Der optimale Arbeitsfarbraum

Der Arbeitsfarbraum vermittelt zwischen den Gerätefarbräumen: Das Foto aus der Digitalkamera wird im Arbeitsfarbraum bearbeitet und auf dem Monitor angezeigt und zum Druck in den Druckfarbraum transformiert.

Der Arbeitsfarbraum sollte alle Farben enthalten, die der Druck erzeugen kann, aber darf den Monitor nicht überfordern – d.h., er darf nicht viel größer sein als der Farbraum des Monitors. Dann eliminiert ein Arbeitsfarbraum die Fehler der beteiligten Geräte und speichert Bilddaten verlustfrei.

Ein Arbeitsfarbraum ist ein idealisierter Farbraum – d.h. er basiert nicht auf den Messwerten realer Geräte, sondern auf der Wahl

  • dreier Primärvalenzen (für das reine Rot, Grün und Blau)
  • eines Gammas oder der Helligkeitsverteilung
  • einer Farbtemperatur
Für die Darstellung von Arbeitsfarbräumen wird gern die CIE-Farbtafel herangezogen: Die drei Primärvalenzen (Farbwerte) bilden das typische Dreieck.

Ein Arbeitsfarbraum soll Bilder medienneutral speichern und nicht für einen Gerätetyp optimiert sein. Optimal wäre ein geräteunabhängiger Arbeitsfarbraum wie CIE XYZ oder der CIE L*a*b*-Farbraum, der eng an das menschliche Farbsehen angelehnt ist.

Typische Arbeitsfarbräume

Die am weitesten verbreiteten Arbeitsfarbräume sind

  • sRGB – z.B. für Hobbyfotografen, für das Internet und für Präsentationen und Textverarbeitung. sRGB weist die beste Konsistenz der Farben über alle Anwendungen auf – ob mit oder ohne Color Management.
  • AdobeRGB – für hochwertige Kameras und die Weiterverarbeitung des Bildes für den Offsetdruck.
  • eciRGB – für die Weiterverarbeitung von Bildern für die Druckvorstufe, also ebenfalls für den Offsetdruck.
  • ProPhotoRGB – ein Farbraum, der von Kodak speziell für die Digitalfotografie entwickelt wurde.
  • sRGB_v4_ICC_preference – Weiterentwicklung des sRGB-Arbeitsfarbraums.

Arbeiten ohne Arbeitsfarbraum

In der Zeit vor dem Color Management des ICC haben wir Bilder im Farbraum des Monitors bearbeitet – einem geräteabhängigen Farbraum. Der Monitor war das Zentrum aller Aktivitäten und simmulierte den Druckerfarbraum. Zu einer verlässlichen Farbwiedergabe durch die gesamte Verarbeitungskette kam es nur, wenn alle Geräte im Workflow aufeinander abgestimmt und ausgemessen waren.

Würden wir – wie in den Zeiten vor dem ICC-Farbmanagement – Bilder direkt von einem Gerätefarbraum in einen anderen geräteabhängigen Farbraum übertragen, würden wir das Bild bei jeder Transformation beschneiden und unwiderruflich Informationen verlieren. Das Bild aus der digitalen Kamera würde bei der Transformation in den geräteabhängigen Farbraum des Monitors Farbinformationen verlieren, die im CMYK noch darstellbar wären. Durch das ICC-Farbmanagement sehen wir das Cyan auf dem Monitor zwar auch nicht, allerdings bleibt es für den Ausdruck erhalten.

Aber kein Monitor könnte alle Farben dieses Farbraums reproduzieren und kaum eine Software unterstützt Bilder im Lab-Farbraum. Solange wir mit nur 8 Bit Farbtiefe arbeiten, käme es immer wieder zu Farbabrissen (Banding) bei der Transformation in einen anderen Farbraum.

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Kaum sichtbares Banding
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Sichtbares Banding
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Stark sichtbares Banding

Also steigen wir ein paar Treppchen herunter und definieren uns einen Arbeitsfarbraum.

Kriterien für Arbeitsfarbräume

Das hervorstechenste Merkmal von Arbeitsfarbräumen ist der Farbumfang oder die Größe das Farbraums – sein Gamut. Verantwortlich für die Größe des Farbraums ist die Wahl der drei Primärvalenzen, die die Grenzen des Farbraums abstecken.

Der Arbeitsfarbraum wird meist durch den Vergleich mit dem CIE xy-Chromaticity-Diagramm beurteilt. Hier stellen wir die Lage und Größe der Arbeitsfarbräume sRGB und AdobeRGB in der CIE uv-Farbtafel neben das CIE xy-Diagramm. Der CIE XYZ-Farbraum ist zwar sehr gut als Basis für exakte Berechnungen geeignet, aber die Farbabstände entsprechen nicht den vom menschlichen Auge empfunden Abständen.

In der CIE xy-Farbtafel (der Schuhsohle) sehen wir die Bereiche, die durch die Primärfarben von Adobe (1998) und sRGB definiert sind. Adobe RGB (1998) ist sichtbar größer als sRGB. Dennoch sollten wir vorsichtig beim Vergleich von Farbräumen auf der Basis des xy-Diagramms vorgehen und uns bei Betrachtungen von RGB-Farbräumen nicht auf die Flächen im xy-Diagramm beschränken.

In der CIE xy-Farbtafel von 1931 entsprechen die Farbabstände nicht den empfundenen Abständen.

Bedenklich sind solche Vergleiche, da die Größe des Gamuts nur locker von der entsprechenden Fläche in der xy-Ebene abhängt. Zudem haben wir gesehen, dass durch die Wahl des Gammas die Farben in den Tiefen mehr oder weniger stark komprimiert werden und nicht alle RGB-Farbräume mit derselben Farbtemperatur (Illuminant) definiert sind (wohl aber die meisten: D65).

