230201, Server1: http://farbe.li.tu-berlin.de/indexDE.HTM oder
Server2: http://color.li.tu-berlin.de/indexDE.HTM
Eine alternative URL für den Server2 ist seit 2010
http://130.149.60.45/~farbmetrik/indexDE.html
Für diese TUB-Webseite (NICHT Archiv), siehe
index.html in englisch oder
indexDE.html in deutsch.
Für eine Seite mit weiterer Information, siehe
index+ in englisch oder
indexDE+ in deutsch.
Für die Archivinformation (2000-2009) des BAM-Servers "www.ps.bam.de" (2000-2018)
über Farbprüfvorlagen, farbmetrische Berechnungen, Normen und Publikationen, siehe
A/indexAE.html in englisch,
A/indexAG.html in deutsch.
Für Links zum Kapitel A
Farbbildtechnologie und Farbmanagement (2019), siehe
Inhaltsliste von Kapitel A:
AEA_I in englisch oder
AGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel A:
AEA_S in englisch oder
AGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil AGAI von einigen verfügbaren Teilen AGAI bis AGZI:
AEAI in englisch oder
AGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil AEAS von allen 26 Teilen AGAS bis AGZS:
AEAS in englisch oder
AGAS in deutsch.
Für Links zum Kapitel B
Farbensehen und Farbmetrik (2020), siehe
Inhaltsliste von Kapitel B:
BEA_I in englisch oder
BGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel B:
BEA_S in englisch oder
BGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil BGAI von einigen verfügbaren Teilen BGAI bis BGZI:
BEAI in englisch oder
BGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil BEAS von allen 26 Teilen BGAS bis BGZS:
BEAS in englisch oder
BGAS in deutsch.
Für Links zum Kapitel C
Farbräume, Farbdifferenzen und Linienelemente (2021), siehe
Inhaltsliste von Kapitel C:
CEA_I in englisch oder
CGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel C:
CEA_S in englisch oder
CGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil CGAI von einigen verfügbaren Teilen CGAI bis CGZI:
CEAI in englisch oder
CGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil CEAS von allen 26 Teilen CGAS bis CGZS:
CEAS in englisch oder
CGAS in deutsch.
Für Links zum Kapitel D
Farberscheinung, Elementarfarben und Metriken (2022), siehe
Inhaltsliste von Kapitel D:
DEA_I in englisch oder
DGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel D:
DEA_S in englisch oder
DGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil DGAI von einigen verfügbaren Teilen DGAI bis DGZI:
DEAI in englisch oder
DGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil DEAS von allen 26 Teilen DGAS bis DGZS:
DEAS in englisch oder
DGAS in deutsch.
Für Links zum Kapitel E
Farbmetriken, -Differenzen und -Erscheinung (2023),
in Arbeit, siehe
Inhaltsliste von Kapitel E:
EEA_I in englisch oder
EGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel E:
EEA_S in englisch oder
EGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil EGAI von einigen verfügbaren Teilen EGAI bis EGZI:
EEAI in englisch oder
EGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil EEAS von allen 26 Teilen EGAS bis EGZS:
EEAS in englisch oder
EGAS in deutsch.
Willkommen zu einer Webseite über Farbmetrik und Farbbild-Technologie
Der Author kann erreicht werden über:
Email: klaus.richter@mac.com
Post-Adresse: Prof. Dr. Klaus Richter, Walterhoeferstrasse 44,
D-14165 Berlin, Deutschland
Für eine Liste
von kürzlichen Veröffentlichungen und Vorträgen auf Tagungen
der Forschungsgruppe "Technische Universität Berlin,
Fachgebiet Lichttechnik, Lehrgebiet Farbmetrik und Farbbildverarbeitung" siehe
XY91FDE
Diese Webseite enthält Anmerkungen zu kürzlichen Veröffentlichungen.
Geplante Workshops und Vorträge von zukünftigen Farbkonferenzen werden angezeigt.
Diese Seite enthält Inhalte von Zoom-Meetings über Farbe und Anwendungen sowie die Registrierung.
Struktur und Inhalt dieser Webseite mit verschiedenen Teilen
Bild 1: Hauptstruktur dieser Webseite.
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe
AGX00-8N.PDF.
Das PDF-Format in Vektorgrafik (VG) gibt immer die beste Lesbarkeit.
