Blogs zur Farb- und Erscheinungsbildtheorie

Bei meiner neuen Tätigkeit in der Qualitätssicherung besteht eine unserer Produktqualitätsprüfungen darin, die Farbe unseres Produkts zu messen und sicherzustellen, dass wir ein Produkt herstellen, das innerhalb eines vorgegebenen akzeptablen Farbbereichs liegt. Wir verwenden ein Instrument, ein Spektralphotometer, das Hunter L, a, b; XYZ und L*a*b anzeigt. Ich habe immer gedacht, dass Farbe in RGB gemessen wird, so wie Computermonitore und Fernsehbildschirme Farben beschreiben. Ich habe sogar schon benutzerdefinierte Farben für Schriftarten auf meinem Computer erstellt, indem ich die RGB-Mengen manuell angepasst habe. Kann mir jemand erklären, warum wir Farbe mit Hunter L, a, b; XYZ und L*a*b anstelle von RGB messen sollten?

Das hängt davon ab, was Sie wollen. Möchten Sie Weiß, gelbliches Weiß oder bläuliches Weiß?

Der Hauptunterschied zwischen den CIE Tristimulus Skalen (Hunter L, a, b; XYZ und L*a*b Skalen) und RGB ist, einfach ausgedrückt, ihr Zweck in der Farbwelt. RGB ist eine geräteabhängige Methode der Farberzeugung und ist nicht genau genug, um zur Beschreibung einer Farbe für die Qualitätskontrolle verwendet zu werden. Die CIE XYZ-Farbskala stellt die tatsächliche Farbe eines Objekts dar, während RGB eine flache Vollfarbdarstellung der durchschnittlichen Farbe eines Objekts auf einem Bildschirm beschreibt. Die eine wird verwendet, um die Farbrichtung zu bestimmen (RGB), die andere, um eine Farbe genau zu quantifizieren (Tristimuluswerte).

Machen wir eine Fahrt zum Lincoln Memorial

Nehmen wir einmal an, das Lincoln Memorial sei kein physisches Objekt, sondern eine bestimmte Farbe, sagen wir weiß, da es aus einem ganz bestimmten weißen Beton besteht. Sollte ich RGB- oder Tristimulus-Werte verwenden, um dorthin zu gelangen? Das hängt davon ab, wie nahe Sie dem Lincoln Memorial oder seiner spezifischen Farbe "Weiß" kommen wollen. Die Farbe Weiß mit RGB zu messen und analytische Präzision zu erwarten, wäre so, als würde man versuchen, das Lincoln Memorial ohne die genaue Adresse und eine GPS-/Karte zu erreichen, die einem den Weg weist. Sie wissen zwar, dass sich das Lincoln Memorial in Washington D.C. befindet, aber es wäre eine Herausforderung, die genaue Adresse zu finden.

Mit RGB verhält es sich ähnlich: Sie kennen vielleicht den allgemeinen Bereich von Rot, Blau, Grün oder in diesem Fall "Weiß", aber um eine bestimmte Farbe zu finden, braucht man mehr als nur eine allgemeine Richtung. Ähnlich wie GPS, das dreidimensionale physische Koordinaten verwendet, die Sie bis auf einen Meter an die gewünschte Adresse heranführen können, liefern die CIE Tristimulus-Skalen dreidimensionale Farbkoordinaten, die Ihnen die genaue Adresse einer bestimmten Farbe mit äußerster Präzision angeben. Während RGB Sie ohne weitere Hinweise auf der Mall absetzen könnte, führen Sie die Tristimulus-Koordinaten mit Dezimalpräzision zu einer bestimmten Farbe, ähnlich wie GPS Sie auf drei Fuß genau zum Lincoln Memorial führt.

Wie wird RGB dann verwendet?

RGB ist eine additive Farbskala, die zur Darstellung von Farben auf digitalen Geräten entwickelt wurde. RGB verwendet 0 bis 255 verschiedene Lichtfarben, um verschiedene Farben zu erzeugen. Die RGB-Farbskala wurde entwickelt, um Farben durch Pixeldigitalisierung darzustellen, bei der ein roter, grüner und blauer Leuchtstoff in Gruppen zusammengefasst werden. Das ist es, was Sie sehen, wenn Sie auf den Bildschirm Ihres Computers, Fernsehers oder Telefons schauen.

Sind Sie jemals in ein Geschäft von Best Buy oder Target gegangen und haben die Reihen von Fernsehern gesehen, die alle das gleiche Fußballspiel zeigen? Wenn Sie Ihren Blick über die Bildschirme schweifen lassen, fällt Ihnen vielleicht auf, dass einige Fernseher verwaschener aussehen als andere. Auf einem Fernseher leuchtet das Gras in Neonfarben, und der Fernseher daneben sieht im Vergleich dazu fast grau aus. Jetzt schwenkt der Fernseher auf den Schiedsrichter. Sie sehen nun eine Reihe verschiedener Hauttöne auf demselben Schiedsrichter. Auf dem einen Bildschirm scheint er rosa zu sein, auf dem anderen orange und auf dem nächsten blass.

