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REPORTAGE: Farbmetrik


Farbmetrik: Die Sache mit der Helligkeit

Von Denis Freund

Einleitung

Dieser Artikel bildet den Auftakt für eine lose Reihe von Berichten über farbmetrische Themen. Wir hoffen, damit etwas Licht in teils relativ komplexe Zusammenhänge zu bringen, die, abseits von Publikationen für die grafische Industrie, oft missverstanden werden.

Nachfolgend werden zwei Fragestellungen behandelt:

"Warum treten nach Kalibration und Profilierung eines Bildschirms manchmal schon bei einer Profilvalidierung hohe Abweichungen auf?" (Teil 1)

"Ist ein CMS in Computerbildschirm, TV oder Beamer ohne Möglichkeit der Beeinflussung der Helligkeitskomponente von Primär- und Sekundärfarben inkomplett bzw. gar fehlerhaft?" (Teil2)

Beide Fragestellungen korrelieren direkt miteinander, auch wenn dies nicht auf den ersten Blick sichtbar ist.

Warum treten nach Kalibration und Profilierung eines Bildschirms manchmal schon bei einer Profilvalidierung hohe Abweichungen auf?

Zur Beantwortung dieser Frage werfen wir einen Blick auf die Kalibrationsergebnisse des Asus PA246Q. Im "Standard"-Bildmodus führte eine Profilierung (Ziel: Matrix-Profil) und anschließende Validierung zu unauffälligen Ergebnissen. Der im ICC-Profil festgehaltene Monitorzustand (Primärfarben und Gradation für jeden Kanal) entsprach dem Ist-Zustand während der Validierung.

Ganz anders die Situation aus dem "Anwender"-Bildmodus heraus. Hier kam es, unabhängig von Kalibrations- und OSD-Einstellungen, zu erheblichen Abweichungen in der Profivalidierung. Das gleiche Verhalten zeigt der DELL U2410.

Abbildung 1: Profilvalidierung Asus PA246Q im "Anwender"-Bildmodus nach erfolgter Kalibrierung.

Drifts des Bildschirms waren nicht ursächlich: Die Messwerte während der Profilierung entsprachen den Messwerten, die im Zuge der Profivalidierung erfasst wurden. Warum kommt es also zu den Abweichungen?

Die Antwort ist simpel: Im ICC-Profil konnte aufgrund starker Nichtlinearitäten der tatsächliche Monitorzustand nicht erfasst werden.

Wichtig: Wenn im Rahmen des Artikels von Linearität gesprochen wird, ist keinesfalls ein lineares Helligkeitsverhalten (Gamma 1.0) gemeint.

Zur genaueren Analyse dienen die aus beiden Bildmodi heraus durchgeführten Durchläufe des UDACT ("UGRA-Test"):

"profilierung_standard.pdf" zeigt keine Auffälligkeiten. Die hohen Abweichungen des Weißpunktes sind dem Umstand geschuldet, dass keine Kalibration erfolgte und der im OSD eingestellte Weißpunkt im Ergebnis weit von der Blackbodykurve entfernt liegt. Wichtig sind die "Profile Quality" auf Seite 3 und die Vermessung des ugra/ fogra Medienkeils unter Berücksichtigung des Monitorprofils auf Seite 4. Beide Messreihen zeigen keine Auffälligkeiten. Der Bildschirm verhält sich also linear, d.h. mit dem im Profil gespeichert Primärfarben und der Gradation für jeden Kanal ist der Bildschirmzustand korrekt beschrieben und verhält sich auch für Mischfarben anhand dieser Parameter.

"kalibration_anwender.pdf" weist dagegen starke Abweichungen in den Messreihen auf Seite 3 und 4 auf. Nun hilft ein Blick auf die tatsächlichen Messwerte weiter, die am Ende des UDACT Protokolls (Seite 5) aufgeführt sind. Wir betrachten die Helligkeitskomponenten der Primärfarben (Rot, Grün, Blau). Dargestellt sind die rohen, d.h. noch nicht normalisierten XYZ-Normfarbwerte:

Weiß: 141.9 cd/m²
Rot: 43.96 cd/m²
Grün: 68.96 cd/m²
Blau: 9.59 cd/m²

Rot + Grün + Blau ergeben nur 122.48 cd/m², müssten in Summe aber natürlich die Helligkeit des Weißpunktes erreichen. In "profilierung_standard.pdf ist das auch der Fall:

Weiß: 287.86 cd/m²
Rot: 74.64cd/m²
Grün: 193.61cd/m²
Blau: 19.46 cd/m²

Wichtig: Obwohl die Helligkeitskomponenten der Primärfarben in Addition hier die Helligkeit des Weißpunktes ergeben, könnten sie dennoch nicht stimmig sein (auf die Berechnung des korrekten Helligkeitsanteils gehen wir noch ein), oder sich der Bildschirm bei Mischfarben nichtlinear verhalten. Es handelt sich also um eine notwendige aber nicht hinreichende Bedingung. Die Ergebnisse auf Seite 3 und Seite 4 des UDACT-Protokolls schließen solche Probleme in diesem Fall aber aus. Falls, wie im "Anwender"-Bildmodus, die Summe der Helligkeitskomponenten der Primärfarben nicht der Helligkeit des Weißpunktes entspricht, ist das Bildschirmverhalten in jedem Fall nicht linear.

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