Farbraum
Aus Leitfaden Digitale Fotografie
2.5 Farbraum
Der Begriff „Farbraum“ ist in der digitalen Fotografie und Bildbearbeitung mit mehreren Bedeutungen belegt und führt daher zu einiger Verwirrung. Farben lassen sich in verschiedenen mathematischen und physikalischen Modellen dreidimensional (räumlich) darstellen. Deshalb der Begriff „Farbraum“. Zu diesen Skalierungen gehören unter anderem die „Farbmodelle“ Lab, RGB und CMY(K). Die RGB oder CMYK Werte aus einem Gerät wie beispielsweise einer Kamera oder einem Monitor lassen sich wieder innerhalb der Lab Darstellung visualisieren, was ebenfalls mit dem Begriff Gerätefarbraum belegt wird. Dieses gilt auch für idealisierte Arbeitsfarbräume wie eciRGB oder ISO-Coated CMY(K).
Bei maximaler Helligkeit dieser drei Farben RGB produzieren sie in der Mischung Weiß, im Gegenzug entsteht Schwarz, wenn keine der drei Farben sichtbar ist. Das RGB-Modell entspricht unserem Sehen, denn in unserem Auge werden diese drei Grundfarben ebenfalls einzeln durch die für den Farbeindruck verantwortlichen Sehzellen erfasst und im Gehirn aus der Mischung der Signale ein Farbeindruck kombiniert. Das subtraktive Farbmodell CMY geht von weißem Licht aus, dem mit den Farben Cyan, Magenta, Gelb jeweils ein spektraler Anteil entzogen wird. So entzieht Cyan dem Licht das Rot, Magenta das Grün und Gelb das Blau. Alle Drucksachen – ob per Tintenstrahldrucker oder Druckmaschine produziert – müssen dieses Modell verwenden. Bei ihnen entsteht durch die Mischung der Farben nicht Weiß, sondern Schwarz – bei Abwesenheit von Farbe ist das Papier als „Weiß“ zu sehen.
RGB und CMY sind eng miteinander verknüpft. Wenn man jeweils zwei Grundfarben des einen Modells mischt, entsteht eine Grundfarbe des anderen Systems: Aus Rot und Blau wird Magenta, aus Rot und Grün entsteht Gelb und die Verbindung von Grün und Blau erzeugt Cyan. In der Theorie erscheint eine Konvertierung von einem Farb-modell zum anderen daher sehr einfach: In einem Gesamt-farbmodell lassen sich alle Farben der additiven Farbmischung RGB exakt in eine Grundfarbe im CMY umrechnen – und umgekehrt. Die zwei Abbildungen verdeutlichen dies: Werden sie im HSB-Farbmodell dargestellt, das Farben als Abstufungen von Farbe, Helligkeits- und Sättigungswerten abbildet, liegen sich die Grundfarben von RGB und CMYK gegenüber: Rot befindet sich gegenüber Cyan, Gelb gegenüber Blau und Grün gegenüber Magenta. Verschiebt man das Farbrad um 180 Grad, dann verschieben sich die Farben auf die vorherige Position ihres Gegenübers: Cyan befindet sich nun an der Stelle von Rot , Gelb an der Position von Blau usw. Ganz so einfach ist es in der Praxis nicht. Eines der Probleme der CMY-Farbmischung, die bei maximalem Farbauftrag der drei Grundfarben Schwarz ergeben soll, besteht darin, dass dieses Schwarz nicht erreicht wird. Da die Druckfarben nicht „rein“ genug hergestellt werden können, entsteht als Mi-schung ein schmutziges Braungrün. Um tatsächlich Schwarz zu drucken, muss es folglich als vierte Farbe hinzugemischt werden (K für Blac-K, K-ey oder K-ontrast).
Für die Berechnung dieses Schwarzanteils gibt es wieder zwei verschiedene Methoden: Bei der Unterfarbenentfernung (UCR under color removal) werden alle Bestandteile des Bildes, bei denen die drei Druckfarben die gleichen Anteile besitzen und damit in der Mischung eine Grauabstufung darstellen, durch die vierte Farbe Schwarz ersetzt. Die Stärke dieser Grauabstufungen, die durch eine Verlaufskurve beschrieben sind, lässt sich in einem Sepa-rationsprogramm einstellen. Der Unbuntaufbau (GCR grey component replacement) dagegen verringert alle Farben um einen gewissen Anteil und baut diesen durch Zumischung der vierten Farbe Schwarz wieder auf. Auch beim Unbuntaufbau wird die Zumischung durch eine Verlaufskurve im Separationsprogramm beschrieben. Da man einem CMYK-Bild anschließend nicht mehr ansehen kann, wie dieser Aufbau zustande kam, ist die Rückrechnung in den RGB-Modus nicht exakt möglich.
