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Farbmodelle

Was sind Farbmodelle?

Es wurden verschiedene Farbmodelle entwickelt, um Farben zu beschreiben und zu spezifizieren. Da die verschiedenen Medien unterschiedliche Farbmischungen verwenden, sind die Farbmodelle für bestimmte Medien und Farbmisch-Verfahren optimiert: So für die Farbdarstellung auf Monitoren, die mit additiver Farbmischung arbeiten, oder für den Printbereich, der mit subtraktiver Farbmischung arbeitet.

Die bekanntesten Farbmodelle sind das RGB- und das CMYK-Farbmodel, die sich zur physikalischen Darstellung von Farben eigenen, die anderen eigenen sich um Farben zu klassifizieren, d.h. die Information über die Farbe als Zahlenwerte anzugeben.

Additive Farbmischung (RGB Lichtfarbenmischung)

Unter der additiven Farbmischung wird die Farbmischung der Lichtfarben verstanden. Dieses Farbdarstellungssystem basiert auf der Addition der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau abgekürzt RGB.

Werden alle drei Grundfarben übereinanderprojeziert entsteht weißes bzw. farbloses Licht (in der Mitte der Grafik dargestellt).
Die additive Farbmischung stellt also die Mischung der Grundfarben des natürlichen Lichts dar, kann also nur durch eine Lichtquelle/Projektion dargestellt werden. Die Bezeichnung "Additive Farbmischung" ist daher auf den Effekt bezogen, dass sich durch Mischung der Grundfarben hellere, reinere Michfarben ergeben bis hin zu weiß. Bei weißem Licht handelt es sich also um ein Mischlicht.

Beispiele:

Obwohl gewöhnliches Licht, wie es etwa von der Sonne oder einer Glühlampe erzeugt wird, in der Regel weiß in Erscheinung tritt, sind darin dennoch viele verschiedene (Licht-) Farben enthalten. Wird weißes Sonnenlicht mit einem Prisma in seine Wellenlängen auffächert, so sind alle Farben des Spektrums zu sehen. Verfolgt man diesen Prozeß in umgekehrter Richtung, so ist es möglich, mit den unterschiedlichen Farben wiederum weißes Licht zu erzeugen.

Fernseh-, Beamer- oder Computermonitorbilder werden ebenso gemäß den Prinzipien der additiven Farbmischung erzeugt.

 
Additive Farbmischung RGB
Der RGB Farbraum, mit seinen Grund- und Sekundärfarben
     

Subtraktive Farbmischung (CMYK, Körperfarbenmischung)

Die subtraktive oder Körperfarbenmischung ist die gewohnte Art der Farbmischung, also die Art Farbmischung die mittels eines Malkastens erzeugt werden kann und unser Verständnis der Farbmischung geprägt hat.
Die Körperfarbmischung (CMYK) bezieht sich also auf die Aufsichts-Reflektion der Farben eines Körpers oder eines Bildes. CMYK steht für die drei Grundfarben Cyan, Magenta und Yellow und Key als Farbtiefe durch Schwarz.

Alle drei Grundfarben zusammengemischt ergeben schwarz (in der Intensität abhängig von der Farbdeckung der Grundfarben). Der Effekt der Gesamtmischung zu schwarz erklärt die Bezeichnung "Subtraktive Farbmischung", also in der Zusammenmischung immer dunkler werdend, absteigend immer weniger Licht reflektierend.

Für den Vierfarbdruck ist eine zusätzliche Druckfarbe Schwarz notwendig, weil sich die drei CMY-Grundfarben in der Praxis nicht ausreichend zu Schwarz addieren - dafür hat man das CMYK-Farbmodell entwickelt.

Beispiele:

Gehen wir zurück in die Schulzeit und mischen Farben im Farbmalkasten. Welche Farbe ergibt sich bei der Mischung von Grün und
Rot? Gelb? Kann Gelb aus anderen Farben gemischt werden? Man kommt schnell zu der Antwort, dass dies im Farbmalkasten nicht möglich
ist!

