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Farbtoleranzen

Das Problem der Farbtoleranzen

Akzeptierbarkeit von ∆E-Werten
Die ClELab- ∆E - Formel wird hauptsächlich in der Oualitätskontrolle von farbigen Erzeugnissen angewandt.
Hierbei stellt sich das wichtige Problem der Akzeptierbarkeit von ∆E -Werten. Die bei der Berechnung der L,a,b-Werten verwendeten Faktoren 116 bei L, 500 und 200 bei a bzw. b haben neben der Aufgabe die Differenzen Y*-X* und X*-Z* zu gewichten, vor allem die Aufgabe, die Größenordnung von DE -Werten zu bestimmen und zwar derart, dass ∆E = 1 einem gerade noch unterscheidbaren Farbunterschied entspricht.
In Wahrheit - und wie viele in der Praxis schon leidvoll erfahren mussten - ist dies nicht der Fall.
∆E =1 (eher ∆E=0,1 -2,0!) entspricht allenfalls nur im Mittel dem gerade wahrnehmbaren Farbunterschied.
Welche Farbunterschiede man wie stark wahrnimmt, hängt ab von:

Beobachtungsbedingungen

wie u.a. Raumhelligkeit, Größe von Probe und Standard, Präsentation der Proben.
Wenn Probe und Standard nahtlos aneinandergrenzen, wird auch ein sehr kleiner Farbunterschied wahrgenommen.
Je breiter der Abstand zwischen Probe und Standard, desto geringfügiger erscheint der
Farbunterschied, desto größere Farbunterschiede werden toleriert.

Siehe die PowerPoint-Präsentation [150 KB] zum Einfluss der Beobachtungsbedingungen.

Beobachter

Jeder Mensch hat ein ganz individuelles Farbwahrnehmungsvermögen.
Die spektralen Empfindlichkeiten der drei Wahrnehmungszentren für Blau, Rot und Grün sind verschieden ausgeprägt, so dass geringe Differenzen des Kurvenverlaufs von Standard und Probe z.B. im Rotbereich dem einen Beobachter kaum auffallen mögen, dem anderen jedoch viel stärker.
Die Empfehlung, der farbmetrischen Farbabstandsbewertung nur bedingt zu trauen und das visuelle Urteil gewissermaßen zur höchsten Instanz zu machen, kann deshalb nicht unterstrichen werden.
Woher will man die Gewißheit nehmen, dass gerade die eigene Wahrnehmung der gegebenen Beobachtungssituation die richtige ist. Wenn schon das visuelle Urteil über das farbmetrische zu stellen ist, dann eher ein objektiv ermitteltes Durchschnittsurteil von beispielsweise 10 Beobachtern, das dann aber auch nicht die Zweifel beseitigen kann, wenn man die großen Streuung der Urteile sieht, sehen wird!

Von der Farbe

Objektiv (wenn es so etwas in der Farbwahrnehmung überhaupt gibt) gleiche Farbunterschiede bekommen in der DE-Lab-Bewertung nicht gleich große Zahlenwerte.
Selbst bei genau definierten Beobachtungsbedingungen wird z.B. ein DE = 0.5 bei grauen Proben als erheblich empfunden, bei satten roten Farben fast nicht wahrgenommen.
Die CIELAB-E -Formel bewertet mit anderen Worten in manchen Bereichen des Farbraums Farbunterschiede zu stark in anderen zu schwach.

Anwendungsgebiet

Die schärfsten Toleranzlimits werden nach den Erfahrungen des Autors in der Lackindustrie bei Möbellacken und PKW-Decklacken gefordert.
Ein wahrnehmbarer Farbunterschied wird hier definitiv nicht akzeptiert.
In der Druckbranche ist man großzügiger. Man weiß ja von vorneherein, dass keine Gleichheit zwischen Vorlage und Druck zu erreichen ist und dass im Verlauf des Auflagendrucks die Farben mehr oder weniger "weglaufen." Es ist ja schlimmer, wenn eine Tür farblich nicht exakt zum Schrank-Korpus passt, als wenn die Farbe von Exemplar 100 nicht der Farbe des 100000sten Drucks entspricht.

Sichtbarkeit ist nicht Tolerierbarkeit

Empfindungsgemäß gleich wahrgenommene kleinste Farbunterschiede (gleiche und ideale Beobachtungsbedingungen vorausgesetzt) liegen nach der CIELAB-Formel im Bereich zwischen ∆E=0.02 und ∆E=2!
Dieser gerade wahrnehmbare Farbunterschied ist jedoch nicht automatisch gleichbedeutend mit seiner Tolerierbarkeit.
So enge Farbtoleranzen würden für viele Branchen den Ausschuss und damit die Kosten ins Unerträgliche wachsen lassen.

CIELAB DE-Formel schlecht?

Ja! Sie bewertet gleich groß wahrgenommene Farbdifferenzen - je nach ihrer aboluten Lage im Farbenraum - oft um mindestens den Faktor 10 verschieden.
Große DE-Werte können in einem Farbbereich visuell weniger auffallen als kleine ∆E's in einem anderen Bereich!
Allerdings ist die CIELAb-∆E-Formel nicht schlechter als andere ∆E-Formeln. Man war sich der Schwächen bei der Normung der CIELAb-∆E-Formel z.B. mit DIN 6164 durchaus bewusst. Man handelte bei der Einführung des CIELAB-DE als Norm nach dem Prinzip:
"Wenn wir es nicht anders als falsch geht, dann wenigstens einheitlich falsch".

DE bei brillanten Farben

Erfahrungsgemäß werden Farbdifferenzen nach der normalen CIELAB-Formel bei höher gesättigten Farben (insbesondere bei brillanten Gelb- oder Rottönen) viel zu stark und im Graubereich zu gering bewertet.
So fallen z.B. Bunttondifferenzen bei Farben geringerer Buntheit stärker ins Gewicht als bei Farben mit hohem Chroma. Es ist so, als ob benachbarte Speichen eines Rades (mit denen sich die Hue-Strahlen in der a,b-Ebene vergleichen lassen) nach außen hin mit wachsendem Abstand von der Nabe (Grau) nicht proportional auseinander streben, sondern die Tendenz zum parallelen Verlauf zeigen - was nur in der dritten Dimension möglich ist, wie bei den Längengraden der Erde, deren Abstand sich am Äquator weniger stark ändert als in der Nähe des Nordpols.
Wenn es um Farbdifferenzwahrnehmung geht, scheint die Helligkeitsebene und auch der gesamte Farbenraum im Hyperraum gekrümmt, ähnlich wie große Massen den Raum um sich herum deformieren, deformiert eine im Mittelpunkt des Interesses stehende Farbe - das ist der jeweilige Standard - den Farbraum . Die Größe dieser Deformation hängt von der Farbart des Bezugs ab. Differenzen im Lab-Raum "wiegen" umso stärker, je unbunter (ungesättigter) der Standard ist.

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