220728, Server1: http://farbe.li.tu-berlin.de/indexDE.HTM oder Server2: http://color.li.tu-berlin.de/indexDE.HTM
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Für diese TUB-Webseite (NICHT Archiv), siehe
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Für eine Seite mit weiterer Information, siehe
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Für die Archivinformation (2000-2009) des BAM-Servers "www.ps.bam.de" (2000-2018) über Farbprüfvorlagen, farbmetrische Berechnungen, Normen und Publikationen, siehe
A/indexAE.html in englisch, A/indexAG.html in deutsch.

Für Links zum Kapitel A Farbbildtechnologie und Farbmanagement, siehe
Inhaltsliste von Kapitel A: AEA_I in englisch oder AGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel A: AEA_S in englisch oder AGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil AGAI von 26 Teilen AGAI bis AGZI: AEAI in englisch oder AGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil AEAS von 26 Teilen AGAS bis AGZS: AEAS in englisch oder AGAS in deutsch.

Für Links zum Kapitel B Farbensehen und Farbmetrik, siehe
Inhaltsliste von Kapitel B: BEA_I in englisch oder BGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel B: BEA_S in englisch oder BGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil BGAI von 26 Teilen BGAI bis BGZI: BEAI in englisch oder BGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil BEAS von 26 Teilen BGAS bis BGZS: BEAS in englisch oder BGAS in deutsch.

Für Links zum Kapitel C Farbräume, Farbdifferenzen und Linienelemente, in Arbeit, siehe
Inhaltsliste von Kapitel C: CEA_I in englisch oder CGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel C: CEA_S in englisch oder CGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil CGAI von 26 Teilen CGAI bis CGZI: CEAI in englisch oder CGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil CEAS von 26 Teilen CGAS bis CGZS: CEAS in englisch oder CGAS in deutsch.

Für Links zum Kapitel D Farberscheinung, Elementarfarben und Metriken, in Arbeit, siehe
Inhaltsliste von Kapitel D: DEA_I in englisch oder DGA_I in deutsch.
Zusammenfassung von Kapitel D: DEA_S in englisch oder DGA_S in deutsch.
Beispielinhalt Teil DGAI von 26 Teilen DGAI bis DGZI: DEAI in englisch oder DGAI in deutsch.
Beispielbilder Teil DEAS von 26 Teilen DGAS bis DGZS: DEAS in englisch oder DGAS in deutsch.

Willkommen zu einer Webseite über Farbmetrik und Farbbild-Technologie


Diese Webseite wurde von Prof. Dr. Klaus Richter erzeugt, Technische Universität Berlin (TUB), Fachgebiet Lichttechnik, siehe
homepageTUL

Das Logo des Buches mit dem Titel "Farbmetrik und Computergraphik" mit 500 Farbbildern von Klaus Richter wird gezeigt.
Für Bestellung und/oder Download siehe buch

Der Author kann erreicht werden über:
Email: klaus.richter@mac.com
Post-Adresse: Prof. Dr. Klaus Richter, Walterhoeferstrasse 44, D-14165 Berlin, Deutschland

Für eine Liste von kürzlichen Veröffentlichungen und Vorträgen auf Tagungen der Forschungsgruppe "Technische Universität Berlin, Fachgebiet Lichttechnik, Lehrgebiet Farbmetrik und Farbbildverarbeitung" siehe
XY91FDE
Diese Webseite enthält Anmerkungen zu kürzlichen Veröffentlichungen.
Geplante Workshops und Vorträge von zukünftigen Farbkonferenzen werden angezeigt.
Diese Seite enthält Inhalte von Zoom-Meetings über Farbe und Anwendungen sowie die Registrierung.

Struktur und Inhalt dieser Webseite mit verschiedenen Teilen

Bild 1: Hauptstruktur dieser Webseite.
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe AGX00-8N.PDF.
Das PDF-Format in Vektorgrafik (VG) gibt immer die beste Lesbarkeit.

Bild 1 listed die Information auf diesem Server:
Zum Beispiel enthält Teil A auf den Seiten mit den Namen A(G/E)(A..Z)(I/S/0..9).HTM ungefähr 4000 Bilder mit englischem und deutschen Text.

Deshalb scheint der Server1 und der Server2 mit angenähert dem gleichen Inhalt
von besonderer Bedeutung für die wissenschaftliche Basis
und Anwendungen der obigen Themen.

