Projekttitel: Farbe und Farbsehen mit Ostwald-, Geräte- und Elementarfarben -
Antagonistische Farbsehmodelle TUBJND und TUBLAB und Eigenschaften für viele Anwendungen

Kapitel E: Farbmetriken, Farbdifferenzen und Farberscheinung (2023), Hauptteil eea_s, in Arbeit

Titel von Teil 4.3: Achromatische Farbmetrik für einen weiten Leuchtdichtebereich zwischen niedrig, standard und hoch LDR, SDR, HDR (Low, Standard und High Dynamic Range)

4.31. Einführung.
Neue Displays des High Dynamic Range (HDR) können im Vergleich zum Standard Dynamic Range (SDR) zu neuen Möglichkeiten für die ergonomische Displayausgabe führen. Die ergonomische Ausgabe nach ISO 9241-306 auf Displays mit dem HDR-Bereich im Vergleich zum SDR-Bereich ist ein Thema der Standardisierung, siehe z.B
ISO/TS 22028-5:2023 Fotografie und Grafiktechnik - Erweiterte Farbkodierungen für die digitale Bildspeicherung, -manipulation und -austausch - Teil 5: Hoher Dynamikumfang und breite Farbenraumkodierung für Standbilder (HDR/WCG)

ISO 9241-306:2018 Ergonomie der Mensch-System-Interaktion - Teil 306: Feldbewertungsverfahren für elektronische visuelle Anzeigen
definiert den SDR-Leuchtdichtebereich LW : LN = 36 : 1 für die Ausgabe auf Papier und auf Displays.

Für das schwarze N, das graue U und das weiße W werden folgende Standardwerte angegeben:
schwarz N: LN=3,3 cd/m^2, YN=2,5 = YU/7,2
grau U: LU=24 cd/m^2, YU=18
weiß W: LW=142 cd/m^2, YW=90 = 5 YU
Das Leuchtdichtekontrastverhältnis ist also C = LW : LN = YW : YN = 90:2,5 = 36:1.

In Anwendungen unterscheiden sich vor allem die Werte für Schwarz, die Werte können
YN=1,8 = YU/10 für hochglänzendes Fotopapier,
YN=2,5 = YU/7,2 für seidenmattes Offsetpapier,
YN=3,6 = YU/5 für mattes Büropapier.

In der analogen und digitalen Fotografie statt des Kontrastumfangs
YW : YN = 90:2,5 = 36:1
Leuchtdichte-Kontrast-Bereiche zwischen LW : LN = 1000:1 (4 Log-Einheiten) und 1000000:1 (6 Log-Inits) sind möglich.

Eine achromatischeFarbmetrik für die Anwendungen LDR, SDR und HDR wird in diesem Teil 4.3.
Eine chromatische Farbmetrik für die Anwendungen LDR, SDR und HDR wird in Teil 4.


4.32: Deduktive und induktive Methoden, um die Verbindungen zwischen physiologischen und psychophysischen experimentellen Daten abzugleichen

Die deduktive TUB-Kolorimetrie beginnt mit physiologischen Daten, z.B. von Valeton und Van Norren (1973), die hier durch die Funktion tanh(x) (Tangens hyperbolicus) angenähert werden, siehe Bild 4.34-1.

Bild 4.32-1: physiologische-Antwortfunktion (S-förmig) für drei Umfeld-Leuchtdichten als Funktion des Logarithmus (L/Lu)
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe eeg00-5n.pdf.

Alle Antwortfunktionen, die Fab haben, sind S-förmig und ähneln sich. Die Ableitung F'ab einer Antwortfunktion ist Gauß-förmig, siehe Bild 4.32-2.

Bild 4.32-2: Antwortfunktion (S-förmig) und Ableitungsfunktion (Gauß-förmig) als Funktion des Logarithmus (L/Lu)
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe eeg00-3n.pdf.

Die induktive TUB-Kolorimetrie beginnt z.B. mit psychophysischen Daten von Lingelbach und Haberich (1977), die durch Richter (1993) angenähert werden, siehe Bild 4.32-3.

Bild 4.32-3: Leuchtdichteschwelle dL in Abhängigkeit von L und Lu
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe een40-1a.pdf.

Das Verhältnis L/dl wird als Kontrastempfindlichkeit bezeichnet, siehe Bild 4.32-4.
Bild 4.32-4: Kontrastempfindlichkeit L/dL in Abhängigkeit von L und Lu
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe een40-2a.pdf.

Alle Kontrastfunktionen in Bild 4.32-4 sind ähnlich wie F'ab in Bild 4.32-2. Daher besteht Übereinstimmung zwischen dem deduktiven und dem induktiven Kontrast L/dL als Funktion von L und Lu.

Daher stimmen die Kontrastfunktionen physiologisch und psychophysisch weitgehend überein. Wichtige verbleibende Unterschiede der physiologischen und der psychophysischen Kontrastberechnung werden erläutert.

Nur bei hohen Leuchtdichteen nahe 300 cd/m^2 liegt der maximale Kontrast bei der Leuchtdichte Lu der Umgebung. Dies stimmt mit den Daten physiologisch (1993) überein. Die Symmetrie des physiologischen Kontrastes verschwindet in den psychophysischenDaten. Für sehr kurze Betrachtungszeiten (<0,1s) der beiden aneinandergrenzenden Stimuli ist der psychophysische Kontrast jedoch symmetrisch. Daher besteht eine weitgehende Übereinstimmung zwischen dem deduktiven und dem induktiven Kontrast als Funktion von L und Lu.

4.33. Erweiterung des Leuchtdichtebereichs von Oberflächenfarben in Büros auf einen HDR-Leuchtdichtebereich
Text
4.34: Hauptkoordinaten relative Helligkeit L*/L*U und relativer Kontrast (L/dL)/(L/dL)u.
Text
4.35. Physiologische und psychophysische relative Helligkeit L*/L*U und relativer Kontrast (L/dL)/(L/dL)u.
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Für Links zum Hauptkapitel E
Farbmetriken, Farbdifferenzen und Farberscheinung (2023), unter Arbeit.
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In Zukunft können die Bilder und der Text verbessert werden.

Link zum nächsten Thema (in Arbeit 2023)
Titel von Teil 4.4: Chromatische Farbmetrik für einen weiten Leuchtdichtebereich zwischen niedrig, standard und hoch LDR, SDR, HDR (Low, Standard und High Dynamic Range)
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