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Farbräume

Die Farbwahrnehmung des Menschen ist bekanntlich dreidimensional.
Die Bezugskoordinaten des Farbenraums können sein z.B im
Munsell-, CIELAB- und RAL-Design-System

oder im NCS-System 

Die Ausdehnung dieses Raumes ist hinsichtlich zweier dieser Dimensionen klar:
Bei Aufsichtsfarben kann die Helligkeit nur zwischen reinem Weiß und reinem Schwarz varieren.
Messtechnisch hätte das reine Weiss einen Remissionsgrad von 100%, das reine Schwarz einen Remissionsgrad von 0%.
Auch hinsichtlich Buntton gibt es keine Zweifel: Wir können uns nur die Farben des Farbenkreises, z.B. ausgehend von Gelb über Grün, Blau, Violett, Rot und über Orange wieder zu Gelb vorstellen.
Anders bei der dritten Dimension, bei der Sättigung, Buntheit, "Brillanz", Reinheit,
"Verschwärzlichung" oder wie auch immer man diese Farbqualität bezeichnen möchte.
Bleiben wir bei der DIN-genormten Bezeichnung "Buntheit": Das neutrale Grau hat die Buntheit 0.
Aber wo liegt das Maximum der Buntheit? Ist diese Dimension nach "oben offen"? Nein! Sie ist nur je nach Technik und Buntton verschieden weit ausgedehnt!
Stellt man sich den Farbenraum als Zylinderkoordiantensystem vor, so gliedert er sich in Helligkeitsebenen in denen Farbenkreise mit von innen nach außen zunehmender Buntheit liegen.
Etwa so:

Schema des Munsell-Farbraums

Die Tortenscheiben in 10 Value-(Helligkeits)-Ebenen sind in 20 Hue-(Buntton)-Sektoren unterteilt. In den Sektoren nimmt von innen das Chroma (Buntheit) von 0 bis (hier im Bild mit rgb-Farben machbar) 12 zu. Die Chroma-Stückchen unterscheiden sich hier im Bild um 2 Einheiten.

Theoretischen Grenzen des Farbraums

Geht man von der pysikalischen Ursache der Farbigkeit eines Gegenstandes aus, die sich in Form der Remissionskurve mittels Spektralphotometer messen lässt, so kann man sich überlegen, welches R-Spektrum z.B. ein Blau haben müßte, so dass bei vorgegebener Helligkeit seine Buntheit (Chroma) nicht mehr steigerungsfähig ist. Genau diese Frage hat der Autor in einer farbmetrisch/mathematischen Untersuchung geklärt und für alle Farben (in Schritten von 10 Hue-Graden) auf verschiedenen Helligkeitsniveaus die maximal erreichbaren Buntheiten C im CIELAB-System berechnet.

Nachfolgend das Ergebnis: Gezeigt ist ein Querschnitt durch den CIELAB-Raum bei der Helligkeit L=50.
In Innern dieses Querschnitts durch den maximalen Farbraum ist der Raum eingezeichnet, den man mit Pigmenten lacktechnisch (z.B. mit Ölfarben) erreichen kann.
L. Gall, "farbe + lack" 11/1992 S. 863 - 869

Maximal mögliche Farben in der CIELAB-Ebene

bei L=50

Begrenzter Farbenraum

Die Farbenvielfalt, die man in Kirchenfenstern wahrnimmt - man denke nur an die prächtigen Kirchenfenster die Marc Chagall geschaffen hat - ist eine andere als beispielsweise die drucktechnisch wiedergebenen Fotos davon in einem Magazin. Sie werden nur eine Ahnung von der Schönheit des Originals vermitteln können, weil der Farbraum der Farbphotographie begrenzt ist, durch die verwendeten Basisfarbstoffe. Noch enger ist - wie jeder Reprograph weiß - der Farbraum des Mehrfarbendrucks, der jedoch in den meisten Bezirken - wenn es nicht gerade um hochgesättigte Violett geht - viel ausgedehnter ist, als der oben im Querschnitt gezeigte Farbenraum der Lacktechnik.

Noch beschränkter ist der realisierbare Farbraum der Dispersionsfarben an Fassaden. Er ist zum einen durch das Medium - in der Regel besteht eine Dispersionsfarbenschicht aus mikroskopisch kleinen Licht-streuenden Kunststoff-Clustern, zum andern durch die bei Fassadenfarben geforderten Licht- und Wetterechheit begrenzt, weil sich die Verwendung vieler brillanterer Pigmente, die z.B bei Druckfarben gut verwendbar sind, im Fassadenbereich aus Echtheitsgründen verbietet.

Also unterliegt jede Farbwiedergabetechnik Beschränkungen hinsichtlich der Realisierungsmöglichkeit von Farben hoher Buntheit, weil entweder keine Buntpigmente (oder allgemein gesprochen: Farbmittel) mit entsprechendem Verlauf des spektralen Absorptionsvermögens zur Verfügung stehen, oder weil es zwar solche Farbmittel gibt, diese sich aber aus Gründen der Beständigkeit ("Echtheiten") verbieten. Man denke z.B. auch an die hohen Anforderungen bei PKW-Decklacken.

Drucktechnisch wesentlich gesättigtere Farben

Mit Druckfarben sind auf Papier wesentlich gesättigtere Farben möglich als bei deckenden Lacken!