Die Entwicklung dieser Webseite ist mit dem Autor Klaus Richter verbunden.
Seine Doktorarbeit wurde 1969 von der Universität Basel veröffentlicht:
"Antagonistische Signale beim Farbensehen und ihr Zusammenhang mit der empfindungsgemässen Farbordnung".
Diese Doktorarbeit kann unter "Publikationen" heruntergeladen werden, siehe XY91FDE

In 2019 wurde der folgende TUB-Projekttitel beschlossen:
Farbe und Farbensehen mit Ostwald-Geräte- und Elementarfarben -
Antagonistisches Farbensehmodell und Eigenschaften für viele Anwendungen.


Dieses TUB-Projekt besteht aus vier Teilen:
A. Farbbildtechnologie und Farbmanagement (2019),
Zusammenfassung AEA_S in englisch oder AGA_S in deutsch.

B. Farbensehen und Farbmetrik (2020),
Zusammenfassung BEA_S in englisch oder BGA_S in deutsch.

C. Farbräume, Farbdifferenzen und Linienelemente (2021),
Zusammenfassung CEA_S in englisch oder CGA_S in deutsch.

D. Farberscheinung, Elementarfarben und Metrik (2022, in Arbeit).
Zusammenfassung DEA_S in englisch oder DGA_S in deutsch.

In 2022 wurden spezielle Eigenschaften des Farbensehens in einer Veröffentlichung berücksichtigt:
TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens für Licht- und Körperfarben, siehe
farbe2207.pdf in englisch oder farbg2207.pdf in deutsch.

1. Antagonistisches und TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens
Das TUB-Projekt enthält die Eigenschaft "antagonistisch" der griechischen Sprache. Diese Eigenschaft ist bekannt aus der Medizin für Muskeln. Die Muskeln können in "antagonistischen" (oder gegensätzlichen) Richtungen arbeiten.

Farben können "antagonistische" Eigenschaften haben, die zum Beispiel beschrieben werden durch "gegensätzlich", "komplementär", "kompensativ", "Schatteneffekte", "Nachbildeffekte", "Sukzessivkontrast" und "Simultankontrast".

Die "antagonistischen" Farberscheinungseigenschaften können zum Beispiel beschrieben werden durch
"Helligkeit - Dunkelheit", "Schwarzheit - Brillanheit", "Weißheit - Farbtiefe", "Buntheit - Unbuntheit".

Diese Eigenschaften ändern sich mit der Reflexion des Umgebungslichtes auf dem Display, vergleiche die Eigenschaften für acht Reflexionen:
OG73/OG73F1P0.PDF.

Es ergibt sich die Frage, ob eine "antagonistische" Farbmetrik viele Farbeffekte und Farberscheinungsattribute beschreiben kann. Diese Effekte werden im Bereich Design, der Architektur und in der Kunst angewendet. Zum Beispiel werden sie im schwedischen "Natürlichen Farbsystem NCS" ("Natural Colour System NCS") angewandt.

Es wird angenommen, dass sich das visuelle System des Menschen ständig an einen "mittleren" unbunten Reiz mit einer "mittleren" Leuchtdichte der visuellen Szene adaptiert. In Anlehnung an das TUB-Farbsehmodell werden alle Licht- und Oberflächen-Farbempfindungen relativ zu diesen "mittleren" Messdaten von Farbe und Licht berechnet.

Zum Beispiel berechnet das TUB-Relativitätsmodell des Farbensehens gleiche Bunttonschwellen für komplementäre Optimal- und Displayfarben in Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen von Holtsmark und Valberg (1969).

Im folgenden wird als Beispiel eine Projekt-Anwendung beschrieben.

2. Ergonomische Änderungen der rgb*-Farbausgabe an Büroarbeitsplätzen durch Potenzfunktionen abhängig von den Displayreflexionen des Umgebungslichtes

Die Reflexionen des Umgebungslichtes in Büros ändern die Displayausgabefarben. Etwa 3,6% Reflexion verglichen mit dem weißen Display (90%) reduzieren den Farbenumfang auf 50%. Oft noch wichtiger ist die Änderung der Farbstufung durch die Reflexion des Umgebungslichtes. In einem Extremfall kann die Reflexion des Umgebungslichtes 40% verglichen mit dem weißen Display betragen. Dies ereignet sich mit Projektoren in einem Büro mit viel Tageslicht oder für Displays mit viel Sonnenlichtreflexion.

