Digicams - Farbraum

[Guest klaudie]

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Hi, Guten Tag zusammen.

Ich möchte doch mal ein Thema aufgreifen, was ich persönlich nicht so ganz durchschaue. Bekannterweise bedienen die Digicams aller Klassen mindestens den sRGB-Farbraum. Wer bzw. was aber schränkt eigentlich den Farbraum ein? Machen das die Hersteller absichtlich? Ist der Spektralbereich der Digicams in den Klassen wirklich so unterschiedlich, z.B. DSLR's zu kleinen Consumers? So weit ich weiß, nicht. Aber wo wird er begrenzt? Machts die Optik (eher wohl nicht)? Machens die RGB-Farbfilter vor den Zellen der Bayersensoren? Machts gar die Elektronik?

 

Wer kann mich aufklären?

 

Klaudie

[mjh]

Bekannterweise bedienen die Digicams aller Klassen mindestens den sRGB-Farbraum. Wer bzw. was aber schränkt eigentlich den Farbraum ein? Machen das die Hersteller absichtlich? Ist der Spektralbereich der Digicams in den Klassen wirklich so unterschiedlich, z.B. DSLR's zu kleinen Consumers? So weit ich weiß, nicht. Aber wo wird er begrenzt? Machts die Optik (eher wohl nicht)? Machens die RGB-Farbfilter vor den Zellen der Bayersensoren? Machts gar die Elektronik?

Wenn man die Frage wörtlich nimmt, wird der sRGB-Farbraum durch seine eigene Definition begrenzt. Bestimmte Farben sind halt drin, andere nicht. Einen RGB-Farbraum kann man sich wie ein großes Lager für Farbmuster vorstellen, die durch drei Zahlen eindeutig identifiziert werden können: In Raum 250, Regal Nummer 220 im Fach Nummer 115 findet man zum Beispiel ein blasses Gelb. In einem anderen RGB-Farbraum würde man unter denselben Koordinaten ein etwas anderes Farbmuster finden; dasselbe blasse Gelb läge woanders oder existierte überhaupt nicht; man müsste sich mit einer Annäherung begnügen. Wenn man nun die Rohdaten des Sensors nimmt, so haben sie ihren eigenen, höchst idiosynkratischen Farbraum, und aus diesem muss man die Pixel in einen standardisierten Farbraum wie beispielsweise sRGB umwandeln, also das jeweils ähnlichste Farbmuster in diesem Farbraum finden und dessen Koordinaten speichern.

 

Wenn man davon ausgeht, dass JPEGs je 8 Bit pro RGB-Kanal speichern, gibt es nur jeweils 256 Werte pro Kanal und insgesamt 256^3 = 16777216 Farbnuancen. Jeder Farbraum, den man dem Bild zuordnet, enthielte also genau 16777216 Farbmuster. Wenn wir extremere (insbesondere besonders helle) Farben in unserem Farbraum haben wollten, müssten wir einige feinere Farbabstufungen weglassen, um Platz dafür zu schaffen, und so muss man zwischen einem großen und einem fein abgestuften Farbraum abwägen. Der sRGB-Farbraum orientiert sich an dem, was eine RGB-Bildröhre darstellen kann, was eine in der Praxis gut bewährte Wahl ist. Der wesentliche Nachteil von sRGB besteht darin, dass er nicht alle Farben der ohnehin kleineren subtraktiven Druckfarbräume enthält; man kann also nur die Schnittmenge beider Farbräume drucken, die kleiner als jeder von ihnen ist. Ein größerer Farbraum wie Adobe RGB, den man bei vielen Kameras alternativ wählen kann, vermeidet diesen Nachteil, wenn auch um den Preis einer weniger feinen Differenzierung. Wenn die Zahl der Bits pro Kanal begrenzt ist, ist der beste Farbraum jener, der alle Farben des Motivs enthält, aber keine weiteren – so klein wie möglich und so groß wie nötig.

 

Wenn man möglichst viele Farben möglichst fein differenziert abbilden will, bleibt nur der Raw-Modus. Dann ist die Wahl des Farbraums in der Kamera aber ohnehin bedeutungslos, denn die eigentliche Farbraumwahl findet erst im Raw-Konverter statt. Der kann dann vermutlich auch 16 Bit pro Farbkanal speichern, sodass man sich keine Sorgen über die feinen Farbabstufungen mehr machen muss. Im JPEG-Modus bleibt sRGB dagegen meist die beste Wahl.

