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Farbmanagement-Grundlagen

Gamma und Helligkeitsverteilung

Ein Monitor gibt Helligkeit nicht linear wieder. Etwa der Wert 200 wird auf dem Monitor nicht genau doppelt so hell wie der Wert 100 angezeigt. Man kann das Verhältnis zwischen den RGB-Werten und der tatsächlichen Monitorhelligkeit als Kurve aufzeichnen. So eine Kurve lässt sich mathematisch z. B. als Gammafunktion definieren und somit auf einen einfachen Zahlenwert reduzieren.

Die Gammakurve lässt die hellsten und dunkelsten Stellen unangetastet, aber hebt bzw. senkt die mittleren Helligkeiten.

Statt die Bilddaten linear zu lassen und das Monitorgamma zentral per Farbmanagement zu kompensieren (was die technisch sauberste Lösung wäre), ist es in der digitalen Bildbearbeitung bislang üblich, direkt in die Bilddateien eine Gegenkorrektur einzurechnen. Also die Kamera-Rohdaten mit ihrer ursprünglich linearen Helligkeitsverteilung werden im Zuge der RAW-Konvertierung mit Hilfe einer Gammakorrektur in den Mittentönen so aufgehellt, dass ein durchschnittlicher Monitor die korrekte Helligkeitsverteilung anzeigt.

So ist der Gammawert zwangsläufig auch fester Bestandteil der meisten heute gebräuchlichen Arbeitsfarbraum-Profile - denn neben einer eindeutigen Farbwiedergabe soll auch die Helligkeitsverteilung nicht dem Zufall überlassen werden.

Die gängigsten Arbeitsfarbräume sRGB und AdobeRGB arbeiten mit einem Gamma von 2,2. Das entspricht dem Gamma durchschnittlicher Röhrenmonitore - und so wurde es einst zum Standard.

Heute gilt: Die allermeisten digitalen Fotos, mit denen man als Hobbyfotograf zu tun hat, sind vorkorrigiert für ein Monitorgamma von 2,2.

Daneben gibt es auch noch Arbeitsfarbräume mit einem Standardgamma von 1,8, weil dies Vorteile für die Druckbranche hat und früher der Standard auf Macintosh-Rechnern war. Aktuell der bedeutendste Arbeitsfarbraum mit Gamma 1,8 ist ProPhotoRGB.

Links ein unkorrigiertes Bild mit linearer Helligkeitsverteilung
Rechts die um den Gammawert 2,2 korrigierte Variante im sRGB-Arbeitsfarbraum

Monitore werden heute überwiegend auf ein Gamma von 2,2 kalibriert; nur in Spezialbereichen ist es noch üblich, ein Monitorgamma von 1,8 zu verwenden. Solange das Farbmanagement einwandfrei funktioniert, werden eventuelle Unterschiede zwischen Bilddatei und Monitor kompensiert. Neben der Umrechnung der Farben übernimmt das Farbmanagement nämlich auch ein Umrechnen der Helligkeitswerte.

Wird das Gamma falsch interpretiert (was passieren kann, wenn das Farbmanagement fehlt und gleichzeitig das Gamma der Datei vom Monitorgamma abweicht), werden Bilder zu hell oder zu dunkel angezeigt. Insbesondere lineare Daten sehen auf üblichen Gamma-2,2-Monitoren deutlich zu dunkel aus.

Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle erwähnt, dass es auch Helligkeitsverteilungen gibt, die nicht genau einer Gammakurve entsprechen. So gibt es im ECI-RGB-V2-Farbraum die Helligkeitskurve mit dem Namen L* (sprich [El-Star]), die der menschlichen Wahrnehmung besonders gut angepasst sein soll. Auch der sRGB-Farbraum verwendet streng genommen kein reines 2,2-Gamma, sondern eine davon leicht abweichende Kurve. Zum Verständnis des Grundprinzips muss man sich das aber nicht merken.

Autor: Andreas Beitinger
Letzte Änderung: Juni 2011

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