Farbnachstellung

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In der Farbnachstellung wird ein gewünschtes Farbmuster mit einem gegebenen Farbmittelsatz möglichst genau reproduziert.

Farbnachstellung bedeutet, eine Farbe als Farbort in einem Farbsystem zu bestimmen und im Gamut (dem machbaren Farbraum) darzustellen: Diesen Vorgang bezeichnet man als Innere Farbmischung.

[Bearbeiten] Grundlagen

Um ein Farbmuster nachzustellen, wird es farbmetrisch vermessen (als Buntwert typischerweise mit 31 Stützstellen im sichtbaren Spektrum, richtungsabhängige Effekte werden außen vor gelassen, sowie als Grauwert). Das Originalspektrum (Emissionsspektrum oder Remissionsspektrum) soll nun so nachgestellt werden, dass beim Menschen der gleiche Sinneseindruck entsteht. Aus einem Satz von Farbmitteln sind also die einzelnen Anteile so zu bestimmen, dass die Überlagerung bei gegebener Beleuchtung die drei Farbrezeptoren des menschlichen Auges so reizt wie das Originalspektrum. Das gilt für reine subtraktive Farbmischung sowie autotypische Farbsynthese. Bei additiver Farbmischung (Computermonitor, Fernseher) haben wir Strahler mit gegebenem Frequenzspektrum, die überlagert werden. Wiederum soll das Mischspektrum den gleichen Sinneseindruck erzeugen.

[Bearbeiten] Innere/Äußere Farbmischung

Farbe D aus den Farben ABC zu mischen, wird mit uneigentlicher bzw. äußerer Farbmischung bezeichnet. Dazu müsste negatives A hinzugefügt werden.

Nach dem ersten Graßmannschen Gesetz ist Farbe für den Menschen eine dreidimensionale Größe: Mit lediglich drei voneinander unabhängigen Farbtönen ist es möglich, (fast) jede beliebige andere Farbe durch Farbmischung darzustellen (Beispiele in Additive Grundfarbe). Farbtöne sind voneinander unabhängig, wenn keine Mischung von jeweils zwei dieser Valenzen die dritte ergibt.

In der CIE-Normfarbtafel – einem Schnitt durch den visuellen Farbraum – können diese Zusammenhänge einfach dargestellt werden. Auf Geraden zwischen dem Unbuntpunkt U (im CIE-Diagramm liegt hier der Weißpunkt) und einer Spektralfarbe liegen Farben mit gleichem Farbton. Sie sind um so gesättigter (brillanter), je weiter die Anteile der Normfarbvalenzen vom Unbuntpunkt entfernt liegen. Die Farben maximaler Farbsättigung sind die Spektralfarben und die Farben der Purpurlinie.

Die Verlängerung der Gerade vom Unbuntpunkt durch die gewünschten Farbe bis zum Rand der Farbtafel bestimmt die Wellenlänge der Spektralfarbe, die der gemessenen Farbe entspricht. Diese Wellenlänge wird farbtongleiche Wellenlänge genannt. Auf der Purpurlinie liegen nur Mischfarben zwischen Violett und Rot, und es kann keine einzelne Wellenlänge zugeordnet werden. Verlängern der Gerade in die entgegengesetzte Richtung ergibt die farbtongleiche Wellenlänge mit negativem(!) Vorzeichen:

Die Farbe D in der Abbildung lässt sich nicht aus A, B und C mischen, weil D nicht im Dreieck ABC liegt, sondern außerhalb.

Die "Eckfarben" A, B und C sollen möglichst am Rand der "Farbsohle" liegen, damit die Anzahl der nicht darstellbaren Farben gering bleibt. Das ist bei Fernsehbildschirmen oder Computermonitoren aus technischen Gründen leider nicht der Fall (Additive Grundfarbe).

Durch Abmischen von B mit C kann die Farbe M erreicht werden. Überlagerung von D mit violettem Licht A erzeugt ebenfalls M. Daher muss man negatives Violett A zu M zumischen, um das Licht D zu erhalten. Dies ist die Äußere Farbmischung oder auch uneigentliche Farbmischung.

Liegt die zu ermischende Farbe im Dreieck A, B, C (dem Gamut), so kann die Farbe gemischt werden. Dies ist die Innere Farbmischung, auch oft als eigentliche Farbmischung bezeichnet.

[Bearbeiten] Normfarbvalenzen

Die gerne zitierte Aussage: Jede beliebige Farbempfindung kann mit drei unabhängigen Farbvalenzen nachgebildet werden unterschlägt die notwendige Bedingung unter der theoretischen Annahme nicht-existenter negativer Lichtfarben.

Da negative Spektralwerte nur rechnerisch auftreten können, gingen die Bemühungen dahin, dass von der CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) ein System auf Normfarbvalenzen mit den Bezeichnungen X (=Rot-), Y (=Grün-) und Z(=Blaugehalt einer Farbe) definiert wurde.

Die geräteunabhängigen Normfarbvalenzen XYZ werden für die Ausgabe auf einem Gerät mit additiver Farbmischung, wie einem Monitor, in RGB, für subtraktiv mischende Systeme (Drucker) in CMY umgerechnet.

Für diese Transformationen existieren oft keine festgelegten Gleichungen. Selbst wenn diese zwischen Farbräumen festgelegt sind, kann die Bereichsüberschreitung – vergleiche äußere Farbmischung – bei der Konvertierung ein schwer zu handhabendes Problem darstellen, das zur Zeit noch ungelöst ist.

Bisherige optimale Techniken setzen die benötigten Farben aufwändig mit manuellen Methoden um. So kann der visuelle Eindruck an einem Monitor mit einer Farbvorlage durch Anpassen der Farbtemperatur optimiert werden. Die Lösung ist die Vorgabe von Normen durch das International Color Consortium, mit denen Ein- und Ausgabegeräte kalibriert werden können.

Nur die simple dimensionale Reduktion von Zustandsvektoren durch Abbildung in den Farbraum zu verwenden, ist aufgrund metamerer Effekte problematisch.

[Bearbeiten] Unterschiedlicher Gamut

Letztlich ist die Äußere Farbmischung und das Gamut die Erklärung dafür, warum man manche Farben nicht ermischen kann:

• warum Sonderfarben solch eine Bedeutung z. B. für Marken haben,
• warum es Pigmentsysteme mit unzähligen Pigmenten gibt,
• warum z. B. Kunstdrucke mit sieben und mehr Farben gedruckt werden,
• warum man mit modernen (bleilosen) Farben alten (bleihaltigen) Autolack so schlecht nachstellen kann,
• usw.