[kempi]

Unter Datei:CIE RGB-CMYK-Beleucht.png ? Wikipedia findest Du einen Vergleich verschiedener Farbräume.

Die Kamerahersteller nehmen sRGB, weil dieser Farbraub fast identisch ist mit PAS/Secam, was dem normalen Fernseh- bzw. Computermonitor entspricht. Damit können die Consumer und auch viel anspruchsvolle Amateure zufrieden gestellt werden.

In Profikameras kann auch Adobe-RGB eingestellt werden. Dies wird getan, weil die meisten Fotos gedruckt werden, also im Farbraum EuroscaleCoated oder ähnliche. EuroskaleCoated ist größer als sRGB und kleiner als Adobe-RGB. Profifotografen kaufen dann aber auch teurere Monitore die Adobe-RGB darstellen können und zudem mit entsprechenden Messgeräten kalibriert werden können.

[Ô]

[poseidon]

Hi, Guten Tag zusammen.

Ich möchte doch mal ein Thema aufgreifen, was ich persönlich nicht so ganz durchschaue. Bekannterweise bedienen die Digicams aller Klassen mindestens den sRGB-Farbraum. Wer bzw. was aber schränkt eigentlich den Farbraum ein? Machen das die Hersteller absichtlich? Ist der Spektralbereich der Digicams in den Klassen wirklich so unterschiedlich, z.B. DSLR's zu kleinen Consumers? So weit ich weiß, nicht. Aber wo wird er begrenzt? Machts die Optik (eher wohl nicht)? Machens die RGB-Farbfilter vor den Zellen der Bayersensoren? Machts gar die Elektronik?

 

Wer kann mich aufklären?

 

Klaudie

 

 

Hi,

Michael hat dass mit dem Farbraum ja schon hinreichend erklärt,

was man auch noch dazu sagen sollte, ist,

wenn man sich mit einem Farbraum höher als sRGB beschäftigen will,

muss auch das vorhandene Equipment alles diesen Farbraum beherrschen können,

das fängt beim Monitor an geht über die Software bis zum Ausgabegerät.

 

Ich gehe mal davon aus, das selbst hier im LUF 60-70% der verwendeten Monitore nicht mal den sRGB Modus richtig darstellen können.

Wer dann auch noch mit dem höheren Farbraum arbeiten will, ist von vorne herein auf dem

Holzweg, denn was man nicht sehen kann, lässt sich auch nicht bearbeiten bzw. ausgeben.

 

Für das www mit den verschiedenen Browsern ist sRGB die richtige Wahl, und auch für Bilder bei den Billigprintern im Netz sollte dies so sein.

 

Nur wer mehr will, vom Fachlabor oder mit der eigenen Hartware, der kann seine Kamera

auf den höheren Farbraum stellen.

 

Natürlich könnte man immer mit den höheren Farbraum fotografieren und im Nachhinein

herunterrechnen, aber wer am Ende nur sRGB kann, kann dies auch gleich bleiben lassen.

 

Andersherum geht es natürlich nicht, erst sRGB fotografieren und dann in Adobe RGB hochrechnen,

denn was nicht da ist kann nur interpoliert werden und dass sollte man bleiben lassen.

 

Gruß

Horst

[ferdinand]

Hi, Guten Tag zusammen.

Ich möchte doch mal ein Thema aufgreifen, was ich persönlich nicht so ganz durchschaue. Bekannterweise bedienen die Digicams aller Klassen mindestens den sRGB-Farbraum. Wer bzw. was aber schränkt eigentlich den Farbraum ein? Machen das die Hersteller absichtlich? Ist der Spektralbereich der Digicams in den Klassen wirklich so unterschiedlich, z.B. DSLR's zu kleinen Consumers? So weit ich weiß, nicht. Aber wo wird er begrenzt? Machts die Optik (eher wohl nicht)? Machens die RGB-Farbfilter vor den Zellen der Bayersensoren? Machts gar die Elektronik?

 

Wer kann mich aufklären?

 

Klaudie

 

vergiss den ganzen Kram, fotografiere mit dem Farbraum sRBG und die Farben werden gut! Es soll mir hier keiner erzählen, daß ein Unterschied am Bildschirm (dort i.d.R. sowieso nicht) oder beim Ausdruck auf dem Tintenspritzer oder auf den gängigen Prozessoren sichtbar ist, ob nun das Bildchen in sRGB, Adobe RBG oder ECI RBG gemacht worden ist.