CMYK ist das Standardfarbmodell der Drucktechnik für den Vierfarbdruck

 
Subtraktive Farbmischung CMYK
Der CMYK Farbraum, mit seinen Grund- und Sekundärfarben
     

Weitere Farbmodelle

Das HSV- und HLS-Farbmodell

HSV- und HLS-Räume sind Transformationen des RGB-Raums. Das HSI-Modell besteht aus dem Farbton Hue (H), der Sättigung Saturation (S) und der Intensität Intensity (I). Im HSV- bzw. HLS-Modellen sind keine Kenntnisse über die Prozentanteile von Rot, Grün oder Blau erforderlich, um eine Farbe zu erzeugen. Der gewünschte Farbton wird eingestellt und das wars. Um vom dunklen Rot zum Rosa zu kommen, wird die Sättigung verringert. Um eine Farbe heller oder dunkler zu machen, wird die Intensität geändert.

Das Lab-Farbmodell

Lab umschließt den geräteunabhängigen Farbraum von RGB und CMYK in gleichen Abständen. L ist der Helligkeitskanal (Luminanz) und 2 Farbkanäle: a von Grün bis Rot, b von Blau bis Gelb. Lab trennt also die Helligkeits- und die Farbinformation. Im L-Kanal werden die Tonwertunterschide und die Zeichnung abgebildet. a und b halten die Farbunterschiede fest.

Das CIE-FarbmodellFarbraum CIE

Das von der Commission Internationale díEclairage (CIE), der internationalen Beleuchtungskommission, entworfene CIE-Farbmodell wurde 1931 für die Druckindustrie entwickelt.Bei diesem Modell wurden Rot, Grün und Blau durch die standardisierten Primärfarben X, Y, und Z ersetzt. Mit diesen neu definierten Grundfarben sollen sich alle Farben erzeugen lassen. Mit dem CIE-Farbdiagramm kann man zwar die Reinheit jeder Farbe messen, jedoch ist es nicht möglich die Helligkeit zu bestimmen. Braun erscheint beispielsweise. nicht im Diagramm, da braun ein orange-roter Farbwert bei sehr geringem Helligkeitswert ist. Das CIE-Diagramm ist also keine vollständige Farbpalette, da beim Vorgang des Projizierens immer Informationen über die Luminanz verloren gehen.

YUV-Farbmodell

Das YUV-Farbmodell aus der Fernseh- und Videotechnik nach dem PAL-Fernsehstandard, sowie das YIQ-Farbmodell, das im NTSC-Fernsehstandard verwendet wird. HSV-Farbmodell, in dem der Farbton (Hue), die Farbsättigung (Saturation) und der Value die Farbmischung bestimmen und das HSB-Farbmodell. Weitere Modelle sind HLS-Farbmodell und das HVC-Farbmodell.
Neben den geräteabhängigen Farbmodellen gibt es mit CIELab das geräteunabhängige Lab-Farbmodell. Auch für die Wiedergabe von HD-Medien wurde mit dem xvYCC-Farbmodell eines entwickelt, das einen wesentlich größeren Farbraum hat als die anderen Farbmodelle.

Das YIQ-Modell

Dieses Modell wird für die Umrechnung von Farb- zu Schwarz/Weiss-Fernsehen benötigt (Kompatibilität zu alten S/W-Fernsehern). Y ist die Luminanz (Lichtintensität), dies zeigt der S/W-Fernseher an. Beim Farbfernseher kommt die Farbigkeit in den Parametern I und Q hinzu. Zur Umrechnung von RGB nach YIQ gibt es eine Formel.


Viele dieser Farbmodelle sind in Grafikprogrammen implementiert. Zwischen den einzelnen Farbmodellen besteht ein mathematischer Zusammenhang, so dass ein Farbmodell in ein anderes transferiert werden kann.

   

 

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