Lab: Farben vergleichen und Farbabstand

Farbabstand

Für die Berechnung und Beurteilung von Farbabständen wird der L*a*b*-Farbraum herangezogen. Farbräume wie LAB und LUV werden als besser gleichabständig empfunden.

Das RGB-System behandelt die Werte von Rot, Grün und Blau als Koordinaten eines Würfels. Der Abstand zweier Farben ist die Distanz zwischen ihren Koordinaten. RGB-Werte sind nicht gleichabständig genug (wenn auch gleichabständiger als XYZ-Werte): Viele der Grünwerte sehen gleich aus, aber das menschliche Auge erkennt subtilste Schattierungen von Gelb.

Der Lab-Farbraum entsteht durch eine nicht-lineare Transformation des CIE XYZ-Farbraums. Die Transformation drückt und zieht den RGB-Würfel wie ein Stück Pizzateig in Form, bis die Abstände zwischen zwei Farben nahezu dem Urteil der meisten Betrachter entsprechen.

Im L*a*b*-Farbraum werden gleiche Farbabstände ΔE vom menschlichen Auge auch als gleich empfunden.

Mit dem Farbabstand beurteilen wir, wie exakt ein Farbmuster auf dem Monitor oder im Druck getroffen wird. Vor allem bei Produktfotos legen wir Wert darauf, dass der Farbabstand der Vorlage oder des Farbmusters so klein ist, dass unser Auge ihn nicht wahr nimmt.

Der Vergleich zweier Farben – üblicherweise einer Vorlage / eines Farbmusters und dem Bild im Katalog oder dem Plakat – ist ein wichtiger Arbeitsschritt im Druck und auch in der industriellen Produktion. Wenn ein Druckverfahren auf einem speziellen Papier verspricht, bestimmte Farben zu erreichen – etwa die Farben für Kleidung in einem Katalog – muss der Kunde eine Möglichkeit haben, die Abweichungen zu messen.

L*a*b* Delta E (ΔE)

Der L*a*b*-Farbraum beruht auf einem Farbmodell, das Helligkeit (L*) und zwei Farbwerte (a* und b*) nutzt. Die Farbkoordinaten legen fest, wo die Farbkoordinaten auf einem kartesischen Graphen liegen. Der a*-Wert definiert die Rot-Grün-Achse, der b*-Wert die Blau-Gelb-Achse. Der L*-Wert ergänzt den Farbraum in der dritten Dimension – um die Helligkeit.

Formeln für Buntheit, Farbtonwinkel und Farbdifferenzen:

Cab= b*2 + a*2
hab = arctan b*a*
ΔE*ab = ΔL*2 + Δa*2 + Δb*2
farbabstand delta e erklärt
Farbdifferenzen setzen sich aus Helligkeits- und Buntheits- und Bunttonunterschieden zusammen.

ΔE – Delta E – als Maß für Farbunterschiede

ΔE (Delta E oder auch dE76, da die Formal 1976 zusammen mit dem LAB-Farbraum entwickelt wurde) ist ein Maß für den Abstand zweier Farben. Bei der Angabe von Farbdifferenzen nach der ΔE-Formal bezeichnet der Wert 1 einen Abstand, den das menschliche Auge nicht mehr wahrnimmt.

Das E der Delta-E-Formel ist die Abkürzung für das deutsche Wort Empfindung.

ΔEij = L* i - L* j 2 + a* i - a* j 2 + b* i - b* j 2

übersichtlicher

ΔEij = ΔL* 2 + Δa* 2 + Δb* 2
Vorgegebener Sollwert Gemessener Istwert Differenz
L* 60 63 -3.0
a* 65 62 3.0
B* 55 49 6
ΔE = 3.47
Vorgegebener Sollwert Gemessener Istwert Differenz
L* 92 90 2.0
a* 7 11 -4.0
b* 19 17 2.0
ΔE = 3.98

Alle Formeln für Farbdifferenzen sind korrigierte und gewichtete Formeln und basieren auf L*a*b*-Werten.

Formel für Farbdifferenzen: ΔE (Delta E)

ΔE ist eine gute Allround-Lösung, aber Farbabstände nach der normalen CIELab-Formel werden bei stark gesättigten Farben zu stark bewertet, während Helligkeitsunterschiede zu gering bewertet werden.

Die berechneten Farbabstände entsprechen nicht für alle Farben den empfundenen Farbabständen. Bei ungesättigten Farben nehmen wir feinere Farbunterschiede wahr als bei hochgesättigten leuchtenden Farbtönen.

Dieser Mangel der Farbdiffernzformel Delta E rührt schon aus der CIELab-Formel selbst, denn der Lab-Farbraum ist nicht so empfindungmäßig gleichabständig, wie es seine Entwickler vorgesehen hatten.

Sichtungsbedingungen

Farbdifferenz Wirkung
< 0.2 nicht sichtbar
0.2 - 1.0 sehr gering
1 - 3 gering
3 - 6 mittel
> 6 groß

Die Raumhelligkeit, die Größe der Probe, die Art der Präsentation und die räumliche Nähe der Muster spielen eine Rolle. Weitere Faktoren sind auch die Erfahrung des Betrachters und die Zeit für die Adaption: – unerfahrene Betrachter brauchen etwa 5 sek, um ein ΔE von 15 zu erkennen, – 10 bis 15 sek, um ein ΔE von 10 zu erkennen, – 15 bis 20 sek, um ein ΔE von 5 zu erkennen

  • Fehler < ΔE 2.5 waren auf einem CRT-Monitor gar nicht sichtbar.
  • Gedrucktes Material: Fehler zwischen ΔE 2 bis 4 gelten als akkurate Umsetzung

CIE94 Farbdifferenzformel (bessere Wahl für kleine Farbabstände)

Um die Entfernung zwischen zwei Farben in Grafiken zu bewerten, wird eher die Farbdifferenzformal ΔE94 empfohlen.

Die Formel ähnelt der CMC-Formel, aber die Gewichtung basiert auf der RIT/DuPont-Toleranz, die anhand von Malereien auf weichen Oberflächen abgeleitet wurde.

CMC-Farbdifferenzformel

Das CMC (Colour Measurement Committee of the Society of Dyes and Colourists of Great Britain) entwickelte 1984 eine Formel auf der Grundlage von LCH-Werten für die Textilindustrie. Mit CMC l:c können Faktoren für die Helligkeit (l – lightness) und Sättigung (c – chroma) angegeben werden.

Da das Auge empfindlicher für Unterschiede in der Sättigung ist, wurde 1:c als 2:1 vorgegeben. Hier darf also der Unterschied in der Helligkeit zweimal so hoch sein wie der Unterschied in der Sättigung.

ΔE 2000 (CIE ΔE2000)

ΔE 2000 (CIE ΔE2000) ist die jüngste Formel. Wie auch die zuvor erwähnten Bemaßungen für Farbdifferenzen basiert sie auf L*a*b*-Daten.

ISO 12647 Graphic Technology – Process Control for the Production of Half Tone Colour Separations Proof and Print

Zahlen

Wer sind die Farbsensibelchen?

Besonders empfindlich ist die Automobilindustrie wenn es um Farben geht. Ein Autolack, der für die Reparatur von Schadstellen hergestellt wird, darf keine sichtbare Differenz zum Originallack des Autos zeigen. Und das auch 10 Jahre nach der Produktion des Autos, wenn die Pigmente der Farbe neu gemischt werden müssen.

Frauen hingegen müssen nach der Wäsche des neuen Pullovers sichtbare Farbunterschiede im mittleren Bereich hinnehmen.

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