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.