Farbräume

Als reiner Hobbyknipser muss man sich um das Thema „Farbräume“ in der Regel keine Gedanken machen. Es war für mich auch immer recht erstaunlich zu beobachten, wie wenig auf Echtheit der Farben geachtet wird. Wann immer ich Leute darauf aufmerksam gemacht habe, dass die Farben ihres gedruckten/ausbelichteten Fotos so gar nicht zu den Farben am Bildschirm passten, erntete ich meist nur ein „Ahja, stimmt… ist mir gar nicht aufgefallen!“.

Das ist für mich letztlich auch der Knackpunkt bei der Frage, ob man sich mit dem Thema der Farbräume – über welche (bei korrekter Anwendung) die korrkte Farbwiedergabe über alle Ausgabemedien sichergestellt wird – überhaupt beschäftigen muss oder will.

Wie wichtig sind Farbräume?

Wie wichtig ist es, dass die Farben „stimmen“? Nun, dass eine blaue Sonne oder rotes Gras vielleicht als Kunst durchgehen kann, aber als Ergebnis der Urlaubsaufnahmen nicht akzeptabel wäre, hat wohl nicht sehr viel Diskussionspotential. Doch ist es wichtig, dass der Farbton wirklich exakt dem Original entspricht? Ein klares „Ja“ kommt dafür als Antwort für die Produktfotografie im Marketing, hier reicht es nicht, wenn das Firmenlogo „rot“ ist, es muss wirklich exakt das Rot sein, welches bei Firmengründung gewählt wurde, alles andere würde der Kunde nicht akzeptieren (können). Deshalb müssen sich vor allem Werbefotografen wirklich peinlich genau um akkurate Farbwiedergabe kümmern.
In vielen anderen Bereichen muss die Farbwiedergabe vielleicht nicht ganz so genau genommen werden, oft ist sogar das Gegenteil der Fall: Menschen haben in der Regel einen natürlichen Drang zu „wärmeren“ Farben, also rot/gelb-Tönen. Instinktiv empfinden wir eine Landschaftsaufnahme meist als „schöner“, wenn sie in warmen Tönen gehalten ist, wie bei Sonnenauf- oder -untergängen. Ich habe das natürlich nie empirisch getestet, wage aber zu behaupten, dass das sogar so weit geht, dass wir eine solche Aufnahme jedenfalls dann als „richtiger“ betrachten, wenn die Farben nachträglich in den rötlich/gelben Bereich verschoben wurden, obwohl das gar nicht dem Original entspricht. Oftmals geht es also gar nicht darum, die Realität wirklich exakt abzubilden, sondern ganz im Gegenteil. Man denke auch nur an die diversen Filter, die man vor allem in der Hochblüte der analogen Fotografie vors Objektiv schraubte, um eben z.B. dem Horizont einen rötlichen Ton zu verpassen. Heutzutage wird das natürlich großteils nachträglich digital am Rechner gemacht. (Besonders peinlich finde ich immer die Landschaftsdarstellungen der Serie CSI Miami – schon mal aufgefallen? Da ist dann meist leider nicht nur der Himmel orange eingefärbt, sondern auch alle Gebäude, die dummer Weise im Weg standen… ;-))

Wenn die Farben doch stimmen sollten!

Nichts desto trotz, irgendwann kommt auch im Leben eines jeden Hobbyfotografen der Tag, an dem einem die Farben eines Fotos am Monitor so gut gefallen, dass man sie exakt so, und nicht anders zu Papier bringen, und an die Wand hängen möchte. Und da kann es dann sein, dass man die große Enttäuschung erlebt, wenn der sündteure Druck auf dem sündteuren Spezialpapier so ganz anders aussieht, als man erwartet hat.

Es gibt unzählige Artikel über die Funktionsweise der sogenannten „Farbräume“, ja ganze Bücher kann man nur mit diesem Thema füllen! Und immer – wirklich IMMER – wenn ich eine Diskussion dazu in irgend einem Forum lese, gehen am Ende zwei (mehr oder weniger) „Experten“ auf einander los, weil ihre Meinungen darüber, wie Farbräume tatsächlich im Detail „funktionieren“, diametral auseinandergehen. Beide kippen dann seitenweise ihre Argumente in das Forum, und am Ende ist man fast genauso schlau, wie zuvor, weil irgendwie alles sehr vernünftig und logisch klingt – auch wenn es einander widerspricht.

