistent wahrzunehmen und zu identifizieren.
Dieses Phänomen ermöglicht es uns, eine Farbe – wie z.B. einen roten Apfel – als denselben Farbton zu erkennen, unabhängig davon, ob wir sie bei natürlichem Tageslicht oder im gedämpften Licht eines Raumes sehen.

Farbkonstanz ist die Art und Weise, wie das Gehirn unsere Wahrnehmung der Farbe eines Objekts stabilisiert und unterschiedliche Lichtquellen ausgleicht.
Im Gegensatz dazu tritt Metamerie auf, wenn sich die Farbe eines Objekts aufgrund von Veränderungen in der äußeren Beleuchtung zwischen verschiedenen Umgebungen zu verändern scheint.
Die Kenntnis des Unterschieds zwischen diesen Phänomenen und die Verwendung der richtigen Terminologie bei der Bewertung oder Beschreibung der Farbqualität ist der Schlüssel zu einer guten Kommunikation in bestimmten Szenarien.

Metamerie in der Praxis

Metamerie ist vor allem bei realen Anwendungen von Bedeutung, bei denen die Farbkonsistenz von großer Bedeutung ist, z. B. bei Farben und Lacken, Kosmetika, Kunststoffwaren und Textilien.

„Acrylgarne neigen aufgrund ihrer synthetischen Beschaffenheit zu einer Metamerie, die in der Regel bei D65 rot aufflackert“, sagt Paul, „daher werden sie nur unter der primären Lichtquelle bewertet. Ein Beispiel: Ein Acrylpullover, der mit einer passenden Hose und/oder einem Oberteil kombiniert werden soll, kann nur unter dieser Lichtquelle gut aussehen.“

Es gibt zwei Haupttypen von Metamerie, die Farbprofis begegnen:

1. Beleuchtungsstärken-Metamerie: Dies tritt auf, wenn zwei Objekte unter einer Lichtquelle übereinstimmen, aber nicht unter einer anderen, wie in Beispiel 1 oben.
   Das ist ein häufiges Problem, wenn Produkte unter bestimmten Produktionslichtbedingungen aufeinander abgestimmt sind, aber unter den Lichtbedingungen, unter denen sie verkauft oder verwendet werden, anders aussehen.

2. Beobachter-Metamerie: Diese Art von Metamerie tritt auf, wenn zwei Objekte für einen Beobachter übereinstimmen, für einen anderen jedoch nicht.
   Dies kann passieren, wenn unterschiedliche Standardbeobachter (CIE 2° oder 10°) verwendet werden oder wenn Personen unterschiedliche Farbempfindlichkeitsfunktionen haben, was zu Diskrepanzen bei der visuellen Beurteilung führt.
   • Geometrische Metamerie: Dies ist eine Art von Beobachter-Metamerie, die auftritt, wenn der Beobachter eine Farbprobe aus verschiedenen Winkeln betrachtet.
     Dies ist häufig ein Problem bei metallischen oder perlmuttartigen Materialien oder Materialien wie Teppichen und einigen Stoffen.

Testen auf Metamerie

Das Testen auf Metamerie ist ein wichtiger Schritt, um die Farbgenauigkeit und Konsistenz von Produkten zu gewährleisten.
Es gibt zwei Hauptmethoden:

1. Visuelle Prüfung: Dabei werden die Objekte unter verschiedenen Lichtquellen in einer kontrollierten Umgebung (z. B. einer Lichtkabine) betrachtet.
   Wenn die Objekte unter der primären Lichtquelle übereinstimmen, aber nicht unter anderen, dann sind die Objekte metamerisch.
   Die Wiederholung des Tests unter einer dritten Lichtquelle kann die Metamerie bestätigen.
2. Instrumentelle Tests: Mit einem Spektralphotometer werden die Objekte unter verschiedenen Beleuchtungs-/Beobachterkombinationen gemessen und verglichen.
   Die Spektralkurven werden analysiert, und wenn sie sich mindestens dreimal kreuzen, werden die Objekte als metamerisch bestätigt.
   Weitere Berechnungen der Farbunterschiede (ΔE) unter verschiedenen Bedingungen helfen, den Grad der Metamerie zu quantifizieren.

