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Aufsatz ueber Farbe, Abschn. 3, "Technik: Farben ermischen"(Fortsetzung)

3.3 Bereiche herstellbarer Mischungen
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Gemeint ist der Gesamtbereich von Mischfarben, den man herstellen kann, wenn ein bestimmter Satz von Grundfarben zur Verfuegung steht.

Wir wollen natuerlich den bestmoeglichen Zugang zu all den Farben haben, die unser Auge ueberhaupt sehen kann. Wir wuenschen uns also in der Bildverarbeitungskette lauter solche Geraete (z.B. Scanner, Monitor, Drucker), die all das wiedergeben koennen, was innerhalb des "Hufeisens" im CIE 1931 Chromaticity Diagram (Bild 1.3.2-b in Abschn. 1.3.2) liegt.
Wie nah kann man diesem Ideal ueberhaupt kommen?

Das Chromaticity Diagram selbst ist das bequemste Werkzeug, um das zu beurteilen:
Man traegt einfach die Koordinaten der drei Grundfarben in das Diagramm ein. Fuer jede Grundfarbe bekommt man einen Punkt. Die drei Punkte bilden ein Dreieck. Alles, was innerhalb dieses Dreiecks liegt, kann man richtig wiedergeben. Alles, was ausserhalb liegt, nicht.

Ich habe ein sehr schoenes Bild mit diesen Dreiecken gefunden:

   Bild 3.3-a: Bereiche darstellbarer Farben (53 kByte)

Das Bild ist beinahe zu schoen und einfach, und zwar aus zwei Gruenden:

- Bedenken Sie, dass alle Farben innerhalb des Hufeisens dargestellt werden von Ihrem Monitor oder Drucker. Es werden also keine wirklich monochromatischen Farben dargestellt ... obwohl das am Umfang des Hufeisens notwendig waere.
Und noch schlimmer: fuer alles ausserhalb des Dreiecks Ihres Monitors (oder Druckers) bleibt Ihnen nur Farben-Raterei.

- Bedenken Sie, dass das "1931 Chromaticity Diagram" nicht empfindungsgemaess gleichgrosse Abstaende benutzt (siehe Bild 1.3.2-c in Abschn. 1.3.2). Deshalb zeigt die Groesse der Flaeche zwischen Dreieck und Hufeisen nicht notwendigerweise auch die Bedeutung dieser Flaeche.

Aber trotzdem: Bild 3.3-a zeigt uns, dass ein nennenswerter Teil der Farbenwelt sich ausserhalb des Bereiches von bilderfassenden und bildwiedergebenden Geraeten abspielt.

Was passiert eigentlich, wenn ein Bilderfassungsgeraet (Kamera, Scanner) mit so einer "ausserhalb"-Farbe konfrontiert wird?
Ganz einfach: Im Ausgangssignal des Geraetes werden diese Farborte erscheinen als der naechstmoegliche Punkt auf dem Dreiecks-Umfang. Das bedeutet: Alle Farbeigenschaften ausserhalb der Dreiecksflaeche werden weggeschnitten. Farbunterschiede zwischen Farborten auf dem Dreiecksumfang   und Farborten ausserhalb des Dreiecks   gehen verloren.