Ich möchte mich hier daher wirklich ganz bewusst möglichst simpel halten – doch wenn ich mir anschaue, was ich allein bis jetzt schon runtergetippt habe, kann ich nur hoffen, dass es mir halbwegs gelingen wird… ;-)

Additive Farbsynthese (aus Wikipedia)

Etwas grundsätzliches sollte als Basis mal jedem einleuchten: Fernseher, Monitore, Beamer – alles was „strahlt“ stellt Farben zwangsläufig völlig anders dar, als Farben auf bedrucktem Papier sich zusammenstellen. Wenn man die drei Grundfarben am Monitor – Rot, Grün und Blau – zu 100% mischt, bekommt man weiß, das nennt sich „additive Farbmischung“. Mischt man alle Grundfarben eines Druckers, bekommt man garantiert nicht weiß, sondern ein schmutziges dunkelbraun – das weiß jeder noch aus seiner Schulzeit, Stichwort Malkasten. Das nennt sich dann „subtraktive Farbmischung“. Offensichtlich gelten für diese Geräte also völlig andere Regeln, wie die Farben zusammengesetzt werden müssen.

Darüber muss sich der Anwender zum Glück keine Gedanken machen, weil die Software ihm das abnimmt. Es ist nur gut, dieses Wissen immer im Hintergrund zu behalten.

Doch bleiben wir vorerst innerhalb der gleichen Geräteklasse: Werden die Farben eines Fotos auf jedem Monitor der Welt gleich dargestellt? Nein, natürlich nicht. Das liegt daran, dass die Monitore nunmal unterschiedlich „gut“ sind: Natürlich kann jeder Monitor die Farbe „Rot“ darstellen, aber der einen eben „besser“ = intensiver, als der andere. Habe ich in einem Foto nun z.B. ein „reines“ Rot, so wird dies über den sogenannten RGB-Wert von 255.0.0 dargestellt. RGB steht für Rot-Grün-Blau, und sagt aus, wie sich eine Farbe am Bildschirm zusammensetzt, wobei 255 den Maximalwert darstellt. RGB 255.0.0 gibt dem Ausgabegerät also das Signal: Diesen Pixel stellst du „100% rot“ dar.

Ohne „Management“ dahinter macht nun jeder Monitor auf der Welt genau das: Er stellt das knalligste Rot dar, das er kann. Und das ist nunmal bei einem teuren Spitzenmodell erheblich knalliger, als bei einem günstigen Monitor. Ergo: Das Bild würde auf jedem Monitor anders aussehen.

Um dem entgegen zu wirken wurde das Farbmanagement geschaffen, und die sogenannten „Farbräume“. Auf die Unterschiede der Farbräume werde ich im 2. Teil dieses Artikels näher eingehen, hier möchte ich zunächst beim grundsätzlichen Farbmanagement, und dem Standardfarbraum sRGB bleiben. Der Gedanke dahinter ist einfach: Es muss eine Art „Regelwerk“ geschaffen werden, damit die Farbwiedergabe über alle Geräte so akkurat wie möglich bleibt. Dazu müssen die einzelnen Geräte miteinander „sprechen“.

Bleiben wir beim Beispiel mit dem knalligen Rot. Angenommen ein solches Foto ist auf meiner Festplatte gespeichert, und ich öffne es, um es mir auf meinem Notebookschirm anzusehen. Eine Anwendung vorausgesetzt, welche Farbmanagement auch beherrscht (z.B. Adobe Photoshop, aber auch der „Bild- und Faxbetrachter“ in Windows ab XP) gleicht dann vor der Darstellung die im Foto gespeicherten Farbinformationen mit dem Notebookdisplay ab. Es „fragt“ also quasi beim Bildschirm nach: „Was ist das knalligste Rot, das du darstellen kannst?“ Abhängig von der „Antwort“ wird dann unter Umständen der Ausgabewert entsprechend angepasst. Verfügt das Display über keinen besonders großen Farbraum, würde diesem vielleicht tatsächlich der Wert 255.0.0. übergeben werden, um das „reinste“ Rot darzustellen, das es kann – was vielleicht immer noch nicht ausreicht, um wirklich das Rot darzustellen, wie es dem Original entspricht! In diesem Fall hat man schlicht die technische Grenze des Geräts erreicht, mehr geht halt nicht. Das Foto würde somit in diesem Fall also nicht in seinen „echten“ Farbe darstellbar sein. Ein modernes Display z.B. mit RGB-LED Hintergrundbeleuchtung hat einen deutlich größeren Farbraum, kann also mehr bzw. intensivere Farben darstellen. Hier ist es dann wahrscheinlich, dass der Wert reduziert werden muss, damit der Monitor ihn nicht zu intensiv darstellt. Somit würde der externe Monitor vielleicht mit dem Wert 243.12.15 zur Anzeige „beauftragt“ werden, um das „korrekte“ Rot darzustellen. Sprich ein solches Display hätte sogar noch Potential nach oben, während das ältere Display bereits sein technisches Limit erreicht hat.