Außerdem wird bei der Umwandlung von RGB in CMYK eine weiterer Faktor hinzugerechnet, der den so genannten Tonwertzuwachs beschreibt. Auf saugfähigem Papier – wie dies zum Beispiel bei Zeitungen der Fall ist – verlaufen die Farben und erzeugen größere Druckpunkte, die den theoretisch richtigen Farb- beziehungsweise Helligkeitswert verändern. Auch dieser Faktor ist in der CMYK-Datei später nicht mehr erkennbar und erschwert damit die Rückrechnung in RGB. In der Praxis besitzen die einzelnen Farbmodelle verschieden große Farbumfänge. Anders ausgedrückt, die Digitalkamera und der Computermonitor mit RGB-Darstellung können eine Reihe von Farben anzeigen, die sich auf dem CMYK-Drucker nicht darstellen lassen. Farben außerhalb der Darstellungsmöglichkeiten des CMYK-Drucks müssen also in solche umgerechnet werden, die CMYK wiedergeben kann. Als Beispiele können stark gesättigte Grüntöne oder auch kräftige Orange- Töne dienen. Die entsprechende Umrechnung ist sehr komplex und bietet mehrere Lösungansätze. So kann man zum Beispiel einfach die maximal mögliche Farbe des CMYK-Zielfarbraums als Ersatz für die nicht darstellbare Nuance nutzen (farbmetrisches Rendering). Oder man staucht den gesamten RGB-Farbraum so stark, dass auch die nicht darstellbaren Töne wieder in den Zielfarbraum passen (perzeptives Rendering).
Bei der Konvertierung helfen Farbmanagement-Systemen. Diese bestehen unter anderem aus so genannten „ICC-Profilen“, deren Aufbau das Internationale Color Consortium definiert hat. ICC-Profile beschreiben das abweichende Farbverhalten eines Gerätes von einer Soll-Kurve. Es lassen sich sowohl Profile für Ein- oder Ausgabesysteme definieren, wobei für Fotografen natürlich die Profile für Digitalkameras und Scanner von Bedeutung sind. Die meisten Digitalkameras arbeiten im Farbraum sRGB, der bereits einen großen Teil der sichtbaren Farben beinhaltet – und leider auch größer ist, als der RGB-Farbraum, den so mancher Monitor darstellen kann.
Wie die sRGB-Definition für die jeweilige Kamera genau aussieht, bleibt das Geheimnis des Herstellers, denn trotz des „Standards“ sRGB ergeben sich deutliche Unterschiede. Daher ist es empfehlenswert, ein individuelles Profil für die eigene Kamera auszumessen (siehe 1.2). Das Farbmanagementsystem weiß nun, welchen Farbumfang die Kamera darstellen kann. Die mit diesem Profil erstellten Fotos müssen nun für die Ausgabe in einen mit einem Farbprofil definierten Druckfarbraum umgerechnet werden. Die Druckverbände wie etwa BVDM, FOGRA und UGRA stellen für bestimmte Druckverfahren Farbprofile zur Verfügung, die ständig weiter entwickelt werden – darunter die ICC-Profile ISOcoated.icc und ISOuncoated.icc für Offset-Drucke auf gestrichenem und ungestrichenem Papier.
Für den Fotografen ist wichtig, dass er die entsprechende CMYK-Darstellung nur eingeschränkt auf seinem RGB-Monitor realisieren kann. Aus diesem Grund wurde das DVSplus-System entwickelt, das aus ICC-Profilen und Probedrucken besteht. Sinn und Zweck dieser Technik ist es, dem Fotografen eine Monitor-Ansicht seiner RGB-Daten zu liefern, die auf die im Offset-Verfahren druckbaren Farben beschränkt ist. Es handelt sich dabei um RGB-Profile, die praktisch eine gesicherte CMYK-Darstellung – einen Proof auf dem Monitor – zulassen. Sie machen sich besonders bei stark gesättigten Farben im Bild bemerkbar. Diese können zu Auseinandersetzungen zwischen Kunden und Fotografen führen, weil sie auf dem Monitor in brillanter Darstellung zu sehen sind, im späteren Druck aber nicht mehr erkennbar sind.
Anders ausgedrückt: Mit DVSplus lässt sich das Bild auf die Farben reduzieren, die jede Druckmaschine auf dem Papier umsetzen kann. Die Profile können daher auch für die CMYK-Separation genutzt werden. Bei der Nutzung der DVSplus-Profile wird eine kontrollierte Farbraum-Kompression durchgeführt, die den RGB-Farbumfang des digital aufgenommenen Bildes in den deutlich kleineren Offset-Farbraum einpasst.
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