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Farbmanagement (Color Management, CM)

Farben umrechnen zwischen Farbräumen

Farbräume enthalten alle Farben, die Geräte wahrnehmen oder erzeugen können. Diese unterscheiden sich: Manche Geräte können nicht die gleichen Farben erzeugen (wahrnehmen) wie andere, einige können mehr Farben erzeugen, andere weniger. Die Farbräume sind verschieden groß.

Mit Hilfe der ICC-Profile rechnet das Farbmanagement Farben anderer Farbräume in den Standardfarbraum Lab und umgekehrt. Kein Gerät kann alle Farben erzeugen oder wahrnehmen, die im Lab-Farbraum definiert sind (das sind die Farben, die wir sehen können). Oft ist es notwendig, Farben größerer Farbräume (haben mehr Farben) in kleinere (haben weniger Farben) umzurechnen. Die kleineren Farbräume enthalten nicht alle Farben der größeren. Das ICC nennt verschiedene Umrechnungs-Strategien, genannt Rendering intents (∼ Wiedergabeabsichten):

Rand eines Farbraums

Etliche Farbräume werden in dreidimensionalen Koordinatensystemen definiert (daher "Raum"). Jede Achse enthält eine Werteskala für die genaue Position der Variablen einer Farbbeschreibung. Der RGB-Farbraum hat drei Achsen: Eine für den Rot-, eine für den Grün- und eine für den Blauanteil einer Farbe.

In etlichen Darstellungen sieht man dreidimensionale Farbräume mit nur zwei Koordinaten, das heißt, zweidimensional. Der Lab-Farbraum wird als "Schuhsohle" dargestellt, der RGB-Farbraum als Dreieck. Dies ist möglich, wenn jede Farbe im zweidimensionalen Farbraum mit den Achsen x und y die Gleichung erfüllt: x + y + z = 1. Sind x und y bekannt, lässt sich der dritte Wert z einer Farbe berechnen: z = 1 − x − y. Die zweidimensionale Darstellung zeigt die x- und y-Werte der Farben eines Farbraums.

Verbindet man alle äußersten Punkte des Farbraums mit einer Linie, ist das der Farbraum-Rand. Sie ist geschlossen und wir vergleichen den Umriss gerne mit bekannten Figuren, zum Beispiel einem Dreieck oder einer Schuhsohle.

Am Farbraumrand sind die Farben kräftig. Nach innen werden sie blasser und laufen auf einen weißen Punkt zu, dem Weißpunkt. Folgende Abbildung zeigt nur die Umrisse, nicht die Farben, des Lab- und eines RGB-Farbraums (es gibt mehrere RGB-Farbräume).

Abbildung: Farbraumränder des Lab- und eines RGB-Farbraums. Der RGB-Farbraum ist kleiner als der Lab-Farbraum. P ist ein Farbpunkt, definiert durch die x- und y-Koordinate. Die z-Koordinate ist 1 − x − y.

Rendering intents kurz beschrieben

Die Rendering intents behalten die Beziehungen der Farben bei, die Lab- und Ausgabefarbraum gemeinsam enthalten. Ein Gerätefarbraum wird auch Gamut genannt. Das sind alle Farben, die ein Gerät erzeugen kann. Das ICC schreibt, es ist nicht spezifiziert, wie die Farben außerhalb des Gamuts umgerechnet werden — die Farben, die das Ausgabegerät nicht erzeugen kann.

Absolut farbmetrisch

Farben, die in beiden Farbräumen sind (siehe Punkt P in der Abbildung), werden unverändert in den kleineren Farbraum übernommen. Farben, die außerhalb des kleineren Farbraums liegen, das heißt, nur im größeren, werden auf den Rand des kleineren Farbraums verschoben, sodass sie erhalten bleiben, aber weniger gesättigt sind. Die Weißpunkte beider Farbräume müssen sich nicht überdecken, sodass Weiß anschließend nicht mehr Weiß sein könnte.

Relativ farbmetrisch

Die Farben außerhalb des kleineren Farbraums werden wie bei der absolut farbmetrischen Umrechnung behandelt. Das heißt, sie werden auf den Rand des kleineren Farbraums verschoben. Die Farben des kleineren Farbraums, die auch im größeren sind, werden so angepasst, dass die Weißpunkte übereinstimmen. Weiß bleibt erhalten.

Wahrnehmungsgetreu (perzeptiv)

Die farbmetrischen Varianten Relativ und Absolut haben den Nachteil, dass Farben, die außerhalb des kleineren Farbraums lagen, nach der Umrechnung alle auf dem Farbraumrand sind. Es kann nicht mehr unterschieden werden, zwischen Farben, die früher auf dem Rand des kleineren Farbraumrands lagen und solchen, die von außerhalb auf den Farbraumrand verschoben wurden. Bei der perzeptiven Umrechnung werden alle Farben so verschoben, dass sie relativ zueinander liegen wie vor der Umrechnung. Das entspricht einer Verkleinerung, "Einschrumpfung" des alten Farbraums. Umgekehrt kann so auch gut ein kleinerer in einen größeren Farbraum umgerechnet, "aufgeblasen", werden.

Sättigung

Farben werden mehr in Richtung Rand des kleineren Farbraums geschoben, damit sich die Sättigung erhöht. Das ICC schreibt, das Umrechnungsverfahren ist herstellerspezifisch. Es ist nützlich für Bilder mit Zeichnungen und Diagrammen.

Welche Umrechnung wählen?

Für Fotos sind in der Regel die Verfahren Relativ farbmetrisch und Wahrnehmungsgetreu (perzeptiv) interessant. Welche besser ist, hängt ab vom Bild und das kann geprüft werden durch einen Softproof, beschrieben in einem späteren Artikel. Den Softproof empfehle ich vor jeder Umwandlung, insbesondere vor dem Ausdruck.

"Faustregel": Hat ein Bild stark gesättigte Farben, die das Ausgabegerät nicht darstellen kann, ist perzeptiv geeigneter.

Elmar Baumann, 14.01.2006