Großen Einfluß auf die Ausdehnung des realisieraren Farbraums hat die Art und Weise, wie man Helligkeit und Buntheit bei jedem Verfahren steuert. In Aquarellen wird mit nicht deckenden "Farben" gemalt. Das Weiß des Papiers scheint überall durch, was ähnlich wie bei Diapositiven oder in bunten Glasfenstern höher gesättigte Farben ergibt, als wenn man wie bei Ölfarben mit "Deckweiss" (TiO2) aufhellt.
In der Drucktechnik wird die Helligkeit und die Buntheit (Sättigung) einer Farbe nicht durch Beimengung von Titandioxid erreicht, sondern mit Hilfe der "Farbgebung", worunter die Farbmenge pro Flächeneinheit eines "Druckträgers" - in der Regel weißes Papier verstanden wird.
Ein blaue Offset-Druckfarbe enthält z.B. 15% Kupferphthalocyanin-Blau + Bindemittel und mehr oder weniger flüchtige Lösemittel. In der Dose sieht diese Farbe fast schwarz aus. Würde man sie mit einer Weißpaste, die Titandioxid enthält, stufenweise aufhellen, so ergäbe sich eine Aufhellungsreihe von Farben, die allesamt wesentlich ungesättigter (stumpfer) aussehen, als die Farben, die man erzielt, wenn man die Druckfarbe in verschiedenen Schichtdicken im µm-Bereich (1/1000mm) auf weißes Papier druckt. Im Tiefdruck wird auf diese Weise die Farbgebung mit Ätztiefen der Farbnäpfchen bis zu 40µm gesteuert. Im Offsetdruck hat ein vollflächiger Druck z.B. eine Schichtdicke von ca. 1 µm. Soll ein weniger kräftiges Blau dargestellt werden, so wird die weiße Papierfläche mit weniger, jedoch gleich dicken Rasterpunkten besetzt. Im Prinzip macht man z.B ein Himmelblau aus wenigen dunkelblauen Punkten. Das "Auge" nimmt letztlich "additiv" einen einheitlichen Farbeindruck aus Weiss + Dunkelblau war. Würde man die wenigen relativ dicken Farbpunkte gleichmäßig über die Fläche verschmieren, so ergäbe sich ein gleichmäßiges lichtes Blau bei gleicher Helligkeit mit wesentlich höherer Sättigung (Chroma).
Siehe 7 EXCEL als Farbmetrik-Programm, Vergleich: Raster-/Tiefdruck

Berechnung der Farbwerte

für eine Reihe von Flächendeckungen von 100% bis 10%-Raster.

Rechts die gleiche Druckfarbenmenge pro Flächeneinheit gleichmäßig in halber Schichtdicke wie die dicken Rasterpunkte links.
Der additive Mischeindruck links ist weniger "farbig" wie die gleichmäßige dünnere Schicht rechts!

Raster- und vollflächiger Tiefdruck

mikroskopisch betrachtet.

Der Tiefdruck liefert intensivere Farben

Im Tiefdruckverfahren sind prinzipiell gesättigtere Farben möglich als bei den Rasterdruckverfahren Buch-, Flexo- und Offsetdruck.

So unterscheidet sich der Tiefdruck vom Offsetdruck:
Im Tiefdruck wird Buntheit und Helligkeit (Farbtiefe) durch Variation der Schichtdicke, im Offsetdruck durch Variation der Besetzungsdichte einer Fläche mit gleich "farbstarken" Punkten erreicht. Deshalb ist das Tiefdruckverfahren dem Raster-Offsetverfahren in der Wiedergabe von Farben prinzipiell überlegen. Um zu gleichen Resultaten zu gelangen, was von den Werbeagenturen gewünscht wird, muss man das Qualitätsniveau des Tiefdrucks letztlich durch "Verschwärzlichung" dem Offsetniveau anpassen!

Farbenraum des Bildschirms

Ähnlich, wie beim "pointilistischen" Raster-Offset-Druck geht es bei der Farbwiedergabe auf den Bildschirmen zu, sei es der Monitor, auf dem Sie gerade diesen Satz lesen oder der
Fernsehbildschirm, mit einem ganz Unterschied... aber lesen Sie selbst weiter:
Monitor-Farben
Soviel vorweg:
Das Papierweiss erscheint deswegen weiss, weil es das auffallende Licht fast 100%ig remittiert. Der Farbeindruck entsteht dadurch, dass Licht-Wellenlängenbereiche absorbiert werden. Das gedruckte bunte Bild stahlt weniger Lichtenergie zurück, als das unbedruckte Blatt Papier.
Umgekehrt das Bild auf dem Monitor: Der ausgeschaltete im Vergleich zum eingeschalteten Bildpunkt ist für unsere Wahrnehmung gewissermaßen das Bezugsschwarz. Jede Farbe bedeutet - im Vergleich zum abgeschalteten Bildpunkt - mehr Energie. Es ist ein gewaltiger Unterschied, ob man auf weißem Papier sauber nebeneinander gedruckte rote und grüne Punkte sieht (so klein, dass man einzelne Punkte nicht mehr unterscheiden kann) oder auf dem Bildschirm nebeneinander rot und grün leuchtende Punkte.

Siehe auch das Thema Additive und subtraktive "Farb"- Mischung