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Gute Pixel, schlechte Pixel

Michael J. Hußmann erklärt in DOCMA 57, welche Kriterien ein Produkt erfüllen muss, damit das Color Management anstatt von lediglich bunten auch farblich korrekte Pixel auf den Bildschirm bringt.


Die Anzeige farbiger Bilder auf einem Monitor ist ein recht grobschlächtiges Verfahren. Ob wir in Photoshop mit 16,8 Millionen (8 Bit) oder 281 Billionen Farbabstufungen (16 Bit) arbeiten – ein Monitor kennt nur drei Farben: Rot, Grün und Blau. Erst aus hinreichend großem Abstand entsteht aus den unterschiedlichen Helligkeiten dieser drei Grundfarben ein scheinbar kontinuierliches Farbspektrum.
Man könnte nun denken, dass es folglich nur auf das richtige Mischungsverhältnis ankäme. Selbst wenn ein Monitor die richtigen Farben nicht schon ab Werk trifft, müsste man ihn nur kalibrieren – mit einem passenden Profil könnte der Computer diejenigen RGB-Werte an den Bildschirm schicken, die den richtigen Farbton erzeugen. Dass es so einfach nicht ist, weiß jeder, der schon einmal ein Schnäppchen-Display oder den Bildschirm eines Notebooks auf eine farbverbindliche Darstellung zu trimmen versucht hat.
Welche Farben überhaupt darstellbar sind, hängt beispielsweise von den Grundfarben und deren Reinheit ab; mit weniger gesättigten Grundfarben erscheint das Bild vielleicht heller, aber der Farbraum schrumpft. Idealerweise sollte der Monitor schon vor der Kalibrierung fein und gleichmäßig abgestufte Tonwerte in allen drei RGB-Kanälen erzeugen. Eine ungleich­mäßige Abstufung bedeutet, dass manche Farb- und Helligkeitsunterschiede feiner als nötig aufgelöst werden, andere aber dafür um so gröber. Diesen Mangel kann auch eine Kalibrierung nicht mehr heilen.
Ohnehin kann eine Kalibrierung nicht alle Eigenschaften eines Bildschirms auswerten und Abweichungen vom Ideal kompensieren. Wenn wir von Farbmanagement reden, betrachten wir den Bildschirm als Einheit, gehen also vereinfachend davon aus, dass alle Pixel gleich wären. Das ist bei TFT-Displays schon prinzipbedingt nicht möglich, weil deren Licht stärker gerichtet ist als das eines Röhrenmonitors. Zwischen der Bildmitte und dem Rand werden Helligkeit und Kontrast immer leicht abfallen; dieser Effekt, der bei guten Bildschirmen unmerklich bleiben sollte, kann bei billigen Displays unübersehbar sein.
Davon unabhängig werden sich die Millionen von Bildschirmpixeln auch nicht alle völlig identisch verhalten; geringe, zufällige Abweichungen lassen sich in der Produktion nicht immer vermeiden. Wenn der Monitor-Hersteller alle Bildschirme vollständig ausmisst und in diesem Schritt identifizierte Abweichungen in der Elektronik des Monitors speichert, kann er sie im Betrieb herausrechnen. Das Ergebnis ist ein uniforme Darstellung über die gesamte Bildschirmfläche.

