Farbgenauigkeit über Mischfarben (Performance Level Bild)

Wie genau muss ein Bildgerät Mischfarben treffen — und warum reicht es nicht, die Primärfarben Rot, Grün und Blau zu prüfen?

Hier wird geprüft, wie weit eine wiedergegebene Farbe von der Farbe abweicht, die im Signal steht. Der Kennwert dafür ist der Farbabstand ΔE00 — eine Zahl, die den Unterschied zwischen zwei Farben so gewichtet, wie das Auge ihn wahrnimmt. Ein Wert um 1 gilt als Schwelle, ab der ein geübter Beobachter im direkten Vergleich überhaupt einen Unterschied sieht.

Entscheidend ist, woran gemessen wird. Die Kategorie verlangt Mischfarben — Orange, Türkis, Hauttöne, gedämpfte Naturtöne —, weil ein Gerät die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau treffen und trotzdem alles dazwischen verfehlen kann. Genau das passiert regelmäßig, wenn ein Farbmanagement nur an den Eckpunkten des Farbraums eingreift. Im Register steht diese Kategorie unter dem Kürzel BIL-FARB-G.

Ein Bildgerät mischt jede Farbe aus Rot, Grün und Blau zusammen. Wenn diese drei Grundfarben stimmen, heißt das noch lange nicht, dass auch die Mischungen daraus stimmen — ähnlich wie beim Malen, wo zwei perfekte Farbtöpfe noch kein perfektes Orange ergeben, wenn das Mischverhältnis danebenliegt. Am ehesten fällt Dir das an Menschen auf: Gesichter wirken dann zu rosig, zu gelb oder kränklich blass. Wie nah ein Gerät an den echten Farben liegen muss, legt diese Seite in Stufen fest.

Die Leiter L1 bis L5

Diese Kategorie gehört zu den ruhigeren der Bild-Domäne. Ihre Staffelung ist dieselbe, die auch für die Graustufen gilt — eine Zahlenfolge, die innerhalb der Farbfamilie einheitlich bleibt:

Stufe	Farbabstand dE00 im Mittel	schlechtester Einzelwert	Hauttöne Δu'v'
L5	höchstens 1,5 ◦	höchstens 2,5 ◦	höchstens 1,5 · 10⁻³ ◦
L4	höchstens 2 ◦	höchstens 3 ◦	höchstens 2,6 · 10⁻³ ◦
L3	höchstens 3 ◦	höchstens 5 ◦	—
L2	höchstens 5 ◦	höchstens 8 ◦	—
L1	nicht gemessen oder Mittelwert über 5 ◦	—	—

◦ Wert wird derzeit geprüft.

L5 verlangt zusätzlich, dass die EOTF-Treue mindestens L4 erreicht — ein guter Farbabstand auf einem schiefen Graustufenverlauf sagt sonst wenig. Die Werte für Hauttöne stehen als Farbabstand Δu'v' in Tausendsteln.

Gemessen werden sechs bis achtzehn Mischfarben plus die Achsen Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta und Gelb, bevorzugt aus einem ColorChecker-Satz und bevorzugt spektral. Gerätemodus, Warmlaufzeit und Lichtzustand entsprechen der Messung der EOTF-Treue, damit beide Kategorien am selben Zustand hängen. Der Zielfarbraum — BT.709 oder DCI-P3 — wird vorab festgelegt und im Protokoll eingefroren, sonst sind zwei Messungen desselben Geräts nicht vergleichbar. Die Hauttöne werden im Bericht gesondert ausgewiesen; geprüft werden dafür die beiden Hauttonfelder des ColorChecker Classic und zusätzlich die Hauttonreihe des größeren ColorChecker SG.

Die Abstände zwischen den Stufen werden nach oben hin kleiner, und das ist beabsichtigt: Zwischen dE00 5 und 3 liegt ein sichtbarer Unterschied, zwischen 2 und 1,5 eine Frage der Messsorgfalt. Weil diese letzte halbe Einheit unter der Wiederholstreuung einer Feldmessung liegt, trennt die Hautton-Bedingung die beiden obersten Stufen mit.

Entschieden ist auch die Statistik: Mittelwert und schlechtester Einzelwert werden beide geführt und müssen beide erfüllt sein. Ein Gerät, das bei zwölf von dreizehn Prüffarben unter 2 liegt und bei einer auf 4 springt, erreicht damit L3.

Hauttöne als Zusatzbedingung ab L4

Für Hauttöne gilt eine eigene, engere Schwelle als für die übrigen Mischfarben. Der Grund ist wahrnehmungspsychologisch gut begründet: Menschen erkennen Abweichungen an Gesichtern deutlich früher als an einem Auto oder einer Hauswand, weil sie eine feste Erwartung mitbringen, wie Haut aussieht. Ein Farbfehler, der an einer Landschaft niemandem auffällt, macht ein Gesicht fiebrig oder leblos.

Ab L4 muss der Hautton die Stufe mittragen: Reicht er nicht, reicht die Stufe nicht — auch dann, wenn alle übrigen Farben stimmen.