Obwohl alle Fernsehgeräte RGB zur Darstellung ihrer Farben verwenden, bestimmt die Farbausgabe des Geräts, was wir wahrnehmen. Jedes Fernsehgerät erhält gleichzeitig ein Signal zur Anzeige der RGB-Intensitäten R=100, G=200, B=150, aber die Farben sind alle leicht unterschiedlich. Das liegt daran, dass die verschiedenen Fernsehgerätehersteller unterschiedliche Leuchtstoffe für die Anzeige verwenden.

Jetzt fängt es an, Sinn zu machen! Bitte erzählen Sie mir mehr über diese Tristimulus-Werte

Lange vor der Erfindung des Fernsehens hat die Internationale Beleuchtungskommission CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) das XYZ-Farbmodell als Standardtransformation des sichtbaren Lichts in die Art und Weise, wie es von der menschlichen Netzhaut wahrgenommen wird, gebilligt. CIE XYZ stellt Farbe durch eine mathematische Tabelle dar, die die Reaktion unserer Netzhaut auf Wellenlängen in einem Bereich gewichtet. Der X-Wert steht für die Reaktion auf Rot, der Y-Wert für die Reaktion auf Grün/Gelb und der Z-Wert für die Reaktion auf Blau.

CIE-Tristimulus-Farbskalen wie die Hunter-Skalen L, a, b, XYZ und L*a*b wurden entwickelt, um Farben wie sie vom Menschen wahrgenommen werden zu quantifizieren. Die CIE Tristimulus-Skalen sind hochpräzise und können Farben bis auf eine zweite Dezimalstelle genau darstellen. Das bedeutet, dass mit dieser Farbskala nicht nur viel mehr Farben dargestellt werden können, sondern dass sie auch genauer sind. Um es noch einmal mit unserem GPS-Vergleich zu sagen: Sie liefern eine genaue Farbadresse im Gegensatz zu einem allgemeinen Farbbereich.

Was hat das damit zu tun, wie Menschen Farbe "wahrnehmen"?

Farbe ist keine primäre physikalische Eigenschaft, sondern eine psychophysische Größe. Aus diesem Grund ist eine gemeinsame Farbsprache erforderlich, um eine genaue und präzise Darstellung von Farbe zu ermöglichen. Die Aufschlüsselung der Farbwahrnehmung hilft zu verstehen, wie Farbe in einer Tristimulus-Farbskala wie Hunter L, a, b; XYZ und L*a*b berechnet wird.

Damit der Mensch Farben wahrnehmen kann, müssen drei Dinge vorhanden sein. Erstens braucht man ein Objekt, dann eine Lichtquelle und schließlich jemanden, der das Objekt beobachtet. Der Mensch nimmt Farbe wahr, indem er Informationen aus den Wellenlängen des von einem Objekt reflektierten Lichts sammelt und dann eine subjektive Aussage über die Farbe macht. Dies wird durch die physische Wahrnehmung verschiedener Fernsehgeräte veranschaulicht, die unterschiedliche Variationen der Farbe Grün anzeigen. Wir können sagen, dass alle Fernsehgeräte die Farbe Grün anzeigen, trotz der geringen Unterschiede zwischen den Farben. Farbspektralphotometer funktionieren ähnlich wie das menschliche Auge: Das Objekt wird vor eine Lichtquelle gestellt, das Licht wird von dem Objekt reflektiert (oder durch dieses hindurchgelassen), und das reflektierte (oder durchgelassene) Licht wird von einer Präzisionsoptik aufgefangen, die buchstäblich die Anzahl der Photonen bei bestimmten Wellenlängen zählt, um die dreidimensionalen Koordinaten der Farbe des Objekts zu berechnen.

Sind wir schon da?

Die analytische Farbmessung ist aufgrund der subjektiven Natur der menschlichen Farbwahrnehmung ein Muss für die Fertigung. Eine wiederholbare, objektive und präzise Farbdefinition ist ohne die richtige Farbmesstechnik schwierig, aber mit der richtigen Technologie können wir leicht und zuverlässig das gewünschte Farbziel erreichen, in dieser Abbildung des Lincoln Memorials ein ganz bestimmtes "Weiß".

HunterLab stellt Instrumente her, die präzise messen und gleichzeitig die beste Technologie für seine Kunden bieten. Erfahren Sie mehr über unsere Produkte und die Bedeutung der Qualitätskontrolle, indem Sie sich unseren früheren Artikel darüber ansehen, wie unser Neues digitales Qualifikationsbuch die Qualitätskontrolle verändert.

Möchten Sie mehr über Farbe erfahren? Bleiben Sie dran für unseren nächsten Artikel in dieser Farbbildungsreihe, in dem wir die Unterschiede zwischen Farbskalen und Farbindizes erörtern werden.