Jeder hat es wohl schon erlebt, dass ein Kleidungsstück im Geschäft unter Kunstlicht einen anderen Farbton zu haben schien als später draußen bei Tageslicht. Eben dieses Phänomen versteht man unter Metamerie: ein Farbton ändert sich mit der vorhandenen Lichtquelle bzw. dem Umgebungslicht.
Das hängt mit der Farbtemperatur der jeweiligen Lichtquelle zusammen, die zum Beispiel ein gelblicheres Licht (wie eine Glühbirne) oder ein weißes Licht (Tageslicht bzw. Normlicht) abgeben kann.
Zur verlässlichen, sicheren Beurteilung von Farben ist daher immer ein standardisiertes, weißes Licht (Normlicht) nötig, um Metamerie-Effekte zu vermeiden.
Die Firma Cleverprinting hat einen Testkeil mit metameren Farben entwickelt, der in etwa so aussieht wie das Bild unten zeigt. Mit ihm kann man zum einen die Farbtemperatur des Umgebungslichtes beurteilen, zum anderen sieht man, welche Auswirkungen Metamerie-Effekte bzw. die Farbdarstellung unter nicht-Normlicht haben kann.
Im oberen Fall ist das Umgebungslicht neutral, d.h. bei ca. 5000 K. Alle Farbfelder scheinen den gleichen Farbton zu haben. Im unteren Fall jedoch weicht das Umgebungslicht von 5000 K ab, so dass die Farbfelder deutlich unterschiedliche Töne zu haben scheinen.
Das Phänomen der Metamerie ist die bedingte Gleichheit von Farben. Zwei oder mehr Farben erscheinen nur unter einer bestimmten Lichtart (z.B. Neonlampe) gleich und unterscheiden sich ansonsten aufgrund ihrer spektralen Eigenschaften (z.B. die verwendeten Pigmente und Farbstoffe) bei jeder anderen Beleuchtung.
Metamarie entsteht nie an einer Farbe allein. Z.B. wirkt ein weißes Hemd in rotem Sonnenlicht anders als in gelben Sonnenlicht. Metamarie ist der mit dem Licht veränderliche Farbunterschied zwischen zwei und mehreren Farben.
Der Metamerieindex ist der Delta-E-Wert im CIE- L*a*b – System unter jeweils zwei Lichtarten – meist von der Tageslicht- (C, D50, D60) zur Kunstlichtart (A).
| Anhang | Größe |
|---|---|
 U1 Farbmischung.pdf | 1.47 MB |
RGB-Modell: Lichtfarben, Monitore, Scanner, Digitalkamera
RGB-Farben können frei ausgewählt werden, einfacher noch über das HSB-Modell.
Nicht druckbare RGB-Farben werden im Photoshop-Farbwähler mit einem Ausrufe-Zeichen gekennzeichnet.
CMYK-Modell: Körperfarben, Drucker, Druckmaschinen
CMYK-Farben mit mehr als 2-Bestandteilen bitte nicht selber mischen. Der Schwarzanteil muß auf das Druckverfahren abgestimmt sein.
Besser: Musterbücher verwenden oder RGB/L*a*b*/...-Farben von Photoshop oder einer Spezialsoftware umrechnen lassen.
Bestehen aus nur einer Farbkomponente.
Für die additive Farbmischung: R, G, B
Für die subtraktive Farbmischung: C, M, Y
Mischung von zwei Primärfarben zu gleichen Anteilen
Für das RGB-Modell: C, M, Y
Für das CMY-Modell: R, G, B
Mischung von zwei Primärfarben zu beliebigen Anteilen
Es ergeben sich beliebig viele Bunttöne.
Die Sättigung beträgt immer 100%
Drei Primärfarben in beliebigen Anteilen.
Die Sättigung ist immer kleiner als 100%
Subtraktiv: Trend zur Verschwärzlichung
Additiv: Trend zu helleren Farben
Key, Weiß, Schwarz, Grau aus reinen Farben, nicht aus anderen Farben beim Druck gemischt.