 

 

Wenn Du Dich dann mal in Richtung Druckvorstufe bewegen willst, kannst Du Dir immer noch überlegen, welcher Farbraum dafür der beste ist .

[Guest klaudie]

Hi, ich danke Euch allen für die Antworten - insbesondere Michael. Technisch ist mir schon klar, dass bei JPG die 256 Tönungsstufen (8Bit) je Farbe die Wiedergabe begrenzen - bei z.B. RAW dagegen die Anzahl wohl bis 16 Bit gegen könnte.

OK, das bewirkt jedoch lediglich, dass die Anzahl Tönungsstufen größer wird. Was ich jedoch eher mit meiner Frage meinte, ist die spektrale Begrenzung vor Formatanpassung. So könnte es ja z.B. sein, dass noch incl. der Signalverstärkung hinter den Bayersensoren das "verstärkte" Frequenzspektrum sämtliche wahrnehmbare Spektralfarben vorhanden sind, die erst danach durch Filtermaßnahmen begrenzt werden. Wie gut sind jedoch jedoch z.B. die Bayerfilter in RGB? Eher Schmalbandig bei Billigsensoren, eher Breitbandiger bei teureren (ich vergleiche hier mal mit den Hoch- und Tiefpassfiltern im Bereich der Elektroakustik)? Entsprechend wäre bei eher Schmalbandfilterung von Billigcams (wenn es denn so wäre) ein "gewelltes" Gesamtspektrum im Bild - gleich ob ich dann mit kleiner JPG-Auflösung oder größerer RAW-Auflösung weiterarbeite.

 

Also, vielleicht geht meine Frage doch zu sehr in die Physik der einzelnen Bestandteile einer Cam.

 

Hallo Ferdinand: Ich fotografiere schon mit sRGB und komme betrieblich i.d.R. auch damit ganz gut zurecht bei Plakatwerbung. Tatsächlich habe ich privat aber einen NEC 26" mit annähernd Adobe RGB-Bereich mit dem ich meine sRGB-Privatfotos sichte und bearbeite. Gegenüber meinem früheren sRBG-Analog-(Grafik)Monitor sehe ich allerdings jetzt deutlich mehr, sowohl vom Kontrast als auch in den Farbnuancen. Ich sehe schon deutliche Unterschiede in den Bildern zwischen sRGB und RGB-Monitoren, obwohl ich beide kalibriert hatte.

 

Gruß

[mjh]

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Was ich jedoch eher mit meiner Frage meinte, ist die spektrale Begrenzung vor Formatanpassung. So könnte es ja z.B. sein, dass noch incl. der Signalverstärkung hinter den Bayersensoren das "verstärkte" Frequenzspektrum sämtliche wahrnehmbare Spektralfarben vorhanden sind, die erst danach durch Filtermaßnahmen begrenzt werden. Wie gut sind jedoch jedoch z.B. die Bayerfilter in RGB? Eher Schmalbandig bei Billigsensoren, eher Breitbandiger bei teureren (ich vergleiche hier mal mit den Hoch- und Tiefpassfiltern im Bereich der Elektroakustik)? Entsprechend wäre bei eher Schmalbandfilterung von Billigcams (wenn es denn so wäre) ein "gewelltes" Gesamtspektrum im Bild - gleich ob ich dann mit kleiner JPG-Auflösung oder größerer RAW-Auflösung weiterarbeite.