Bild 1 listed die Information auf diesem Server:
Zum Beispiel enthält Teil A auf den Seiten mit den Namen A(G/E)(A..Z)(I/S/0..9).HTM
ungefähr 4000 Bilder mit englischem und deutschen Text.
Deshalb scheint der Server1 und der Server2 mit angenähert dem gleichen Inhalt
von besonderer Bedeutung für die wissenschaftliche Basis
und Anwendungen der obigen Themen.
Die Entwicklung dieser Webseite ist mit dem Autor Klaus Richter verbunden.
Seine Doktorarbeit wurde 1969 von der Universität Basel veröffentlicht:
"Antagonistische Signale beim Farbensehen und ihr Zusammenhang mit der
empfindungsgemässen Farbordnung".
Diese Doktorarbeit kann unter "Publikationen" heruntergeladen werden, siehe
XY91FDE
In 2019 wurde der folgende TUB-Projekttitel beschlossen:
Farbe und Farbensehen mit Ostwald-Geräte- und Elementarfarben -
Antagonistisches Farbensehmodell und Eigenschaften für viele Anwendungen.
Dieses TUB-Projekt besteht aus 5 Teilen:
A. Farbbildtechnologie und Farbmanagement (2019),
Zusammenfassung
AEA_S in englisch oder
AGA_S in deutsch.
B. Farbensehen und Farbmetrik (2020),
Zusammenfassung
BEA_S in englisch oder
BGA_S in deutsch.
C. Farbräume, Farbdifferenzen und Linienelemente (2021),
Zusammenfassung
CEA_S in englisch oder
CGA_S in deutsch.
D. Farberscheinung, Elementarfarben und Metrik (2022).
Zusammenfassung
DEA_S in englisch oder
DGA_S in deutsch.
E. Farbmetriken, Differenzen und Erscheinung (2023, in Arbeit).
Zusammenfassung
EEA_S in englisch oder
EGA_S in deutsch.
In 2022 wurden spezielle Eigenschaften des Farbensehens in einer Veröffentlichung berücksichtigt:
TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens für Licht- und Körperfarben, siehe
farbe2207.pdf in englisch oder
farbg2207.pdf in deutsch.
1. Antagonistisches und TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens
Das TUB-Projekt enthält die Eigenschaft "antagonistisch" der griechischen Sprache.
Diese Eigenschaft ist bekannt aus der Medizin für Muskeln.
Die Muskeln können in "antagonistischen" (oder gegensätzlichen)
Richtungen arbeiten.
Farben können "antagonistische" Eigenschaften haben, die zum Beispiel
beschrieben werden durch "gegensätzlich", "komplementär", "kompensativ",
"Schatteneffekte", "Nachbildeffekte", "Sukzessivkontrast" und "Simultankontrast".
Die "antagonistischen" Farberscheinungseigenschaften können zum Beispiel
beschrieben werden durch
"Helligkeit - Dunkelheit", "Schwarzheit - Brillanheit", "Weißheit - Farbtiefe",
"Buntheit - Unbuntheit".
Diese Eigenschaften ändern sich mit der Reflexion des Umgebungslichtes auf dem Display,
vergleiche die Eigenschaften für acht Reflexionen:
OG73/OG73F1P0.PDF.
Es ergibt sich die Frage, ob eine "antagonistische" Farbmetrik viele Farbeffekte
und Farberscheinungsattribute beschreiben kann. Diese Effekte werden im Bereich Design,
der Architektur und in der Kunst angewendet. Zum Beispiel werden sie im schwedischen
"Natürlichen Farbsystem NCS" ("Natural Colour System NCS") angewandt.
Es wird angenommen, dass sich das visuelle System des Menschen ständig an einen "mittleren"
unbunten Reiz mit einer "mittleren" Leuchtdichte der visuellen Szene adaptiert.
In Anlehnung an das TUB-Farbsehmodell werden alle Licht- und Oberflächen-Farbempfindungen
relativ zu diesen "mittleren" Messdaten von Farbe und Licht berechnet.
Zum Beispiel berechnet das TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens
gleiche Bunttonschwellen für komplementäre Optimal- und Displayfarben
in Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen von Holtsmark und Valberg (1969).