Paul stellt fest, dass zwar beide Methoden in der Praxis verwendet werden, dass aber „die visuelle Beurteilung in der Regel den Ausschlag gibt“.

Metamerie quantifizieren

Selbst wenn Metamerie unvermeidlich ist, kann die Bewertung ihres Ausmaßes ein Schlüsselfaktor für das Erreichen akzeptabler Farbübereinstimmungen sein.
Verschiedene Indizes werden verwendet, um den Grad der Metamerie von Leuchtmitteln zu messen:

• CIE Spezieller Metamerie-Index: Misst den Farbunterschied (ΔE) unter einer Testlichtart, wobei eine Übereinstimmung unter der primären Lichtart angenommen wird.
• DIN 6172 Metamerie-Index: Passt die ΔE für eine exakte Übereinstimmung unter der primären Lichtart an.
• Nimeroff-Index der Metamerie: Berechnet die Differenz zwischen Spektralkurven und bietet ein Maß für die Differenz, ohne die Daten zu gewichten.
• Gewichteter Nimeroff-Index: Ähnlich wie der Nimeroff-Index, aber mit einer Gewichtung, die auf den CIE-Farbanpassungsfunktionen basiert.
• Root Mean Square (RMS): Berechnet die Quadratwurzel aus der Summe der quadrierten Farbunterschiede (ΔE) über verschiedene Beleuchtungs-/Beobachterkombinationen hinweg und gibt so einen Hinweis darauf, wie gut die Objekte unter verschiedenen Bedingungen übereinstimmen werden.

Datacolor Software, die Metamerie kontrollieren kann

Tools: Diese Software ist eine leistungsstarke Anwendung zur Kontrolle der Farbqualität, mit der Sie Metamerie quantifizieren können, indem Sie einen Metamerie-Index berechnen (neben vielen anderen Funktionen zur Qualitätskontrolle).
Durch die Bereitstellung detaillierter Daten zu Farbunterschieden und Metamerie hilft Datacolor Tools den Anwendern, potenzielle metamere Paare frühzeitig im Produktionsprozess zu erkennen.
Darüber hinaus bietet es Einblicke in das Erscheinungsbild von Farben unter verschiedenen Lichtquellen und ermöglicht so fundiertere Entscheidungen zur Reduzierung von Metamerie, bevor diese in die Produktion geht.

Match Textile: Diese speziell für die Textilindustrie entwickelte Software hilft bei der Formulierung von Farbstoffrezepturen, die nicht nur unter bestimmten Lichtverhältnissen der Zielfarbe entsprechen, sondern auch das Risiko der Metamerie minimieren.
Die firmeneigenen Algorithmen der Software berücksichtigen verschiedene Lichtquellen und Beobachterbedingungen und sorgen dafür, dass das Endprodukt in verschiedenen Umgebungen farblich konsistent bleibt.

Match Pigment: Diese Software richtet sich an Branchen wie Industriefarben, Bautenfarben, Kosmetika und Pulverbeschichtungen.
Sie hilft bei der Erstellung von Rezepturen, die Metamerie reduzieren, indem sie bewertet, wie verschiedene Pigmente unter verschiedenen Lichtbedingungen interagieren.
Die Software bietet auch Werkzeuge zur Simulation der Farbdarstellung unter verschiedenen Beleuchtungsmitteln und ermöglicht so eine bessere Kontrolle über die Farbleistung des Endprodukts in einer Vielzahl von Umgebungen.

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Metamerie meistern

Metamerie ist mehr als nur eine wissenschaftliche Kuriosität. Sie hat praktische Auswirkungen, die sich auf den Erfolg von farbkritischen Produkten auswirken können.
Für jeden, der sich mit der Rezeptur und der Produktion von Farben befasst, ist es wichtig, die Feinheiten der Metamerie zu verstehen und zu wissen, wie man sie testet und handhabt.
Durch die Beherrschung dieser Konzepte können Fachleute sicherstellen, dass ihre Produkte in verschiedenen Umgebungen farblich konsistent sind und sowohl ästhetischen als auch funktionalen Anforderungen gerecht werden.