Gemessen wird er in einem anderen Maß als der Rest. Die allgemeine Leiter rechnet in dE00, der Hautton im Farbortabstand Δu'v'; für diese Größe nennt EBU Tech 3320 einen Wert. Das hilft auch beim Unterscheiden: In dE00 liegen L4 und L5 nur eine halbe Einheit auseinander, am Hautton trennen sie sich deutlicher.

Hauttöne sind dabei eine Linie durch den Farbraum und kein einzelner Punkt, weshalb die Prüfpunkte benannt sind: die beiden Hauttonfelder des ColorChecker Classic und die Hauttonreihe des ColorChecker SG. Damit hängt das Ergebnis nicht mehr daran, welche Felder ein Prüfer sich aussucht.

Wie sicher die Zahlen sind

Die ΔE00-Staffelung steht auf einer breiten Übereinstimmung, aber auf keinem Normtext: ΔE00 3 als Zielgröße ist in der Kalibrierpraxis verbreitet und wird von Messsoftware und Schulungen so weitergegeben, festgeschrieben hat sie niemand. Die Einstiegsstufe liegt bewusst bei ΔE00 5: Dort landet ein ordentlicher Fernseher, der ohne Kalibrierung betrieben wird.

An einer Norm hängen allein die Hautton-Bedingungen auf L4 und L5: EBU Tech 3320 nennt dort Farbortabstände. Beim Nachschlagen im Normtext zeigt sich ein Einheitenproblem, das beide Werte betrifft.

Unter Prüfung stehen ebenso die Werte für den schlechtesten Einzelwert und die Stufe L1.

Wie hoch das Gewicht am Ende ausfällt, wird gerade untersucht; derzeit sind es acht Punkte. Kritisch ist die Kategorie nicht, und das ist schlüssig — ein Farbfehler mittlerer Größe stört, er verhindert das Filmerlebnis aber nicht so, wie ein zu heller Raum oder ein falscher Graustufenverlauf es tun.

Leiter und Hautton-Bedingung stehen unter dem Vorbehalt der ersten Abnahmereihe.

Was daraus für die Planung folgt

Der Weg zu den oberen Stufen läuft über die Eingriffstiefe des Geräts. Ein Farbmanagement, das nur die sechs Achsen Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta und Gelb kennt, erreicht die Mischfarben dazwischen nur indirekt; die Korrektur einer Achse verschiebt dabei die Nachbarschaft mit. Für die engen Stufen führt deshalb meist kein Weg an einer Farbraumtabelle vorbei, die den Farbraum an vielen Stützstellen gleichzeitig korrigiert — entweder im Gerät selbst oder in einem vorgeschalteten Prozessor.

Zwei Dinge gehören vorher geklärt. Erstens muss die Graustufenbasis stimmen, denn eine Korrektur der Mischfarben auf einem schiefen Weißpunkt verschiebt nur den Fehler. Zweitens braucht die Messung ein Gerät, das Mischfarben überhaupt sicher erfasst — einfache Kolorimeter sind auf Weiß kalibriert und werden in gesättigten Bereichen ungenau.

So lässt sich das planen

Die vorhergesagte Stufe hängt an einem einzigen Datenblattsatz: Womit lässt sich das Gerät korrigieren? Ohne Eingriff bleibt die Werkseinstellung stehen und damit L2. Ein Farbmanagement mit seinen sechs Achsen bringt die Kalibrierung auf L3. Eine Farbraumtabelle im Gerät oder im Prozessor davor bringt sie auf L4. Dazu gehört jedes Mal die Angebotsposition Kalibrierung — ohne den Termin nützt die beste Eingriffstiefe nichts.

Damit steht die Vorhersage früh und ohne Rechnung, und die Kategorie gehört zu den leicht planbaren. Nur die oberste Stufe bleibt außen vor, weil sie an der Auflösung des Messgeräts hängt. Fehlt im Datenblatt die Auskunft über Farbmanagement und Farbraumtabelle, nennt das Profil statt einer Stufe genau diese Lücke.

Belegen lässt sich das Ergebnis nur mit einem Spektroradiometer, und zwar über achtzehn und mehr Farbfelder samt Hauttonreihe. Der Aufwand macht die Abnahme zu einer eigenen Position im Angebot. Die Stufe erscheint zunächst als Planwert und wird erst mit einer bestellten Messung zum Messwert.

Verknüpfte Inhalte

Was ein Farbraum überhaupt festlegt, steht im Glossar; wie ein Gerät ihn korrigiert, beim Farbmanagement und bei der Farbraumtabelle. Die Grundlage jeder Farbmessung — ein neutraler Graustufenverlauf — behandelt die EOTF-Treue.

Der Platz dieser Kategorie im Gewichtungsschema steht auf der Seite Performance Level: Bild & Licht, die Rechenlogik hinter den Stufen bei Performance Level.

Quellen

Leiterwerte, Gewicht und die Hautton-Bedingung stammen von AVITECT. Sie werden derzeit geprüft. EBU Tech 3320, die Quelle der Hautton-Bedingung, ist für diese Seite am Original gelesen, ebenso EBU Tech 3325 mit den zugehörigen Messverfahren und ITU-R BT.2100 mit dem Zielfarbraum des HDR-Pfades.