Farbmanagement-Grundlagen

Weißpunkt

Das menschliche Auge kennt kein absolutes Weiß oder Neutralgrau. Angenommen, wir haben eine Zeichnung auf weißem Papier und betrachten sie einmal unter Tageslicht und einmal unter Glühlampenlicht, empfinden wir das Papier immer als weiß - obwohl die absolute Farbe des Papiers unter Glühlampenlicht sehr viel gelblicher ist und unter Tageslicht sehr viel bläulicher. Wir definieren die farbliche Neutralität auf Basis unserer Seherfahrung und im Vergleich zur Umgebung.
Dieser menschlichen Eigenheit trägt man in der Fotografie mit dem Weißabgleich Rechnung. Man könnte auch von Grauabgleich sprechen, weil der Weißabgleich nicht nur die Farbe Weiß umfasst, sondern alle Graustufen. Allerdings hat sich in der Fachsprache weitestgehend der Begriff "Weißabgleich" durchgesetzt.

Mit dem Weißabgleich legt man fest, welche Farbe später auf dem Foto farbneutral gezeigt werden soll. Ein Foto hat ja keine eigene Farbe, sondern sein Aussehen hängt vom Licht ab, mit dem es beleuchtet wird. Unser Auge interpretiert eine Farbe auf dem Foto auf Basis der Umgebungsbeleuchtung.
Da unser Auge ständig kompensiert, muss man auch in der Fotografie entsprechend kompensieren: Die per Weißabgleich festgelegte Farbe wird aufs Fotopapier farbneutral gedruckt (d. h. so, dass das Papier an dieser Stelle das Lichtspektrum farbneutral remittiert). Somit empfindet der Mensch auch das Foto wieder als farbneutral - obwohl man technisch viele Umwege geht.

Im Farbmanagement definiert man immer einen Weißpunkt. Der Weißpunkt ist der hellstmögliche farbneutrale Punkt eines Farbraums. Insgesamt gibt es sogar eine ganze farbneutrale Achse, nämlich die Grauachse. Allerdings gibt man vereinfachend immer nur den Weißpunkt an; der Rest der Grauachse lässt sich dann daraus ableiten.
Erst Geräte- und Arbeitsfarbräume lassen sich auf einen Weißpunkt und eine Grauachse festlegen. Im Referenzfarbraum CIE-Lab kann es natürlich keinen verbindlichen Weißpunkt geben, weil ja auch der Mensch keinen eindeutigen Weißpunkt kennt.
In der Praxis ist es häufig nötig, dass wir ganze Farbräume innerhalb von CIE-Lab verschieben, um der menschlichen Wahrnehmung zu entsprechen. Eine technisch korrekte Farbwiedergabe würden wir in vielen Fällen als Farbstich empfinden, weil wir die Farben in einer anderen Umgebung ganz anders interpretieren.

Angenommen, wir scannen eine Vorlage. Dann steht im Scannerprofil bereits drin, wo der Weißpunkt des Scanners liegt. Er hängt in diesem Fall von der Farbe der Scan-Lichtquelle ab.
Möchte man diesen Scan nun in einen Druckerfarbraum konvertieren, wird man sich hüten, den Scanner-Weißpunkt "absolut" zu übernehmen - denn wenn der Scanner z. B. ein bläuliches LED-Licht als Lichtquelle verwendet, würde aus dem Weiß der Vorlage im Druckerfarbraum ebenfalls ein bläulicher Farbton. Und der würde dann später, wenn man das Bild ausdruckt, tatsächlich auf dem Papier blau wirken, da wir ja das Papier relativ zur Umgebung farbbeurteilen.
Stattdessen wird man also den Scannerfarbraum so weit verschieben, dass der Weißpunkt des Scanners mit dem Weißpunkt des Druckerfarbraums übereinstimmt. Selbstverständlich verschiebt man dadurch auch alle anderen Farben. Die Farben stimmen dann nicht mehr absolut, sondern nur noch relativ zum Weißpunkt - und genau das braucht unser Auge, damit wir es "richtig" finden und keinen Farbstich sehen.

Einem Papierbild kann man nur einen absoluten Weißpunkt zuordnen, wenn man gleichzeitig die Lichtquelle definiert, mit der das Papier beleuchtet wird. Das Weiß auf dem Papier übernimmt ja immer die Farbe der Lichtquelle. Auch der Weißpunkt einer Kamera hängt immer vom Licht ab, mit dem die aufzunehmende Szenerie beleuchtet ist. Einen ganz eigenen Weißpunkt haben nur Geräte, die selber leuchten - also Monitore und Scanner. Druckern und Belichtern kann man zumindest einen technisch sinnvollen Wert für den Weißpunkt zuordnen - nämlich den, mit dessen Hilfe ein bestimmtes Papier farbneutral bedruckt wird.
Arbeitsfarbräume haben zwar immer einen definierten Weißpunkt, aber der ist nur ein Zwischenstadium und spielt fürs fotografische Ergebnis keine Rolle, weil am Ende doch wieder in den Weißpunkt des Ausgabegerätes konvertiert wird.

Um einen Weißpunkt bzw. die Grauachse zahlenmäßig zu definieren, braucht man Koordinaten im CIE-Lab-Referenzfarbraum. Sie stehen auch in den ICC-Profilen drin. Allerdings kommt man als Anwender mit diesen Werten kaum jemals in Kontakt.
Die Weißpunkte der definierten Arbeitsfarbräume, aber auch standardisierte Monitor-Weißpunkte, werden meist als Farbtemperatur angegeben - was dann direkt mit der Farbtemperatur einfacher Lichtquellen vergleichbar ist. Es gibt auf Basis von Farbtemperaturen sogar Festlegungen für definiertes "Normlicht"; die bekanntesten sind D50 (5000 Kelvin) und D65 (6500 Kelvin).

Die Farbtemperatur ist ein Äquivalent zur b-Achse im CIE-Lab-Farbraum. Die Weißpunkte definierter Normlichter bewegen sich ausschließlich auf der b-Achse; Abweichungen in Richtung der a-Achse gibt es nicht, solange man keine definiert. Für die praktische Anwendung des Farbmanagements genügt es daher meist, den Weißpunkt eindimensional auf der Kelvin-Skala anzugeben.
Natürliches Licht kann durchaus Abweichungen auf der zweiten Achse enthalten (d. h. in Richtung Grün oder Magenta abweichen), weshalb der Weißabgleich einer Kamera stets beide Achsen berücksichtigen muss; auf einer reinen Kelvin-Skala könnte man nicht alle Lichtsorten neutralisieren. Auch die nativen Weißpunkte von Geräten (z. B. Monitore) können durchaus Abweichungen auf der zweiten Achse aufweisen und daher mit einem Kelvin-Wert nicht hinreichend zu beschreiben sein. Beim Kalibrieren versucht man allerdings, diese Abweichungen auszubügeln und einen "reinen" Kelvin-Wert zu erreichen.

Autor: Andreas Beitinger
Letzte Änderung: Oktober 2017
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