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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.

In der digitalen Bildbearbeitung ist es üblich, direkt in die Bilddateien eine solche Gegenkorrektur einzurechnen: Die Kamera-Rohdaten mit ihrer ursprünglich linearen Helligkeitsverteilung werden in der Kamera bzw. im Zuge der RAW-Konvertierung mit Hilfe einer Gammakorrektur in den Mittentönen so aufgehellt, dass ein durchschnittlicher Monitor die korrekte Helligkeitsverteilung anzeigt.
Diese Vorgehensweise stammt eigentlich noch aus den Frühzeiten der digitalen Bildbearbeitung - lange vor Erfindung des ICC-Farbmanagements. Heute wäre es besser und technisch sauberer, die Bilddaten linear zu lassen und das Monitorgamma zentral per Farbmanagement zu kompensieren. Aber aus Kompatibilitätsgründen wird uns die "eingerechnete" Korrektur wohl erhalten bleiben.

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.

Der Arbeitsfarbraum AdobeRGB arbeitet mit einem Gamma von 2,2. Der Arbeitsfarbraum sRGB benutzt eine eigene Kurve, die keiner Gammafunktion entspricht, aber einem Gamma von 2,2 zumindest sehr nahe kommt. Gamma 2,2 entspricht der Helligkeitsverteilung durchschnittlicher Röhrenmonitore - und so wurde es einst zum Standard.

Heute gilt: Die Helligkeit der allermeisten digitalen Fotos, mit denen man als Hobbyfotograf zu tun hat, sind vorkorrigiert für ein Monitorgamma von 2,2 bzw. für die sRGB-Kurve.

Daneben gibt es auch noch Arbeitsfarbräume mit einem Standardgamma von 1,8, weil dies früher der Standard auf Macintosh-Rechnern war. Aktuell noch der bedeutendste Arbeitsfarbraum mit Gamma 1,8 ist ProPhotoRGB.
Im ECI-RGB-V2-Farbraum kommt eine spezielle Helligkeitskurve mit dem Namen L* (sprich "El-Star") zum Einsatz, die der menschlichen Wahrnehmung besonders gut angepasst sein soll; sie ist eigenständig definiert und entspricht keinem bestimmten Gammawert.

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

Monitore werden heute fast immer auf ein Gamma von 2,2 oder auf die sRGB-Kurve kalibriert. Ein Monitorgamma von 1,8 oder eine Kalibrierung auf die L* Kurve, wie sie früher gelegentlich empfohlen wurde, ist nicht mehr üblich. Dies schränkt aber die Nutzbarkeit entsprechender Farbräume nicht ein: 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 Helligkeitsverteilung.

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.

Autor: Andreas Beitinger
Letzte Änderung: Oktober 2017

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