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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.

Links von kürzlichen Veröffentlichungen über das antagonistische TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens:
Auf der Tagung der Deutschen farbwissenschaftlichen Gesellschaft in Potsdam, Oktober 5&6, 2023 ist ein Vortrag geplant,
Deduktive und induktive antagonistische TUB-Farbmetrik zur Erweiterung der CIE-Farbmetrik für einen weiten Bereich von Leuchtdichte- und chromatischer Adaptation, siehe die Zusammenfassung:
dfwg_23e.pdf in englisch oder dfwg_23d.pdf in deutsch.

In 2022 erschien eine Veröffentlichung auf dieser Webseite:
TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens für Licht- und Körperfarben, siehe
farbe2207.pdf in englisch oder farbg2207.pdf in deutsch.

1. Antagonistisches 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.

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 beschrieben. Anwendungsprogramme f¨r MacOS und ersetzen die Eigenschaften des Farbschiebers.

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 2: 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.

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. Auch 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 2). 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 drei 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 für die ergonomische Ausgabe nicht mehr vorhanden.

Seit 2023 und unter MacOS 11 und später kann man zum Beipiel das freie Anwendungsprogramm GammaAdjuster benutzen. Benutzer mit MacOS 11 oder früher können noch den GammaSlider benutzen.


3. Beispielsoftware GammaAdjuster und GraphicConverter für Gamma-Änderungen

Bild 3: Links zu Gamma-Änderungssoftware und ISO-Dateien mit unterschiedlichem Gamma
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe egi20-7n.pdf.

Empfehlung: Laden Sie diese PDF-Datei herunter und verwenden Sie die Software Adobe Reader oder Mac Preview. Diese Software ändert NICHT die Großbuchstaben in Kleinbuchstaben innerhalb der Links. Diese Änderung wird von einigen Webbrowsern vorgenommen, und dann tritt ein Fehler auf.

Das in Bild 3 beschriebene Softwareunternehmen ist für MacOS-Benutzer bekannt. Zum Beispiel wurde der GraphicConverter V.5.2 dieser Softwarefirma laut meinem Mac von 2010 mit MacOS V10.6.8 bei Apple-Bundle-Kunden registriert. Der aktuelle GaphicConverter V.12.2 und frühere Versionen erlauben es, Standbilder durch Eingabe von Gammawerten unter der Option "Ansicht" zu ändern. Den Link zu diesem Softwareunternehmen finden Sie unter https://www.lemkesoft.com.

Im 2023 erschien die Software GammaAdjuster für MacOS. Der GammaAdjuster hat ähnliche und zusätzliche Eigenschaften im Vergleich zu dem 2022 gelöschten GammaSlider des MacOS-Betriebssytems.

Nach dem Start ändert der GammaAdjuster die Gammawerte für die gesamte Displayausgabe. Der GammaAdjuster ist ähnlich dem GammaSlider, sowohl für Standbilder als auch für Videos auf dem gesamten Bildschirm. Es ist jederzeit möglich, den GammaAdjuster zu beenden.

Eine weitere Eigenschaft des GammaAdjusters ist die Änderung eines möglichen Farbtstiches für das gesamte Display mit drei verschiedenen Gammawerten für r, g und b. Der GammaAdjuster dient nur für die lokale Displayausgabe. Die Abspeicherung, die Video-Übertragung und die Ausgabe aller rgb-Daten, die auf der Grafikkarte durch den GammaAdjuster geändert werden, ist bisher nicht möglich,

Der aktuelle GaphicConverter V.12.2 und frühere Versionen können nur Standbilder durch Eingabe von Gammawerten verändern. Ein gewählter Gammawert ändert die Farbdatei und zeigt die entsprechende Ausgabe in Echtzeit durch die Option "Ansicht" an. Die Abspeicherung, die Video-Übertragung und die Ausgabe aller rgb-Daten, die der GaphicConverter am StandBild ändert, ist möglich.

Die ergonomische, gleichmäßig gestufte Ausgabe ist auch bei vielen Reflexionen des Umgebungslichts möglich. Falls die Gamma-Änderung in der Ausgabedatei enthalten ist, so kann eine ergonomische Ausgabe auf einem Drucker erzeugt werden. In der Regel erzeugt nur ein von 15 Gammawerten die ergonomische Ausgabe.

Zum Beispiel sind in der gedruckten Fassung der DIN EN ISO 9241-306/ed-2:2019 vier der 16 grauen Stufen nicht unterscheidbar. Die Druckausgabe der früheren Version ed-1:2009 zeigte jedoch 16 gleichmäßig gestufte graue Stufen. Ein ermitteltes geeignetes Gamma hat unter Verwendung der digitalen ISO-PDF-Datei von ed-2 eine annähernd ergonomisch gleichmäßig gestufte Grauskala erzeugt. Diese gedruckte ergonomische Ausgabe ist effizient und nachhaltig. Diese Ausgabe spart Toner im Vergleich zur offiziellen Druckversion von DIN. Daher ist eine Gamma-Änderung effizient, um die Ausgabequalität zu erhöhen. Die farbmetrische Ausgabegüte kann gekennzeichnet werden durch einen hohen Farbregularitätsindex R nach ISO/IEC 15775, Anhang G.