Ergo: Sofern sich alle Geräte noch innerhalb ihrer technischen Spezifikationen bewegen, stellt Farbmanagement sicher, dass die Farben auf allen Geräten identisch dargestellt werden. Wo dies nicht mehr der Fall ist, wird zumindest eine Annäherung erzielt.

CMYK-Farbmischung (aus Wikipedia)

Das Farbmanagement macht aber eben nicht bei der korrekten Bildschirmdarstellung halt, sondern erstreckt sich über alle Ausgabegeräte, also auch den Drucker. Und hier gibt es ja noch viel mehr zu tun, denken wir zurück an dem Malkasten: Ein Drucker arbeitet nach einem völlig anderen Prinzip, und verwendet in der Regel auch nicht die Farben Rot, Grün und Blau, sondern – neben schwarz – Cyan, Magenta und Gelb, weshalb dieser Farbraum CMYK gennant wird (Cyan, Magenta, Yellow und „Key“ für schwarz; die Erklärung für das „K“ erspare ich mir an dieser Stelle, und verweise auf den entsprechenden Eintrag in Wikipedia!). Hier ist es also noch viel wichtiger, dass die Angabe der korrekten Farben für das Ausgabegerät „übersetzt“ wird, und natürlich gilt auch hier: Unterschiedliche Drucker können Farben unterschiedlich intensiv drucken!

Es leuchtet also ein, dass einiges an Kommunikationsaufwand zwischen den Geräten notwendig ist, um zu richtigen Ergebnissen zu kommen. Diese Kommunikation muss natürlich – wie auch bei uns Menschen – in einer Sprache erfolgen, die alle Geräte verstehen, und damit sind wir bei den Farbräumen angelangt. Was muss man sich unter diesem Begriff vorstellen?

Unendliche Farben, gezähmt

In der Natur gibt es unendlich viele Farben. Ist einfach so, auch ich persönlich tu mir mit dem Begriff der „Unendlichkeit“ immer schwer. Doch es gibt nunmal zwischen jeder Nuance eines Farbtons immer die (theoretische) Möglichkeit, eine weitere Nuance dazwischen zu quetschen, wie klein auch immer sie sein mag. Geräte wie Monitore und Drucker können natürlich nicht „unendlich“ viele Farben darstellen, auch wenn die technische Entwicklung dafür sorgt, dass es immer mehr Farben werden. Man musste sich also zunächst mal auf eine vernünftige Basis als „Rahmen“ für alle darstellbare Farben einigen, eben dem sogenannten „Farbraum“. Ein Farbraum stellt klar definierte Grenzen innerhalb der unendlichen Farben dar.

Der Farbraum, der sich vor allem im „Consumer-Bereich“ als Standard durchgesetzt hat, heißt sRGB. Es gibt kein Gerät am Markt, welches diesen Farbraum nicht unterstützt, wohlgemerkt: Unterstützt, nicht aber zwangsläufig vollständig abdeckt, also darstellen kann! Erst seit Kurzem etablieren sich z.B. (noch recht teure) Monitore, welche den sRGB Farbraum vollständig darstellen können, einige gehen sogar schon (deutlich) darüber hinaus. (Vor allem die bereits erwähnte Technik der RGB-LED Beleuchtung von Displays ist hier ein großer Schritt in diese Richtung).

Was muss man nun tun, damit dieses Farbmanagement funktioniert? Zwei Dinge: Anwendungen verwenden, die Farbmanagement beherrschen, und das entsprechende Farbprofil – also z.B. sRGB – auch in das Foto „einbetten“. Das machen die meisten Anwendungen automatisch, doch es gibt beim Vorgang des Speicherns oftmals auch Dialoge, in denen man gefragt wird, ob das Profil eingebettet werden soll. Es gibt de facto kaum einen vernünftigen Grund, diese Auswahl nicht vorzunehmen.