Beim Drucken aus C + M + Y gemischt.
Bei mehrfarbigen gerasteten Drucken gibt es parallel die subtraktive Farbmischung, wo die Rasterpunkte übereinander liegen und die additive Farbmischung, wo die Rasterpunkte nebeneinander liegen.
liegen sich im Farbkeis gegenüber, ergänzen sich zu Unbunt (weiß, grau, schwarz).
Hier auch eine Seite von unserem Dozenten:
http://www.hannes-kraeft.de/pages/home/willkommen.php
Zusätzliche Quelle: http://knoll.ausbildung-dresden.de/farbmischung_0.htm
Man unterscheidet zwischen der additiven und der subtraktiven Farbmischung.
Additive Mischung = Mischung von Lichtfarben
Die 3 Farben Rot, Grün und Blau im RGB-Modell sind Lichtfarben.
RGB-Farben können frei gewählt werden. Nicht druckbare RGB-Farben bekommen im Photoshop-Farbwähler ein Ausrufe-Zeichen.
Verwendung:
Monitore, Scanner, Digitalkamera
Subtraktive Mischung = Mischung von Körperfarben.
Die 3 Farben Cyan, Magenta und Yellow im CMY-Modell sind Körperfarben.
Schwarz kommt als vierte Druckfarbe dazu (CMYK-System), damit die Kontraste klarer werden. Schwarz ist aber keine Primärfarbe.
Verwendung:
Drucker, Druckmaschinen
Primärfarben bestehen aus nur 1 Farbe.
Für die additive Farbmischung: R, G, B
Für die subtraktive Farbmischung: C, M, Y
Mischung von 2 Primärfarben zu gleichen Anteilen.
Im CMYK-Modell sind die Sekundärfarben Rot, Grün, Blau:
M + Y = Rot
C + Y = Grün
C * M = Blau
Im RGB-Modell sind die Sekundärfarben Cyan, Magenta, Gelb:
G + B = Cyan
R + B = Magenta
R + G = Gelb
Das ist eine Mischung von 2 Primärfarben zu beliebigen Anteilen. Es ergeben sich beliebig viele Bunttöne. Die Sättigung ist immer 100%
Das ist eine Mischung von 3 Primärfarben in beliebigen Anteilen. Die Sättigung ist immer kleiner als 100%
Additiv: Trend zu helleren Farben
Subtraktiv: Trend zu dunkleren Farben
Unbunte Farben haben keinen Farbton und keine Sättigung.
Unbunte Farben sind Schwarz, Grau und Weiß.
Diese Farben werden beim Drucken aus C + M + Y gemischt.
Bei mehrfarbigen, gerasteten Drucken gibt es die additive und die subtraktive Farbmischung:
Additiven Farbmischung: Die Rasterpunkte liegen nebeneinander,
Subtraktiven Farbmischung: Die Rasterpunkte liegenübereinander.
Diese Farben liegen sich im Farbkreis gegenüber.
Wikimedia, CC-BY-SA
Mischt man die Kompementärfarben, ergeben sie ein neutrales Grau.
Jede Farbe hat nur 1 Komplementärfarbe.
Die Additive Farbmischung, auch Additive Farbsynthese oder Physiologische Farbmischung ist eine Theorie, welche die Änderung des vom Auge empfundenen Farbeindrucks durch sukzessives Hinzufügen eines jeweils anderen Farbreizes beschreibt (additiv = hinzufügend). Werden zum Beispiel die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau „gleichmäßig“ (mithin in geeigneter Helligkeit) addiert, entsteht die Farbempfindung Weiß. Die Empfindung ist Schwarz, wenn die Summe Null ist (kein Licht). Die Summen aus zwei Primärfarben bewirken die Empfindungen Gelb, Cyan und Magenta. Die Additive Farbmischung findet vorwiegend in Auge und Gehirn statt, weshalb sie auch Physiologische Farbmischung genannt wird.
