Farbsystem CIExyz

Um Farben objektiv vergleichen zu können, benötigt man einen Maßstab, einen neutralen Farbraum, der als Referenz dienen kann. Von der CIE Commission Internationale de l'Eclairage (Internationale Beleuchtungskommission) gibt es seit 1931 den CIExyz-Farbraum.
Testpersonen mußten mit RBG-Lampen eine gegebene Farbe nachmischen.
Der 2-Grad-Standardbeobachter hatte ein Farbfeld von 10 cm2 Fläche in einem Meter Entfernung vor Augen.

Der CIE-Farbraum umfaßt alle vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Farben, die aber natürlich mit keinem technischen System wiederzugeben sind. Kein Foto kann den Kontrastumfang eines Sonnentages genau so wiedergeben, wie das menschliche Auge ihn wahrnehmen kann. Um den theoretischen Ursprung der so ermittleten RGB-Werte zu betonen, wurden sie XYZ genannt.

Durch mathematische Umrechnung dieser XYZ-Werte gelangte man zum xyY-Modell, bei dem Y die Luminanz (Helligkeit) darstellt und x und y die Chrominanz (Farbe).
Als Anschaungsmodell für den CIExyY-Farbraum dient die nach ihrer Form auch salopp Schuhsohle (oder Hufeisen) genannte Farbtafel.

Diese Farbtafel eignet sich sehr gut zur Veranschaulichung farbmetrischer Zusammenhänge, beispielsweise der direkte Vergleich von Monitorfarbraum und Offsetdruckfarbraum. Obwohl CIExyz zu CIElab weiterentwickelt wurde, wird diese zweidimensionale Veranschaulichung von CIExyz immer noch oft verwendet.

CIELab

Der heute bekannteste und meistverwendete Farbraum ist das aus CIExyz weiterentwickelte und 1976 eingeführte CIELab, ein medienneutrales Modell zur Beschreibung einer Farbe durch drei Werte, Lab (wird eigentlich L*a*b* geschrieben): L* ist die Helligkeitskoordinate, a* der Rot(+)Grün(-)Wert, b* der gelb(+)blau(-)Wert.

Nachdem heute keine Verwechslungsgefahr mit anderen Lab-Modellen besteht, wird Lab meist ohne die Sternchen geschrieben. Durch die computergestützte Berechnung dieser drei CIELab-Werte kann man ein gleichabständiges Farbmodell entwickeln (bei dem alle Farben gleich viel Platz haben), im Gegensatz zu CIExyY, bei denen grüne Farbtöne mehr Platz einnehmen als rote, orange und gelbe Farbtöne. Aus diesen drei Lab-Werten lassen sich Farbtondifferenz und Farbwinkeldifferenz, sowie Sättigung und Buntheit mathematisch exakt berechnen. Dadurch kann man Farbähnlichkeiten und Farbunterschiede vergleichend beschreiben. Der Farbabstand delta E ist ein direktes Maß der Ähnlichkeit zweier Farben (siehe Abbildung oben rechts). Ein Farbabstand von delta E = 1 kann vom Fachmann erkannt werden, eine Laie erkennt etwa 2,5. Ein Farbabstand von 6-7 ist noch tolerierbar, ab 10 ist der Unterschied überdeutlich.
Das zugrundeliegende mathematische Modell ist zwar komplizierter als bei CIExyY, aber das Lab-Modell ist dafür übersichtlicher. In der computerinternen Berechnung findet CIExyY nach wie vor Verwendung, da hier nicht Anschaulichkeit sondern Rechengeschwindigkeit wichtig ist.
Durch die übergeordnete Stellung des CIELab-Systems, in dem jede für das menschliche Auge sichtbare Farbe objektiv angegeben werden kann, kann der Lab-Farbraum zur Vermittlung zwischen dem RGB-Modell, das an die additive (Licht) Farbmischung gebunden ist, und dem cmyk-Modell, das an die subtraktive (Pigment) Farbmischung gebunden ist, verwendet werden.