So, jetzt aber wirklich mehr als genug geschwafelt, Zeit für ein paar anschauliche Beispiele!

Farbkreis

Das oben gezeigte Testbild wurde mir freundlicherweise von Heinz-Jürgen Groß / DeltaE. Image Consulting zur Verfügung gestellt.

Was hat es mit diesem Farbkreis auf sich? Je nachdem, in welchem Browser man ihn öffnet, sieht man korrekte oder falsche Farben. Wenn der Kreis dort wo „rot“ steht auch tatsächlich rot ist, dann handelt es sich um einen Browser, der Farbmanagement unterstützt. Das ist z.B. bei Firefox ab Version 3.0 der Fall (sofern es in den Optionen auch aktiviert ist!). Hat die Beschriftung jedoch so rein gar nichts mit den dargestellten Farben zu tun, ist Farbmanagement nicht aktiv, also z.B. beim Internet Explorer, selbst in der zurzeit aktuellen Version 8.

Was geschieht hier? In diesem Bild ist nicht sRGB als Farbraum eingebettet, sondern ein spezielles Profil, welches dem Farbmanagement die korrekte Information der Farben übermittelt. Es wurde also ein Kreis gezeichnet, der ursprünglich tatsächlich blau an dem mit „rot“ beschrifteten Bereich erstellt wurde. Erst über das Farbprofil wurden dann die Farben so „hingebogen“, dass eben dieses blau tatsächlich rot dargestellt wird. Dieses Beispiel soll zeigen, welche „Macht“ ein Farbprofil auf die Darstellung eines Bildes hat. Nun kann man sich also ungefähr vorstellen, was bei Verwendung eines falschen, sprich nicht zum Ausgabegerät passenden Profils alles passieren kann…

Kehren wir nochmal konkret zu dem Beispiel mit dem „knalligen rot“ zurück. Dieses setzt aktives Farbmanagement voraus, sprich dass der Farbkreis oben korrekt dargestellt wird!

Rot ohne Profil

Für dieses Quadrat wurde der RGB-Wert 255,0,0, also „reines Rot“ verwendet, und das Bild wurde ohne eingebettetem Farbprofil gespeichert.

Rot sRGB

Dieses Quadrat wurde mit dem gleichen Farbwert erstellt, hier wurde jedoch sRGB als Profil eingebettet.

Das Ergebnis: Da beim oberen Quadrat keinerlei Einschränkung in der Interpretation der Farbe vorgenommen wird, stellt der Monitor das „reinste“ Rot dar, das er kann. Beim unteren Quadrat wurde jedoch eine „Grenze“ eingezogen: Es soll „nur“ das reinste Rot dargestellt werden, welches der Farbraum sRGB kennt!
In vielen Fällen wird man – auch in einem Browser, der Farbmanagement unterstützt – keinen Unterschied zwischen diesen beiden Quadraten sehen, da der Monitor schlicht kein kräftigeres Rot als maximal sRGB darstellen kann. Ganz andes sieht das aber auf Monitoren aus, welche einen Farbraum größer als sRGB unterstützen: Hier wird das obere Quadrat deutlich „knalliger“ dargestellt, als das untere!

Das ist auch der Grund, warum man über das Problem falscher Farbdarstellung am Bilschirm noch nicht gar so oft stolpert: Weil zurzeit noch die Monitore die natürliche Grenze darstellen, und nicht der Farbraum! Das ändert sich aber nun zusehens, in ein paar Jahren werden Monitore mit großen Farbräumen die Regel, und nicht mehr die Ausnahme sein. Und spätestens dann wird sich schleißiges Vorgehen beim Farbmanagement in der Vergangenheit rächen – wenn dann Fotos auf dem neuen Schirm plötzlich völlig übertrieben und unnatürlich knallig aussehen.

Wie bereits erwähnt, es gibt natürlich noch viel, viel mehr zu diesem Thema zu sagen! Doch abgesehen davon, dass ich mich in meinem Blog in erster Linie an Einsteiger und Hobbyfotografen richte, die die Zusammenhänge in möglichst einfachen Worten erklärt haben möchten, regt es ja vielleicht an, sich tiefergehend mit der Materie zu beschäftigen. Oder einen meiner Workshops besuchen, in denen wir dann tiefer in die Materie eindringen!