Wenn Körperfarben sich mischen, vermindert sich die Lichthelligkeit. Das Mischbild entsteht durch Übereinanderlegen von lasierenden Farbmitteln, z.B. Druckfarben auf weißen Papier. Wo alle 3 Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb übereinanderliegen entsteht Schwarz. Wo 2 Farbschichten übereinanderliegen ergibt sich aus Cyan und Magenta die Farbe Blau, aus Cyan und Gelb die Farbe Grün. Aus Magenta und Gelb die Farbe Rot.
Laut wissenschaftlicher Definition ist die Farbtemperatur die Temperatur, die ein Schwarzer Körper (der alles Licht schluckt) haben müsste, um der jeweiligen Lichtquelle zu entsprechen – er müsste vereinfacht gesagt glühen, so wie z.B. Metall bei unterschiedlichen Temperaturen mit unterschiedlichen Farben glüht.
Mit der Farbtemperatur und der Einheit K (Kelvin) wird die Lichtfarbe gemessen, die eine spezifische Lichtquelle abgibt. Das Spektrum geht dabei von Rot über Gelb und Weiß zu blau. Je niedriger die Farbtemperatur ist, desto roter ist das abgegebene Licht.
Besondere Bedeutung kommt der Messung der Farbtemperatur bei der Fotografie und der Farbbeurteilung im Druck zu.
In der Fotografie muss die Farbtemperatur eingestellt werden, um die aufgenommenen Farben realistisch wiederzugeben. Das geschieht in der Digitalfotografie über den Weißabgleich, in der Analogfotografie über die Wahl von Tageslicht- oder Kunstlichtfilmen bzw. über entsprechende Filter.
Für die Farbbeurteilung im Druck muss ein neutralweißes Licht (Normlicht, D50) als Lichtquelle gewählt werden, da das menschliche Auge einen automatischen Weißabgleich vornimmt und Farben unter Lichtquellen mit »Farbstich« nicht richtig beurteilt werden können.
Übersicht der Farbtemperatur häufiger Lichtquellen:
Kerze: 1500 K
Glühlampe (40 W): 2200 K
Halogenlampe: 3000 K
Abendsonne: 3400 K
Normlicht: 5000 K
Tageslicht (Sonne): 5500 K
Bewölkter Himmel: 6500 bis 7500 K
Nebel: 8500 K
Himmel (blau) vor Sonnenaufgang: 9.000 bis 12.000 K
Wofür YCbCr?
Verfahren indem Farbtöne weggelassen werden, die der Mensch (physisch) nicht wahrnehmen kann = „Color-Subsampling“ (=Farb-Unterabtastung)
aber warum weglassen?? = da menschl. Auge Helligkeitsunterschiede deutlich besser wahrnehmen kann als Farbtonunterschiede oder Sättigungsunterschiede
weglassen von Farbtönen bedeutet verlustbehaftete Kompression der Datenmenge
Datei ist nach Kompression nicht mehr 1:1 herstellbar
durch zu starkes Komprimieren (Wegfall von Bilddaten) können Bildfehler entstehen= ARTEFAKTE
im Modell RGB ist Helligkeit in allen drei Kanälen enthalten
bei der Fernseh-/Videotechnik soll Helligkeit als eigenes Signal zur Verfügung stehen
analoges Signal nicht sendefähig, muss erst im Studio bearbeitet werden
Von RGB zum analogen Signal YUV
Y lässt sich aus : Y= 0,3 R + 0,59 G + 0,11 B errechnen
Grün trägt knapp 60% Anteil zur Helligkeit bei
um Farbe zu beschreiben werden aus
Von RGB zum digitalen Signal YCbCr
Modell zerlegt Bilder in 3 Komponenten = Y (Helligkeit) und Cb Cr
(2 Farbkomponenten)
Y = Grundhelligkeit => entspricht Helligkeitsempfindlichkeit des
Auges
Cb = Blue-Yellow Chrominance