Und was passiert, wenn ein Bildwiedergabegeraet (Monitor, Drucker) ein Signal "ausserhalb" seines Bereiches bekommt? -- Das kommt drauf an.
Entweder das Geraet und die zugehoerige Software sind einfach und geradlinig. Dann wird auch hier der Farbunterschied weggeschnitten werden.
Oder sie haben ein Geraet mit "High Fidelity"-Anspruch. Dann wird es alle Farborte in einer solchen Weise interpolieren und transformieren, dass sie in die Dreiecksflaeche hineinpassen.
Ein moeglicher Algorithmus fuer dieses "interpolieren und transformieren" ist:
* Ziehe im Chromaticity Diagram eine gerade Linie vom Punkt   E(x=0.33|y=0.33)   zum Hufeisen-Umfang bei der Wellenlaenge   380 nm .
* Miss die Laenge von   E   bis zum Dreiecks-Umfang und nenne sie   a .
* Miss die Laenge von   E   bis zum Hufeisen-Umfang und nenne sie   b .
* Verschiebe alle Punkte auf der Linie   b   in Richtung auf den Punkt   E   um den Faktor   a/b .
* Wiederhole alle vorstehenden Schritte fuer die Wellenlaenge   381 nm .
* Wiederhole alles vorstehende fuer alle weiteren sichtbaren Wellenlaengen.
Man kann das als eine "Kompression des Signals hinein in den verfuegbaren Farbenbereich" bezeichnen.
Bedenken Sie aber: Algorithmen dieser Art koennen nur erreichen, dass Farben zwischen Dreiecksumfang und Hufeisenumfang unterscheidbar bleiben. Sie koennen nie erreichen, dass die Farben richtig wiedergegeben werden.


Besonders bedauerlich ist die sehr kleine Flaeche innerhalb des CMY Dreiecks. Dies Dreieck zeigt, dass der Vierfarbendruck immer unter flauem Farbkontrast leiden wird. Und fast noch bedauerlicher: Diese subtraktiv-arbeitenden Grundfarben (Abschn. 3.2 Subtraktive Farbmischung) sind immer komplementaer zu den additiv-arbeitenden Grundfarben RGB; deshalb ist das CMY Dreieck immer falsch ausgerichtet, um optimal in das CIE-Hufeisen hineinzupassen (Sie haben es im Bild 3.3-a schon gesehen).
Im grafischen Gewerbe haben die Leute das schon frueh verstanden. Sie fanden eine Abhilfe, die der Einfuehrung der schwarzen Druckfarbe in den Farbdruck aehnelt. Sie fuehrten mehrere zusaetzliche Buntton-Druckfarben in die Kunstdruck-Technik ein. Auf diese Weise wurde das urspruengliche CMY Dreieck in eine Polygon aufgeweitet, was nun die Kunstdrucke sehenswert (und teuer) macht.

Fuer das folgende Bild ("Der Kuss", beruehmt und von Gustav Klimt) habe ich einen postkartengrossen Kunstdruck mit 72dpi abgetastet und, fuer die Ausschnittsvergroesserung, mit 1200dpi. Die Vergroesserung zeigt, dass Rasterpunkte in vielen verschiedenen Farben gedruckt sind.

   Bild 3.3-b: Kunstdruckbeispiel (248 kByte)

Fuehrt man dieses Prinzip ins Extrem weiter, dann kann man ueber Bildsensorik oder Bildwiedergabe nachdenken, die ein vollstaendiges Spektrum von z.B. 20 monochromatischen Farben verwendet. Das wuerde zwar aufwendige Geraetetechnik und aufwendige Tintenvielfalt brauchen; aber es haette mindestens folgende Vorteile:
* maximaler Bereich darstellbarer Farben (was man sehen kann, kann man wiedergeben -- kein Abschneiden und keine Kompression)
* Farbprofilierung wuerde unnoetig werden (oder ersetzt werden durch einen einfachen Spektralverlauf pro Geraet)
* man koennte Archive mit wirklich Sinn-vollen und zukunftssicheren Bilddaten von kostbaren alten Farboriginalen einrichten
* Metamerie (Abschn. 3.4, Metamerie) waere kein Thema mehr.
* Benutzte man dies Prinzip nur in Bilderfassungsgeraeten (z.B. in Scannern), koennte man zumindest "Kompression" anstelle von "Abschneiden" ermoeglichen.



Link List und Literatur
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Gegenstand benutzt in Quelle
Bereiche darstellbarer Farben Bild 3.3-a Adobe
"Der Kuss" von Gustav Klimt Bild 3.3-b Postkartenbuch aus dem
Benedikt Taschen Verlag GmbH, Koeln 1992




Fortsetzung: 3.4, Metamerie   Inhalt (ganzer Aufsatz)   Inhalt (ganze Website)

Letzte Aenderung 28.5.2003, 13:55