Wissen : Farbräume und was sie für den Filmer bedeuten

Erst einmal ein paar grundsätzliche Fakten: Durch die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts sind die vom Menschen wahrnehmbaren Farbtöne konkret abgrenzbar. Die natürlichen Grenzen stellen der ultravioletten Bereich (<420 nm) und der Infrarot-Bereich (>680 nm) dar. Die Wellenlängen zwischen diesen beiden Bereichen kann der Mensch mit den Augen als unterschiedliche Farbtöne wahrnehmen. (Dazu kann jeder Farbton einer Wellenlänge sich auch noch durch seine Stärke/Helligkeit unterscheiden).

Gedruckte Medien, analoger Film aber auch Displays und Monitore können bis heute immer nur nur einen Teil dieser möglichen Farben darstellen. Der Farbraum des jeweiligen Gerätes oder Mediums schneidet also immer einen Bereich aus dem für einem Menschen theoretisch sichtbaren Bereich heraus.

Um das folgende genauer zu verstehen, muss man vor allem nur eines begreifen: Auf einem Papier oder einem Monitor kann man Farbräume nur schematisch erklären, jedoch niemals visuell, denn es gibt immer Farben bzw. sogar ganze Farbbereiche, die auf dem Papier oder dem Monitor nicht dargestellt werden können. Die hier gezeigten Farben dienen also immer nur der schematischen Veranschaulichung.

Die übliche Darstellungsweise von Farbräumen erfolgt in der Regel mit einem virtuellen Schnitt durch durch einen dreidimensionalen Farbwürfel. Um dies visuell einfacher zu machen, schneidet man meistens (wenn nicht anders angegeben) bei einer Helligkeit von 50 Prozent durch diesen Würfel. Die daraus entstehende zweidimensionale schematische Darstellung erlaubt ein leichteres Verständnis.

Der Schnitt bei 50 Prozent Helligkeit erinnert an ein Hufeisen und stellt in der Regel den so genannten CIE XYZ Farbraum dar. Dieser wurde schon 1931 entdeckt bzw. festgelegt. Der CIR XYZ Farbraum stellt -einfach formuliert- alle vom Menschen wahrnehmbaren Farben dar. Man bezeichnet diese Ansicht auch als CIE-Normfarbtafel.

Die CIE-Normfarbtafel

Wer es noch genauer wissen will: Die beiden Achsen stellen die Grundfarben X (Rot) und Y (Grün) dar. Um den entsprechenden Wert für Z (Blau) zu ermitteln, gilt immer: X + Y + Z = 1. Z ist also immer 1 − X − Y. Ein Punkt für eine RGB-Farbe muss also in der Summe der XYZ-Koordinaten immer 1 ergeben: Ein valider Punkt im Hufeisen wäre somit (0.20R, 0.30G, 0.50B), weil 0,2+0,3+0,5=1. Reines Blau (Z nahe bei 1.0 ) hat z.b. fast kein Rot (X) und Grün (Y) und befindet deswegen links unten in der Abbildung. Reines Rot dagegen rechts unten (X nahe 1) und reines grün oben links (Y nahe 1). Dies ist eine einfache Näherung, wie die Farben in der 2D-Hufeisen-Fläche aus dreidimensionalen Vektor-Werten zustande kommen.

Da diese XYZ-Hufeisen-Fläche den gesamten sichtbaren Bereich für den Menschen darstellt, und andere Geräte oder Medien niemals den gesamten Farbraum der menschlichen Wahrnehmung abdecken können, kann man die verschiedenen Farbräume nun als Dreiecke innerhalb des CIE XYZ Farbraums darstellen. Warum gerade Dreiecke? Nachdem praktisch jedes digitale Wiedergabegerät die Farben aus drei (Primär)-Farben mischt, handelt es sich bei diesen in der Regel um die “extremsten” Farben, die ein Gerät darstellen kann. Roter als maximales Rot geht ebensowenig wir grüner als maximales Grün. Und daraus resultierende Mischfarben können folglich auch nie über die Verbindungslinie zwischen den extremen Punkten treten. Daher werden die Farbräume in der Regel als Dreiecke dargestellt, deren Ecken die Primärfarben des erzeugenden Gerätes darstellen. Diese Dreiecke (beim Druck mit mehr Grundfarben sind auch Polygone möglich) nennt man auch Gamut. DER Gamut ist also die Menge aller Farben, die ein Gerät (z. B. ein Monitor, Drucker, Scanner, Film) darstellen, wiedergeben bzw. aufzeichnen kann.

Mit diesem einfachen Wissen können wir uns einige relevante Farbräume ansehen und anhand von diesen weitere Merkmale von Farbräumen diskutieren.