Besser hart als soft
Die Kalibrierung des Bildschirms mit einem Farbmessgerät ermittelt mit einer großen Zahl von Messungen, wie der Monitor verschiedene Farben und Helligkeiten wiedergibt. Daraus berechnet die benutzte Software eine Look-up Table, die aus den RGB-Werten der Bildpixel jene RGB-Werte berechnet, mit denen der Monitor die korrekte Farbe erzeugt – oder zumindest einen Farbton, der dem Optimum im Rahmen dessen, was der Bildschirm überhaupt darstellen kann, möglichst nahe kommt. Je nachdem, ob diese Tabelle im Computer oder im Monitor gespeichert wird, spricht man von einer Software- beziehungsweise Hardware-Kalibrierung (obwohl die Tabelle auch bei einer Software-Kalibrierung in der Hardware gespeichert wird – in der des Computers).
Die Software-Kalibrierung übersetzt die meist 256 Tonwerte in den drei Farbkanälen, wie sie ein Grafikchip erzeugt, in ein optimiertes Spektrum von 256 Tonwerten. Das Resultat ist eine farbgetreuere Darstellung; die nach der Kalibrierung angezeigten Bilder sind also farbverbindlicher als zuvor. Die Beschränkung auf insgesamt 256 Tonwerte bringt es aber mit sich, dass diese Verbesserung eine Kehrseite hat.
Vor der Kalibrierung enthält die Tabelle alle Werte von 0 bis 255. Die Optimierung der Tonwerte kann nur dadurch erfolgen, dass die Werte in einigen Tabellenzellen vergrößert und die in anderen verringert werden, aber da es insgesamt nur 256 Zellen gibt, müssen dabei zwangsläufig
Lücken aufreißen: Manche der ursprünglich 256 Werte kommen in der Tabelle gar nicht mehr vor, während umgekehrt einige Zellen denselben Wert enthalten. Im Ergebnis ist die Farbwiedergabe zwar originalgetreuer, dafür aber auch nicht mehr so fein abgestuft, wie es 8 Bit pro Kanal eigentlich erlauben würden.
Bei einer Hardware-Kalibrierung findet die Korrektur der Tonwerte im Monitor statt. Der Computer übermittelt RGB-Werte mit je 256 (oder 1024) Stufen an den Monitor, der anhand seiner eigenen Look-up Table jeden dieser Werte in einen sehr präzise angebbaren korrigierten Wert übersetzt – hier ist der Monitor nicht auf 256 Stufen beschränkt, sondern kann so fein differenzieren, wie das die Hardware des TFT-Panels erlaubt. Dadurch ist garantiert, dass alle 256 vom Computer unterschiedenen Werte auch auf dem Bildschirm unterschiedlich dargestellt werden, und keine Lücken in der Reihe der Werte zu einer sichtbaren Tontrennung führen. Bei einer ansonsten gleichen Kalibrierung erzeugt die Hardware-Variante daher stets die über­legenen Resultate.

Ein integrierter Sensor
Mit einer einmaligen Kalibrierung ist es nicht getan. Das Verhalten eines Monitors ändert sich mit der Zeit, und so müssen Sie die Kalibrierung etwa alle ein oder zwei Wochen wiederholen. Diese Mühe – Sie müssen das Messgerät anschließen und vor dem Bildschirm platzieren, die Software starten und sich durch die einzelnen Schritte klicken – scheut man oft, und das Ergebnis ist, dass man seltener neu kalibriert, als es im Interesse eines verlässlichen Color Managements ratsam wäre.
Manche Monitore, wie die ColorEdge-CG-Modelle von EIZO, haben einen eingebauten Sensor für die Kalibrierung. Im Betrieb bleibt dieser Sensor im Gehäuse verborgen, klappt aber bei Bedarf aus, um die Farbwiedergabe auszumessen. Wenn Sie in der mitgelieferten ColorNavigator-Software eine Wiederholung der Kalibrierung in einem festen Rhythmus programmieren, dann startet diese bei Bedarf automatisch. Sie können auch angeben, dass Sie davon nicht in Ihrer Arbeit unterbrochen werden wollen; die Software wartet dann so lange, bis der Computer in den Ruhezustand schalten würde.

Diesen und weitere Artikel, Tipps, Tricks und Workshops finden Sie im DOCMA-Heft Nr 57 (2-2014). Mehr Infos zum Heft gibt es hier. Wer keine Lust hat zum Kiosk zu gehen, kann sich diese Ausgabe (und ältere) bequem bei uns im Webshop bestellen.

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