Für Eigenschaften dieses Modells siehe die mit einem *) gekennzeichneten Veröffentlichungen
unter XY91FDE
In der Anwendung spielt eine ISO-Farbschleife eine zunehmende Rolle. Efektive Informationen sind
von einer PDF-Seite mit einem PDF-Reader möglich. Die Links in dem Bild
sind nur in der heruntergeladenen PDF-Seite in Vektorgrafik wirksam, siehe
ISOColorloopG.pdf
Im folgenden wird als Beispiel eine Projekt-Anwendung beschrieben.
Diese Anwendung ist Teil der Farbschleife am ergonomischen Bildschirmarbeitsplatz.
Leider hat in 2022 nach mehr als 20 Jahren die Firma Apple
den in ISO 9241-306:2008 und ed-2:2018 beschriebenen Farbschieber gelöscht.
Dieser wird im folgenden beschreiben.
In 2022 wurden Alternativen zur gelöschten Farbschieber-Anwendung in macOS vorgestellt.
Es ergeben sich zusätzlich neue Möglichkeiten am ergonomischen Bildschirmarbeitsplatz, siehe
Workshops
http://www.deutsches-farbenzentrum.de.
2. Ergonomische Änderungen der rgb*-Farbausgabe an Büroarbeitsplätzen
durch Potenzfunktionen abhängig von den Displayreflexionen des Umgebungslichtes
Die Reflexionen des Umgebungslichtes in Büros ändern die Displayausgabefarben.
Etwa 3,6% Reflexion verglichen mit dem weißen Display (90%) reduzieren den Farbenumfang
auf 50%. Oft noch wichtiger ist die Änderung der Farbstufung
durch die Reflexion des Umgebungslichtes. In einem Extremfall kann die Reflexion des
Umgebungslichtes 40% verglichen mit dem weißen Display betragen. Dies ereignet sich
mit Projektoren in einem Büro mit viel Tageslicht oder für Displays mit
viel Sonnenlichtreflexion.
In diesem Extremfall können vier dunkle von 16 Graustufen Schwarz erscheinen
und sind nicht unterscheidbar. Dann ist die visuell gleichabständige Stufung einer
16-stufigen Graureihe ohne Displayreflexion zu einem hohen Grad zerstört.
Wenn die rgb*-Werte durch eine Potenzfunktion geändert werden, so kann man die
16 Stufen wieder sichtbar und gleichabständig machen.
Geeignete rgb*-Änderungen erhöhen die Sichtbarkeit und reduzieren die
Ermüdung an jedem Bildschirmarbeitsplatz.
ISO EN DIN 9241-306:2018 definiert 15 Kontraststufen für Leuchtdichten zwischen
dem hohen Dynamikbereich (HDR=High Dynamic Range) und dem niedrigen Dynamikbereich
(LDR=Low Dynamic Range). Der Farbenumfang reduziert sich von 100% auf etwa 13%
für die Änderung der Kontraststufe zwischen Cmax=288:1
und Cmin=2:1. Sowohl die Helligkeit als auch die Buntheit ist reduziert.
Zum Beispiel die ISO-Prüfvorlage AG49 mit 1080 Farben wurde für die Displayausgabe
entwickelt. Die Ausgabefragen für die 15 Kontraststufen gibt es in englisch (E),
deutsch (G) und französisch (F).
Die ISO-Prüfvorlagen befinden sich auf dem ISO Standards Maintenance Portal
in den Dateiformaten PDF und PostScript (PS, TXT), siehe
http://standards.iso.org/iso/9241/306/ed-2/index.html.
Bild 1: Prüfvorlage AG49 nach ISO 9241-306 mit 1080 Farben
für 15 Kontraststufen
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe
AGW8L0NP.PDF.
Anstelle der 15 Kontraststufen auf 15 Seiten, enthält das Bild
die 15 Kontraststufen auf einer Seite und zusätzlich ein Referenzbild (mit rotem Rahmen).
Gewöhnlich zeigt die visuelle Inspektion nur für eine der 15 Ausgaben
die angestrebten gleichabständigen Farbstufen. Die visuelle Stufung ändert sich
mit der Reflexion des Umgebungslichtes auf dem Display.
Die Prüfvorlage wurde für den relativen Gammabereich 0,475 < gp < 2,105
entwickelt. Dieser Bereich entspricht dem (absoluten) Gammabereich 1,20 < g < 4,8.