Hier vermischen sich zwei unterschiedliche Fragestellungen, nämlich die nach dem Gamut des Farbraums einerseits und die nach der präzisen Farbwiedergabe. Es kann ja sein, dass eine Kamera alle Farben eines großen RGB-Farbraums erzeugen kann, diese aber aufgrund ungünstiger Transmissionskennlinien der RGB-Filter oder Mängeln in der Bildverarbeitung nicht mit den tatsächlichen Farben übereinstimmen. Besonders kritisch ist insbesondere Violett, das ja im RGB-Farbraum als Mischfarbe aus Rot und Blau dargestellt wird, als Spektralfarbe aber weder Blau noch Rot enthält – Violett liegt ja jenseits von Blau und ist von Rot so weit entfernt, wie eine Farbe im sichtbaren Spektrum überhaupt nur entfernt sein kann. Dieses Problem muss man lösen, indem man entweder das Rotfilter auch ein wenig für Violett durchlässig macht und/oder den Durchlässigkeitsbereich des Blaufilters bis in den violetten Teil des Spektrums und den des ohnehin meist recht breitbandigen Grünfilters in den blauen Bereich reichen lässt. Blau ohne Grün bedeutet dann Violett, Blau und Grün hingegen Blau. Auf der anderen Seite begrenzen die Filterkennlinien die maximalen Stättigungsgrade und die maximale Helligkeit der einzelnen Farbtöne. Im RGB-Farbmodell ist es ja nun mal ausgemacht, dass die Mischfarben Gelb, Cyan und Violett heller sein können als die Grundfarben Rot, Grün und Blau; daher kann man beispielsweise zwar sowohl ein helles wie auch ein gesättigtes Rot haben, aber kein Rot, das gleichzeitig hell und gesättigt ist. Und wenn sich die Kennlinien nicht hinreichend überlappen, können Farbdifferenzierungen in einem Teil des Spektrums gänzlich verloren gehen, ohne dass der Farbraum deswegen Löcher bekäme – schon das Farbrauschen würde dafür sorgen, dass im Bild auch solche Farben erscheinen, die der Sensor gar nicht differenzieren konnte.

[feuervogel69]

ich denke der threadersteller interessiert sich fernab von unseren üblichen farbkalibrierungsproblemen einfach dafür welche farben unsere kameras eigentlich "sehen" können.... wenn ichs richtig verstehe, eigentlich daß was vor der konvertierung in einem farbraum passiert.

 

ich würde das so austesten, indem ich den von michael angerissenen aspekt berücksichtigen würde-nämlich gleichzeitig helle UND gesättigte farben zu fotogafieren.

 

intensivste rots, intensivste blaus und grüns- können sie dargestellt werden?

 

mein beitrag zur sache wäre hier allerdings noch die, daß bei allen tollen monitorgedöns, hier noch lange nicht alles dargestellt wird (besonders bei nicht-röhren-monitoren) und die überprüfung mit pipette und rgb-wert sollte unbedingt gemacht werden!

 

für mich gibt es viele farben, z.b. die ganze palette der floureszensfarben bei blumen z.b. die meiner meinung nach nicht wirklich darstellbar sind (momentan). interessant ist ja auch hier der unterschied zur malerei-denn dort ist eins der dinge, daß ja quasi der maler ganz gezielt sich seine eigenen farbräume und darstellbaren farben schafft, indem er passende pigmente wählt- und da steht im die ganze natur, also auch leuchtfarben, zur verfügung.... wir können maximal die pigmente der tintenhersteller ausnutzen, oder halt per sonderfarben manchmal etwas merh machen ;-)

 

hoffen wir, daß irgendwann mal sensoren mit mehr als rgb-filtern das licht der welt erblicken (im wahrsten sinne des wortes)... michaels angesprochenes violettproblem z.b. müßte schon eleganter gelöst werden.

lg matthias

[Guest maxmurx]

...

Bekannterweise bedienen die Digicams aller Klassen mindestens den sRGB-Farbraum. Wer bzw. was aber schränkt eigentlich den Farbraum ein?

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Ist der Spektralbereich der Digicams in den Klassen wirklich so unterschiedlich, z.B. DSLR's zu kleinen Consumers? So weit ich weiß, nicht. Aber wo wird er begrenzt?

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Hallo Klaudie

 

Du stellst zwei Fragen:

1.) Die Frage nach dem Farbraum als Ablagemöglichkeit für Farbinformation.

2.) Die Frage nach den technischen Einschränkungen bei Aufnahme und Verarbeitung der sichtbaren Motivfarben.

 

Dazu haben meine Vorredner schon gründlich geantwortet. Ich mache sinngemäss eine Zusammenfassung.

1.) Der RGB-Farbraum zur Speicherung digitaler Bilddaten ist immer gleich gross, entweder 16-bit oder 8-bit. Die Frage ist, welche input-Farben dabei dargestellt werden.

2.) Welche Farben für das menschlichen Auge sichtbar sind, wurde vor 75 Jahren experimentell festgestellt und als Lab-Farbraum normiert. Welche der sichtbaren Motiv-Farben in einem RGB-Farbraum gespeichert werden, das ist der "gamut" des gewählten RGB-Farbraumes. Jeder RGB-Farbraum hat also einen anderen "gamut" und kann andere sichtbare Farben auch abspeichern.

