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Farbraum-Grundlagen

Das RGB-Farbsystem

Digitalkameras speichern Fotos im RGB-Farbsystem (also Grundfarben rot, grün, blau) in 8 Bit Farbtiefe pro Kanal (also 256 Stufen pro Kanal, was dann insgesamt 16,8 Millionen möglicher Farbtöne ergibt). Dementsprechend kann man die Farbe jedes Pixels mit drei Zahlen ausdrücken, nämlich den Helligkeitswerten der drei Farben. Die Werte gehen jeweils von 0 bis 255 und werden in der Reihenfolge Rot/Grün/Blau angegeben. 0/0/0 ist völliges Schwarz, 255/255/255 ist völliges Weiß, 128/128/128 ist ein mittleres Grau. 255/0/0 ist maximales Rot, 0/255/0 ist maximales Grün usw. Sinkt die Farbsättigung, resultiert dies in einer Vermischung mit gleichen Anteilen der beiden anderen Farben, z. B. 255/130/130 ist ein bestimmtes Rosa.

Die Farbraum-Definition

Das Farbsystem allein sagt nichts darüber aus, welches Rot, Grün oder Blau aus der Realität den Maximalwerten entsprechen soll, oder wie ein bestimmtes Rot, Grün oder Blau auf dem Drucker ausgegeben werden soll. Genau dafür gibt es eine Farbraum-Definition. Ausgehend von einem standardisierten Ausgangsfarbraum, der alle fürs menschliche Auge wahrnehmbaren Farbtöne berücksichtigt (CIE-Lab-Farbraum), kann man alle anderen Farbräume definieren, insbesondere den Arbeitsfarbraum. Solch ein definierter Arbeitsfarbraum kann z. B. sRGB oder AdobeRGB sein (und es gibt noch etliche andere, die nicht so bekannt sind).
Der RGB-Wert 255/0/0 ist in beiden Fällen das maximale Rot, aber "absolut gesehen" (also in Bezug zu CIE-Lab) ist das Rot aus AdobeRGB ein ganzes Stück kräftiger als das von sRGB.
Wenn man das maximale sRGB-Rot 255/0/0 in AdobeRGB konvertiert, bekommt es den Wert 219/0/0. Daraus sieht man, dass AdobeRGB noch "Reserven" für kräftigeres Rot hat. Umgekehrt kann das AdobeRGB-Rot 255/0/0 nicht richtig in sRGB konvertiert werden. Man sagt dann, "es liegt außerhalb des sRGB-Farbraums". Im Falle einer relativ farbmetrischen Konvertierung würden alle AdobeRGB-Rot-Werte oberhalb von 219 in sRGB zu 255. Abstufungen gehen verloren.

Farbtiefe und Größe des Arbeitsfarbraumes

Wenn ein größerer Farbraum kräftigere Farben ermöglicht, stellt sich die Frage, warum man sich auf AdobeRGB beschränken sollte. Man denke z. B. an den Arbeitsfarbraum "ProPhotoRGB", der fast alle sichtbaren Farben enthält. Das sRGB-Rot 255/0/0 hat in ProPhotoRGB gerade mal den Wert 179/70/26 - also jede Menge Reserve für mehr Sättigung.

Das Problem ist die Farbtiefe. In beiden Fällen haben wir 8 Bit pro Farbkanal zur Verfügung, also 28 mögliche Werte. Wenn man von diesen 256 Helligkeitsstufen effektiv nur z. B. 100 benutzen kann (weil die übrigen für sattere, nur sehr selten vorkommende Farben reserviert sind), resultiert dies in einer schlechteren Farbabstufung. Das mag zunächst noch nicht sichtbar sein, aber in Zusammenhang mit einer weiteren Reduzierung der Helligkeitsstufen (z. B. als Resultat einer Kontrastkorrektur oder einer Farbraum-Konvertierung) kann es dann umso leichter zu Tonwertabrissen ("Banding") kommen: Ehemals gleichmäßige Farbübergänge werden stufig.

Wenn man einen unnötig großen Arbeitsfarbraum verwendet, verschenkt man Qualität. Was man bei aller Freude über die Größe von Farbräumen leicht vergisst ist die Tatsache, dass man für die Größe mit einer gröberen Abstufung der Farben bezahlt. Das Problem lässt sich abfedern, wenn man Bilder in größerer Farbtiefe vorliegen hat; z. B. können die meisten Kameras Bilder in 12 oder 14 Bit pro Kanal ausgeben (was im RAW-Konverter nach der Gammakorrektur als 16 Bit ausgegeben wird). Schon mit 12 Bit stehen 4096 Abstufungen zur Verfügung, was mehr Qualitätsreserven für spätere Korrekturen und Konvertierungen lässt. Das grundsätzliche Problem, dass ein zu großer Arbeitsfarbraum nur zum Teil nutzbar ist, bleibt jedoch bestehen.

Die Folgerung ist, dass ein größerer Farbraum nicht nur Vorteile hat. Den besten Kompromiss aus Farbraumgröße und Tonwertabstufung bekommt man, wenn der Arbeitsfarbraum nicht oder nicht wesentlich größer als der Ausgabefarbraum ist - im Falle von Fotoamateuren ist das der Farbraum des Monitors oder der Farbraum des Druckers bzw. Belichters. Beim Zeitschriftendruck ist es der Farbraum der Offset-Druckmaschine.

Wozu definierte Arbeitsfarbräume?

Naheliegend wäre die Idee, gleich den Ausgabefarbraum als Arbeitsfarbraum zu benutzen, denn immerhin hätte man damit die perfekte Farbraum-Größe und würde sich eine Konvertierung ersparen. Zwei gewichtige Gründe sprechen jedoch dagegen:
Zum einen sind die Farbräume von Ausgabegeräten sehr "krumme" Farbräume, weil sie durch Messung tatsächlicher Gerätezustände entstanden sind. Eine Folge davon ist, dass drei gleiche RGB-Werte darin keineswegs immer ein reines Grau ergeben; dies führt dann dazu, dass nachträgliche Kontrast- und Helligkeitskorrekturen zu unvorhersehrbaren Farbabweichungen führen können.
Außerdem wäre es kurzsichtig, Fotos von Anfang an auf eine bestimmte Ausgabemethode festzulegen. Vielleicht will man ja dasselbe Foto einmal am Monitor anzeigen, ein anderes Mal ausbelichten lassen und bei wieder einer anderen Gelegenheit mit einem Tintenstrahldrucker ausgeben. Jede dieser Anwendungen erfordert einen anderen Ausgabefarbraum, weshalb es sinnvoller ist, zunächst in einem genormten, ausreichend großen, einfach aufgebauten und problemlos anwendbaren Arbeitsfarbraum zu bleiben. Und damit sind wir wieder bei sRGB und AdobeRGB.

Autor: Andreas Beitinger
Letzte Änderung: Dezember 2011

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