Der Gammawert ga = 2,4 ist in der Mitte dieses Bereichs und bekannt von der Helligkeit
L*IECsRGB des sRGB-Farbenraums nach IEC 61966-2-1, vergleiche Bild 40 und 44.
Der obige Gammabereich entspricht dem Kontrastbereich 2:1 < C < 4608:1.
In Büros ist der Kontrast C = 36:1 Normkontrast für Display- und Papierausgaben.
Der Normkontrast von Weiß und Schwarz wird durch die Papierreflexionen
R=0,90 und R=0,036 bestimmt. Das Reflexionsverhältnis definiert
den Bürokontrast C = 36:1. Die Normleuchtdichte des Displays ist
LW=142 cd/m^2 für Weiß und LW=4 cd/m^2 für Schwarz.
Das Leuchdichteverhältnis definiert den Bürokontrast C = 36:1.
Der Kontrast C=36:1 hat den Namen CP5 in ISO 9241-306 und
erzeugt optimale Lesbarkeit und Farbstufung in einem Normbüro.
In ISO 9241-306:2008 und ed2:2018 wird ein Gammaschieber (Gamma Slider) beschrieben.
Der Gammaschieber dient zur Erzeugung einer gleichstufigen Ausgabe der ISO-Prüfvorlage
(mit einem roten Rahmen in Bild 1). Dies ist dann auch die empfohlene ergonomische Ausgabe
für das gesamte Display.
Mit der "Slider-Technologie" werden die rgb*-Werte durch eine Potenzfunktion
geändert. Mit einer Potenzfunktion ändern sich die Start-rgb*-Werte 0, 0, 0
für Schwarz N und 1, 1, 1 für Weiß W nicht.
Jedoch ändern sich zum Beispiel die Start-rgb*-Werte 0,5, 0,5, 0,5
nach 0,25, 0,25, 0,25 für den Exponenten k=2 oder
nach 0,70, 0,70, 0,70 für den Exponenten k=0,5.
Anmerkungen:
Seit 2000 enthält macOS X ein Menü für den
Gamma Schieber (Gamma Slider). ISO 9241-306 beschreibt die Vorteile des Sliders als Beispiel.
Dieser erschien seit 2000 unter "System Preferences - Display - Color - Calibrate".
Seit 2020 (macOS 10.15) erscheint der "Slider" nur, wenn die "Alt-Taste"
bei der Wahl von "Calibrate" gedrückt wird.
Seit 2022 (macOS 12.3) ist die Option "Color" gelöscht und der Slider
f*uuml;r die ergonomische Ausgabe nicht mehr vorhanden.
Ob es nach 20 Jahren für die ergonomische Ausgabe am Bildschirmarbeitsplatz einen
Ersatz für der "Slider" geben wird, ist unbekannt.
Bis eine Lösung vorliegt, kann man weiterhin macOS 11 benutzen.
Unter Windows gibt es viele Anwendungsprogramme, die den "Slider" ersetzen können, siehe
RUSCHIN22.PDF.
Zum Herunterladen von 9 ICC-Profilen mit absolutem Gamma 1,0 <= ga <= 2,6,
die man unter macOS und Windows als Alternative prüfen kann, siehe (86 KB)
LCD_XX.zip.
Entwicklungsziel:
16 Millionen rgb-Daten werden in 16 Millionen rgb'-Daten nach farbmetrischen
Kriterien transformiert. Für viele Displayanwendungen dient ein ColourConnectionSpace (CCS)
zur Berechnung der Transformation. Hierzu eignet sich der relativ gleichabständige
TUBLAB-Farbenraum besser als zum Beispiel CIELAB. Der Transfer rgb nach rgb' ist
für Einzel- und Videobilder möglich mit einer Tabelle
für die Graphikkarte des Desktop-Rechners.
Die TUB-Farbgruppe freut sich über Hinweise auf entsprechende Anwendungsprogramme
unter Mac und/oder Windows. Die TUB-Gruppe wird die Verbreitung für ergonomische
Anwendungen unterstüzen.
Für viele Anwendungen mit dem Gammaschieber oder alternative Methoden, siehe
AGXI.HTM.
Bild 2: Gammaschieber des Computerbetriebssystems macOS X
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe
AGX50-7N.PDF.