Das Beispiel enthält zwei besondere Aussagen:
- Oft führt nur eine Gamma-Änderung zur beabsichtigten ergonomischen und nachhaltigen Ausgabe.

- In der Regel kann nur der Drucker- oder Display-Benutzer das geeignete und effizienteste Gamma bestimmen. Nur dieser Benutzer kennt den Anwendungskontrast, der durch das Druckerpapier oder durch die Reflexion des Umgebungslichts auf dem Display bestimmt wird.

Diese Aussagen gehen von folgender Basis aus:
- Die rgb*-Werte in der ISO-PDF-Datei sind gleich für jeden Ausgabe-Kontrast, z. B. für die Ausgabe mit hohem Kontrast durch einen Fotodrucker, für die Ausgabe mit niedrigem Kontrast auf Recyclingpapier, für die Ausgabe mit hohem Kontrast auf einem Display mit wenig Displayreflexion und für die Ausgabe mit niedrigem Kontrast auf einem Display mit viel Displayreflexion durch das Umgebungslicht.

- Die ISO-PDF-Datei enthält keine Metadaten oder GainMap-Daten nach ISO 22028-5:2023. Sowohl der Gerätehersteller als auch der Anwender können eine Gamma-Änderung vornehmen.

Jedoch am Arbeitsplatz kann in der Regel nur der lokale Anwender visuell die angestrebte ergonomische, effiziente und nachhaltige Ausgabe erzeugen.

Unter Windows gibt es viele Anwendungsprogramme, die Gamma-Änderungen erlauben, 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 4: 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 5: 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. Dieser 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 5 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 und Anwendungen
Eine frei verfügbare ISO-Prüfvorlage von 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 gleichabständige Ausgabe müssen die Variablen rgb*, R, Y, oder L mit einer Potenzfunktion mit dem Exponenten k geändert werden. Geeignete Werte sind notwendig für Änderungen:
1. der Bildschirmreflexion durch das Umgebungslicht.
2. des Umfeldes, zum Beipiel Weiß W, Grau U, oder Schwarz N.
3. der Farbmusterseparation, zum Beispiel aneinandergrenzend oder separat auf einem grauen Umfeld.
4. der Farbbeobachtungszeit, welche die lokale Adaptation mit der Zeit erhöht.

In der Bildtechnologie werden oft die rgb*-Daten durch eine Gamma-Änderung mit einer Potenzfunktion mit dem Exponenten k geändert. Hiermit wird gewöhnlich das Ziel einer ergonomischen und gleichabständigen Ausgabe erreicht.

Bild 6: Der ergonomische, effiziente und nachhaltige Farbreproduktionskreis
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe CGT41-3N.PDF.

Bild 6 zeigt viele Möglichkeiten zur Realisierung des ergonomischen Farbreproduktionskreises:
ISO-Datei -> Analoge Prüfvorlage -> Scanner-Datei -> ISO-Dateiausgabe .

Es wird angestrebt, daß die rgb*-Werte der ISO-Datei und der Ausgabedatei angemähert gleich sind. ISO 15775, Annex G, definiert einen Gleichmäßigkeitsindex R "Regularity Index" im Bereich zwischen 0 (schlecht) und 100 (ausgezeichnet), um die Ausgabequalität durch CIELAB-Farbdifferenzen zu kennzeichnen, die proportional den rgb*-Differenzen sind.

4. Beispiele zur Erhöhung der Ausgabequalität mit dem Gleichmäßigkeitsindex R
Für eine ergonomische, effiziente und nachhaltige Druckausgabe ist gewöhnlich eine Gamma-Änderung auf einem photographischen Papier mit hohem Kontrast geeignet, zum Beispiel C=50:1 (Y=90:1,8, L=(142:3)cd/m^2), oder auf einem mattem Normpapier mit kleinem Kontrast, zum Beispiel C=25:1 (Y=90:3,6, L=(142:6)cd/m^2).

Für eine ergonomische Scanner-Ausgabe einer analogen ISO-Prüfvorlage nach ISO/IEC 15575:2022 kann eine geeignete Gamma-Änderung die realen Gamma-Gerätewerte rgb zu den angestrebten gleichabständigen rgb*-Werten der ISO Normdatei nach ISO/IEC 15775 transformieren.

Beides, eine einfache Gamma-Änderung oder eine professionelle Änderung, siehe die CIE-Methode in Bild 6, wird die Ausgabequalität nach dem Gleichmäßigkeits-Index R nach ISO/IEC 15775 verbessern.

Deshalb gibt es viele Möglichkeiten, um den Ergonomischen Farbreproduktionskreis
ISO-Datei -> Analoge Prüfvorlage -> Scanner-Datei -> ISO-Dateiausgabe
zu realisieren.