Cr = Red-Green Chrominance
Formel:
Y 0 1 R
Cb = 128 + 0 x G
Cr = 128 0 B
Ohne Matrizenschreibweise sieht die Umrechnung wie folgt aus:
Y' = (0,299) * R' + (0,587) * G' + (0,114) * B'
Cb = -(0,168) * R' - (0,330 )* G' + (0,498) * B' + 128
Cr = (0,498) * R' - (0,417) * G' - (0,081) * B' + 128
„Verschiebewert“ um von RGB in den YCbCr-Farbraum umrechnen zu können (128=Mittelwert, da Wert für neutrales Grau)
Überführung von analog in digital
Sampling (Abtastung) des Analogsignals (mit 13,5 MHz) = Abtastung erfolgt mit hoher Frequenz da Bilder viele Informationen enthalten
Digitalisierung erfolgt mit 8 oder 10 Bit
Digitalisierungsmöglichkeiten
4:4:4
- die 3 Signale Y Cb Cr werden mit jeweils der gleichen Abtastfrequenz (13,5Mhz) digitalisiert
= beste Bildqualität
= höchste Datenmenge
= im Profibereich
4:2:2
- Cb und Cr werden „Color-gesampled“ = halbe Abtastfrequenz
- d.h. für 4px werden zwar alle Helligkeitswerte, aber nur jeweils 2 Farbwerte abgespeichert
= außgehend vom 1. Verfahren: Datenmenge wird um 33% verringert
= Semiprofibereich - Profibereich
4:2:0
- von 4px werden alle Helligkeitsinformationen behalten, jedoch nur jeweils 1 Farbinfo abgespeichert
- außgehend vom 1. Verfahren: Datenmenge reduziert sich um 50%
= Consumerbereich - Semiprofibereich
https://de.wikipedia.org/wiki/YCbCr-Farbmodell
https://kompendium.infotip.de/farbraeume-und-farbmodelle.html
https://www.youtube.com/watch?v=5pgIihxwG48
1. Analoge Videosignale
1.1 YUV (YCbCr)
- Anwendung in der Fernseh-Videotechnik
- Y=Helligkeitssignal; U=Farbdifferenz; V=Farbdifferenz
- Die beiden Farbsignale U und V sind vom Helligkeitssignal Y getrennt
- Durch Verwendung von drei Signalen ist das Signal nicht sendefähig und wird nur für die professionelle Studiobearbeitung verwendet
1.2 Y/C (S-Video)
- U und V werden zu einem Signal zusammengefasst;
- Findet durch Digitalisierung kaum noch Beachtung
- Anwendung in der semiprofessionellen Videoproduktion
1.3 FBAS Composeite
- „Farbe Bild Austast Synchron“
- Standardsignalform von Fernsehen und VHS
- Helligkeits- und Farbsignale werden zu einem zusammengefasst
- Fernseher ermittelt RGB-Anteile des FBAS-Signals
- Nachteil: Auftretende Störungen durch Cross-Color (z.B. die Darstellung von karierter Kleidung im TV)
2. Digitale Videosignale
2.1 Vorgang
- SAMPLING (Abtasten): mit 13,5 MHz
- DIGITALISIEREN: Abtasttiefe 8-10 Bit
- Dadurch entsteht eine sehr hohe Datenmenge, weswegen Color-Subsampling angewandt wird (mehrere Pixel werden zusammengefasst, Verzicht von Farbinformation spart Datenmenge)
2.2 4:4:4
- Y, Cb und Cr werden mit der gleichen Abtastfrequenz von 13,5 MHz digitalisiert
- Vorteil: Höchste Qualität
- Nachteil: Größte Datenmenge
2.3 4:2:2
- Cb und Cr werden mit der halben Abtastfrequenz abgetastet (->Color-Subsampling, siehe 2.1)
- Bsp: für 4 Pixel werden 4 Y, aber lediglich je 2 Cb und Cr abgespeichert
- Reduktion der Datenmenge um 33%
2.4 4:2:0
- DV-Format
- Findet im Consumer-Bereich Anwendung
- Bsp: für 4 Pixel werden wieder 4 Y, aber lediglich nur je 1 Cb und Cr abgespeichert
-
Reduktion der Datenmenge um 50%