Ein Gammabereich 1,00 < g < 2,6 wird unter macOS X benutzt,
um die gesamte Displayausgabe zu ändern. Für die ergonomische Displayausgabe
enthält die Prüfvorlage AG49 von ISO 9241-306 Ja/Nein-Kriterien.
Für viele Umgebungsreflexionen und verschiedene Voreinstellungen und reale
Einstellungen des Displaygammas erzeugt gewöhnlich nur eine Position
des Gammaschiebers eine ergonomische Displayausgabe.
Auch wenn das Displaybild zum Beispiel unter oder überbelichtet erscheint,
so kann der Gammaschieber gewöhnlich eine ergonomische Ausgabe erzeugen.
Die Ausgabewerte rgb* = 0 0 0
für Schwarz N und rgb* = 1 1 1 für Weiß W werden durch
den Gammaschieber nicht geändert, nur alle Werte zwischen 0 und 1 ändern sich.
Jedoch, falls die rgb*-Werte Werte von Weiß und Schwarz NICHT 0
und 1 sind, dann ändern sich die Werte.
Der Teil AGCI.HTM zeigt, wie man im Falle von Unter- und
Überbelichtung aus einem digitalen rgb-Bild ein ergonomisches rgb*-Bild
erzeugen kann.
Bild 3: 16 mal die gleiche Prüfvorlage AE49 nach ISO 9241-306 mit 1080 Farben
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe
AGW7L0NP.PDF.
Diese Prüvorlage wurde für das relative Gamma gp=0,775 erzeugt.
Dies entspricht dem Kontrast C=36:1. Diese Kontrast wird CP5
in ISO 9241-306 genannt. Dieser erzeugt die optimale Lesbarkeit und Farbstufung
in einem Normbüro.
Es ist vorgesehen, daß Benutzer die VG-PDF-Datei von Bild 3 für
einen visuellen Test herunterladen.
Oft sind die Umgebungsreflexionen an den Ecken und in der Mitte des Displays verschieden.
Visuelle Inspektion kann entscheiden, ob verschiedene Lesbarkeit oder
unterschiedliche Farbstufung sichtbar ist. In diesem Fall kann man nach Lösungen
suchen, zum Beispiel einer Positionsänderung der Leuchten oder des Displays.
Zusammenfassung von Abschnitt 2
Die frei verfügbare ISO-Prüfvorlage AG49 von ISO 9241-306:2018
simuliert in der PDF-Datei acht Kontraste, die im Normbüro durch
Displayreflexionen des Umgebungslichtes entstehen. Acht Seiten
enthalten Bilddaten zwischen rgb* = (0 0 0) für Schwarz und rgb* = (1 1 1)
für Weiß. Potenzfunktionen ändern die rgb*-Daten zwischen
0 und 1, zum Beispiel r*=0,5 mit dem Potenzwert k=2 in r*'=0,5^k = 0,25.
Hierdurch wird das Bild dunkler oder mit k=0,5 heller.
Für eine ergonomische und gleichabständigen Ausgabe müssen die
Variablen rgb*, R, Y, oder L mit einer Potenzfunktion mit dem Exponenten k
geändert werden bei einer Änderung:
1. der Bildschirmreflexion durch das Umgebungslicht
2. des Umfeldes von Weiß nach Schwarz, siehe Bilder 40, 44 und 47, sowie
3. der Farbmusterseparation, siehe Bilder 41, 45, 46.
In der Bildtechnologie werden die rgb*-Daten durch einen Gammaschieber oder in Dateien
mit einer Potenzfunktion mit dem Exponenten k geändert.
Hiermit wird gewöhnlich das Ziel einer ergonomischen und gleichabständigen
Ausgabe erreicht.
-------
Für eine Seite mit weiterer Information, siehe
index+ in englisch oder
indexDE+ in deutsch.
Für diese TUB-Webseite (NICHT Archiv), siehe
index.html in englisch oder
indexDE.html in deutsch.
Für die Archivinformation (2000-2009) des BAM-Servers
"www.ps.bam.de" (2000-2018)
über Farbprüfvorlagen, farbmetrische Berechnungen, Normen,
und Publikationen, siehe
A/indexAE.html in englisch,
A/indexAG.html in deutsch.
Für ähnliche Information des BAM-Servers "www.ps'bam.de" vom WBM-Server
(WayBackMachine), siehe
https://web.archive.org/web/20090402212108/http://www.ps.bam.de/index.html