Der CIE-Luv-Farbraum wurde 1976 durch projektive Transformationen aus dem CIE XYZ-Raum entwickelt. Die CIE uv-Farbtafel ist besser geeignet, die Farbabstände entsprechend der Empfindung des menschlichen Auges zu verdeutlichen.

Der CIE XYZ-Farbraum wurde 1976 überarbeitet und resultierte in den CIE Lab- und CIE Luv-Farbräumen.
Animation-CIE-XY.gif
Räumliche Darstellung sRGB versus AdobeRGB im CIE XYZ
Animation-CIE-UV.gif
Räumliche Darstellung sRGB versus AdobeRGB im CIE YUV

Die Animationen zeigen den Größenunterschied von sRGB versus AdobeRGB im CIE XYZ bzw. CIE LUV. Anders als die CIE-Farbtafel geben die Darstellungen im CIE XYZ bzw. YUV einen Eindruck der räumlichen Verhältnisse. Dabei ist gut zu sehen, dass sich die Größe des AdobeRGB-Farbraums gegenüber der Größe des sRGB-Farbraums relativiert, sobald man den CIE LUV-Farbraum zugrunde legt.

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sRGB
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AdobeRGB

In einem Browser, der ICC-Farbmanagement unterstützt, müssten beide Grafiken dieselben Farben zeigen. Das Diagramm wurde als sRGB-Bild erzeugt, wobei Rot = (255,0,0), Grün = (0,255,0), Blau = (0,0,255) und Gelb = (255,255,0) gefüllt wurde.

Wenn das sRGB-Bild in ein AdobeRGB-Bild umgewandelt wird, bleibt der Farbeindruck in Programmen mit Farbmanagement derselbe. Die Werte für Rot, Grün, Blau und Gelb verändern sich dabei allerdings.

  • Rot = (219,0,0)
  • Grün = (144,255,60)
  • Blau = (0,0,251)
  • Gelb = (255,255,59)

Die Gerätekette

Die Größe des Arbeitsfarbraums darf nicht von der beteiligten Gerätekette getrennt gesehen werden. Ein Arbeitsfarbraum, der deutlich größer als die gemessenen Farbräume der beteiligten Geräte ist, würde kostbare Tonwerte für Farben und Helligkeiten verschwenden, die wir niemals erfassen oder zu sehen bekommen. Wir müssen uns also die Geräte und auch die Programme ansehen, die im jeweiligen Arbeitsablauf eine Rolle spielen.

  • AdobeRGB und EciRGB sind Arbeitsfarbräume für digitale Fotos, die für den Offsetdruck bestimmt sind.
  • ProPhotoRGB ist für digitale Fotos, die auf hochwertigen Tintenstrahldruckern ausgegeben oder ausbelichtet werden.
  • sRGB für einfache Arbeitsabläufe gedacht, z.B. für Fotos, die als JPEG von der Kamera erfasst und im Internet gezeigt werden.

Arbeitsabläufe mit 8-Bit Farbtiefe

Die Definition eines Arbeitsfarbraums ist ein Kompromiss zwischen den Eigenschaften der Geräte in der Verarbeitungskette: Vom Potential der Digitalkamera oder des Scanners über die Größe des ausgemessenen Monitorfarbraums bis hin zum darstellbaren Farbraum der Drucker, auf denen das Bild landen könnte.

Für einen 8-Bit-Arbeitsablauf stehen 16.8 Mio Farben auf dem Monitor zur Verfügung. Auf dem Drucker sind es sogar deutlich weniger, egal, wo die Grenzen des Farbraums liegen oder wie groß der Farbraum erscheint. Spannt ein Arbeitfarbraum ein größeres Gamut auf als ein anderer, müssen die Schritte zwischen den Helligkeiten einer Farbe größer werden. Vergessen wir nie, dass wir uns im digitalen Raum bewegen, in dem wir uns immer nur in diskreten Schritten bewegen. Es macht keinen Sinn, ein großes Gamut zu definieren, wenn die Anzahl der möglichen Farben so klein ist, dass das Auge die einzelnen Schritte erkennen kann („Banding“, sichtbare Farbbänder in flachen Farben), wo ein butterweicher Farbverlauf gefragt ist.

Arbeitsabläufe mit 16 Bit Farbtiefe

Mehr Bits für jede Primärfarbe ist die Lösung, die wir heute immer öfters sehen. Dafür ist Rechenpower erforderlich und das Bild nimmt die doppelte Speichermenge in Anspruch, aber die Gefahr des Bandings durch Bildkorrekturen wird minimiert, selbst wenn das finale Bild auf ein kleineres Gamut des Ausgabegeräts heruntergerechnet wird.

Farbmanagement im Browser

Bis vor wenigen Jahren noch haben nur teure Programme wie Adobe Photoshop, Quark XPress, Adobe InDesign und Adobe Illustrator das Profil des Bildes zuverlässig interpretiert. Bei allen anderen Programmen von Office-Programmen bis hin zum Browser mussten wir uns darauf einstellen, dass Bilder in anderen Farbräumen als sRGB nicht angemessen und zuverlässig dargestellt werden konnten.

Heute unterstützen die modernen Betriebssysteme das ICC Color Management und auch die Browser interpretieren das Profil des Bildes. Wir dürfen also unsere Fotos auch ohne Transformation in den sRGB-Farbraum auf die Webseite stellen. Allerdings sollte heute – entgegen den Ratschlägen der Vergangenheit – das Profil des Bildes immer mitgespeichert werden (sowohl sRGB als auch AdobeRGB).

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