 

Bei der praktischen Arbeit wichtiger ist allerdings

3.) Welche für Dein Auge sichtbaren Motivfarben werden am Schluss von der Kamera ausgegeben?

 

Hier meine Antwort zu dieser praktischen Frage (unter Vorbehalt, dass ich das technisch im Griff habe).

Die Kameratechnik schränkt ein, welche sichtbaren Farben auch ausgegeben werden können. Dazu hat Michael geschrieben.

 

Welche sichtbaren Farben von der Kamera dargestellt werden, kann mit Einschränkungen experimentell festgestellt werden.

 

1.) Zuerst musst Du sicher sein, dass das gewählte Bild-Dateiformat (RAW, sRGB, AdobeRGB) beim Abspeichern nicht einen Teil der aufgenommenen Motiv-Farben wieder verwirft. Bei einer Ausgabe im RAW Format sollten alle von der Kamera aufgenommen Farben auch zugänglich sein.

 

2.) Mit einer Testkarte kannst Du nun ein Kameraprofil erstellen. Dieses Profil zeigt welche Motivfarben wo im RGB-Raum gespeichert werden.

 

Dies ist die Haupteinschränkung in diesem Experiment: Testkarten können nicht alle für das menschliche Auge sichtbaren Farben enthalten. Sie sind nicht gesättigt und auch nicht hell genug. Als Fotograf nimmt man jedoch nicht alles auf, was das Auge sehen kann. Sehr teure Testkarten werden so gemacht, dass möglichst alle Motiv-Farben darauf vorkommen.

 

3.) Das Profil kannst Du in Gamutvision http://www.gamutvision.com untersuchen.

 

Gamutvision hat eine kurze Erklärung dazu, was am Profil untersucht werden kann: Gamutvision - Camera and scanner profiles

 

4.) Sobald eine solcher Vergleich gemacht ist, wirst Du möglicherweise feststellen, dass der AdobeRGB Farbraum sämtliche von der Kamera aufgenommen Motivfarben auch speichern kann. Das heisst der gamut des AdobeRGB wäre dann genügend gross. Allerdings ist AdobeRGB immer noch ein 8-bit Farbraum.

 

Bei der Bildbearbeitung ist oft ein 16-bit Farbraum nützlicher, weil es in den Farbverläufen weniger leicht zu Abrissen (Sprüngen) kommt. Somit wäre wieder im RAW Format zu speichern und am Computer in einen 16-bit Farbraum zu konvertieren.

 

Freundliche Gruesse von Juerg

[gerd_heuser]

2.) Welche Farben für das menschlichen Auge sichtbar sind, wurde vor 75 Jahren experimentell festgestellt und als Lab-Farbraum normiert.

 

Das ist zumindest mißverständlich ausgedrückt. Es gibt sehr wohl im La,b-Raum nicht wahrnehmbare Farben.

Das La,b System wurde eingerichtet, um eine empfindungsgemäße Beschreibung zu ermöglichen.

Das führt jetzt aber zu weit und wird der Fragestellerin nicht gerecht. Nur der Ordnung halber.

[Guest maxmurx]

Das ist zumindest mißverständlich ausgedrückt. Es gibt sehr wohl im La,b-Raum nicht wahrnehmbare Farben.

Das La,b System wurde eingerichtet, um eine empfindungsgemäße Beschreibung zu ermöglichen.

 

Hallo Gerd

 

Richtig, habe ich so erinnert und mich ungenau ausgedrückt.

 

Mir war wichtig zu erläutern, dass

a) nicht alle sichtbaren Farben auch in den Fotomotiven enthalten sind,

nicht alle fotografierten Motivfarben vom Sensor unterschieden und über die Kamera ausgegeben werden und

c) im gewählten RGB-Farbraum vielleicht oder vielleicht nicht, alle von der Kamera ausgegebenen Farben gespeichert werden.

 

Der Farbraum ist ganz am Schluss dieser Kette von immer stärkeren Einschränkungen.

 

Die praktischen Tests gehen von einem normierten Motiv aus, wie einer Farbtafel und bedürfen einer Auswertesoftware.

 

Herzlicher Gruss von Juerg