Regenbogeneffekt (zeitliche Farbfolge, Color Breakup)

Der Regenbogeneffekt bezeichnet kurz aufblitzende farbige Streifen an den Kanten heller Objekte vor dunklem Grund. Er tritt bei Bildern auf, deren Grundfarben zeitlich nacheinander erzeugt werden, und er erscheint immer dann, wenn sich zwischen zwei Farbteilbildern etwas bewegt — der Blick, das Auge oder das Objekt selbst. Der englische Fachbegriff dafür ist Color Breakup.

Ausführliche Erklärung

Damit ein Bild aus zeitlich getrennten Farben überhaupt funktioniert, muss die Folge schneller sein als die Zeitauflösung des Auges: Das Auge mittelt einfallendes Licht über etwa eine fünfzigstel Sekunde, und in dieses Fenster fallen die Teilbilder. Bei einer Vollbildfrequenz von 60 Hz braucht es dafür mindestens 180 Felder je Sekunde, also je ein rotes, grünes und blaues Feld pro Vollbild.

Diese Rechnung geht auf, solange die Teilbilder auf derselben Stelle der Netzhaut landen. Genau das ist die Bedingung, die im Alltag regelmäßig verletzt wird. Eine schnelle Blickbewegung — in der Fachsprache eine Sakkade — überstreicht bis zu 15 Grad in einer hundertstel Sekunde. Die Patentliteratur rechnet das Ergebnis vor: Bei 180 Feldern je Sekunde und einem Meter Betrachtungsabstand liegen die drei Farbteilbilder desselben Objekts dadurch je 15 Zentimeter auseinander. Zu Weiß mischen sie sich dann nicht mehr; sie erscheinen als getrennte farbige Streifen.

Vier Wege, wie es dazu kommt

Dieselbe Quelle nennt vier Auslöser, und die letzten beiden sind der Grund, warum der Effekt sich nicht durch stilles Sitzen abstellen lässt:

• Die schnelle Blickbewegung von einer Bildstelle zur anderen — der bekannteste Fall.
• Das Blinzeln. Es erzeugt denselben Versatz, ohne dass jemand den Blick bewegt hätte.
• Ein bewegtes Objekt zwischen Betrachter und Bild. Wird eine Hand schnell vor dem Bild bewegt, erscheint ihr Schatten in getrennten Farben.
• Das ruhige Verfolgen eines bewegten Objekts. Wandert der Blick mit einem hellen Objekt mit, treffen dessen Farbteilbilder wegen der Zeitversätze auf leicht verschiedene Netzhautorte, und die Kanten färben sich.

Gegen den Effekt gibt es technische Gegenmaßnahmen; welche das sind und was sie leisten, steht bei den Verfahren gegen den Regenbogeneffekt.

Häufiges Missverständnis

„Wenn ich den Effekt nicht sehe, ist er nicht da." Der Schluss liegt nahe und geht trotzdem fehl. Erzeugt wird der Effekt im Gerät, gesehen wird er im Sehsystem des Betrachters — und dort sind die Unterschiede groß. Zwei Menschen können vor demselben Gerät sitzen und völlig verschieden urteilen, ohne dass einer von beiden sich irrt. Aus einem Datenblatt lässt sich das nicht ablesen; es gibt keine Angabe, die die eigene Empfindlichkeit vorhersagt.

Die praktische Folge ist unbequem, aber eindeutig: Vor der Entscheidung für ein Gerät mit zeitlicher Farbfolge gehört ein Sehtest am laufenden Bild — mit allen Personen, die den Raum regelmäßig nutzen werden, nicht nur mit der Person, die das Gerät aussucht.

Nicht zu verwechseln mit

• Farbsaum durch Konvergenzfehler: Bei Geräten mit drei Bildwandlern können die drei Teilbilder geometrisch gegeneinander verschoben stehen. Das sieht ähnlich aus, verhält sich aber gegenteilig: Ein Konvergenzfehler steht still, ist immer da und am Bildrand am stärksten. Der Regenbogeneffekt blitzt auf, verschwindet sofort wieder und braucht Bewegung. Das ist die verlässlichste Unterscheidung vor dem Bild.
• Chromatische Aberration: eine Eigenschaft des Objektivs. Sie erzeugt Farbsäume abhängig vom Ort im Bild, nicht von der Bewegung.
• Nachzieheffekte: entstehen aus Schaltzeiten des Bildwandlers und zeigen sich als Verschmieren, nicht als Farbtrennung.
• Fliegengittereffekt: ein räumliches, kein zeitliches Phänomen. Das feine Gitter zwischen den Bildpunkten steht still und ist immer da; der Regenbogeneffekt blitzt nur bei Bewegung auf und verschwindet sofort wieder.

Aus der Praxis

Die Frage nach dem Regenbogeneffekt kommt in der Beratung fast immer zu spät — nämlich als Frage nach einem bestimmten Gerät. Sinnvoll steht sie eine Stufe früher: Sollen im Raum überhaupt Verfahren mit zeitlicher Farbfolge in Betracht kommen? Diese Entscheidung fällt vor der Geräteliste und hängt an den Menschen, die den Raum nutzen, nicht an ihrem Budget.

Wo die Antwort offen bleibt, hilft nur Ansehen. Fünf Minuten mit Filmmaterial, das schnelle Kamerabewegungen und helle Kanten vor dunklem Grund enthält, beantworten die Frage zuverlässiger als jede Beschreibung — und wer den Effekt nicht bemerkt, hat damit auch eine Antwort.

Verknüpfte Inhalte

Was sich gegen den Effekt unternehmen lässt, steht bei den Verfahren gegen den Regenbogeneffekt. Wie Helligkeit und Farbe bei einem Verfahren mit zeitlicher Farbfolge überhaupt entstehen, erklärt die Pulsweitenmodulation und ausführlich DLP und DMD. Warum die Helligkeitsangaben solcher Geräte gesondert zu lesen sind, ordnet die Farbhelligkeit ein. Das Gegenstück ohne zeitliche Farbfolge beschreibt 3LCD.

Quellen

Mechanismus, Zahlenbeispiel und die vier Auslöser stammen aus dem Hintergrundteil einer Patentschrift zur zeitlichen Farbdarstellung, deren Anmelderin an dieser Bauart nicht beteiligt ist. Die Mittelungsdauer des Auges stammt aus der Herstellerdokumentation zum DLP-Verfahren.

1. US 7 042 527 B2 (NEC, Erfinder Masao Imai, 2006) — Feldfrequenz, Sakkade, 15-Zentimeter-Beispiel, Blinzeln, bewegtes Objekt, verfolgtes Objekt.
2. Texas Instruments, DLPA059H — Mittelungsdauer des Auges.