In diesem Extremfall können vier dunkle von 16 Graustufen Schwarz erscheinen und sind nicht unterscheidbar. Dann ist die visuell gleichabständige Stufung einer 16-stufigen Graureihe ohne Displayreflexion zu einem hohen Grad zerstört.

Wenn die rgb*-Werte durch eine Potenzfunktion geändert werden, so kann man die 16 Stufen wieder sichtbar und gleichabständig machen. Geeignete rgb*-Änderungen erhöhen die Sichtbarkeit und reduzieren die Ermüdung an jedem Bildschirmarbeitsplatz.

ISO EN DIN 9241-306:2018 definiert 15 Kontraststufen für Leuchtdichten zwischen dem hohen Dynamikbereich (HDR=High Dynamic Range) und dem niedrigen Dynamikbereich (LDR=Low Dynamic Range). Der Farbenumfang reduziert sich von 100% auf etwa 13% für die Änderung der Kontraststufe zwischen Cmax=288:1 und Cmin=2:1. Sowohl die Helligkeit als auch die Buntheit ist reduziert.

Zum Beispiel die ISO-Prüfvorlage AG49 mit 1080 Farben wurde für die Displayausgabe entwickelt. Die Ausgabefragen für die 15 Kontraststufen gibt es in englisch (E), deutsch (G) und französisch (F).
Die ISO-Prüfvorlagen befinden sich auf dem ISO Standards Maintenance Portal in den Dateiformaten PDF und PostScript (PS, TXT), siehe
http://standards.iso.org/iso/9241/306/ed-2/index.html.


Bild 1: Prüfvorlage AG49 nach ISO 9241-306 mit 1080 Farben für 15 Kontraststufen
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe AGW8L0NP.PDF.

Anstelle der 15 Kontraststufen auf 15 Seiten, enthält das Bild die 15 Kontraststufen auf einer Seite und zusätzlich ein Referenzbild (mit rotem Rahmen). Gewöhnlich zeigt die visuelle Inspektion nur für eine der 15 Ausgaben die angestrebten gleichabständigen Farbstufen. Die visuelle Stufung ändert sich mit der Reflexion des Umgebungslichtes auf dem Display.

Die Prüfvorlage wurde für den relativen Gammabereich 0,475 < gp < 2,105 entwickelt. Dieser Bereich entspricht dem (absoluten) Gammabereich 1,20 < g < 4,8. Der Gammawert ga = 2,4 ist in der Mitte dieses Bereichs und bekannt von der Helligkeit L*IECsRGB des sRGB-Farbenraums nach IEC 61966-2-1, vergleiche Bild 40 und 44.

Der obige Gammabereich entspricht dem Kontrastbereich 2:1 < C < 4608:1. In Büros ist der Kontrast C = 36:1 Normkontrast für Display- und Papierausgaben. Der Normkontrast von Weiß und Schwarz wird durch die Papierreflexionen R=0,90 und R=0,036 bestimmt. Das Reflexionsverhältnis definiert den Bürokontrast C = 36:1. Die Normleuchtdichte des Displays ist LW=142 cd/m^2 für Weiß und LW=4 cd/m^2 für Schwarz. Das Leuchdichteverhältnis definiert den Bürokontrast C = 36:1.

Der Kontrast C=36:1 hat den Namen CP5 in ISO 9241-306 und erzeugt optimale Lesbarkeit und Farbstufung in einem Normbüro.

In ISO 9241-306:2008 und ed2:2018 wird ein Gammaschieber (Gamma Slider) beschrieben. Der Gammaschieber dient zur Erzeugung einer gleichstufigen Ausgabe der ISO-Prüfvorlage (mit einem roten Rahmen in Bild 1). Dies ist dann auch die empfohlene ergonomische Ausgabe für das gesamte Display.

Mit der "Slider-Technologie" werden die rgb*-Werte durch eine Potenzfunktion geändert. Mit einer Potenzfunktion ändern sich die Start-rgb*-Werte 0, 0, 0 für Schwarz N und 1, 1, 1 für Weiß W nicht. Jedoch ändern sich zum Beispiel die Start-rgb*-Werte 0,5, 0,5, 0,5 nach 0,25, 0,25, 0,25 für den Exponenten k=2 oder nach 0,70, 0,70, 0,70 für den Exponenten k=0,5.

Anmerkungen:
Seit 2000 enthält macOS X ein Menü für den Gamma Schieber (Gamma Slider). ISO 9241-306 beschreibt die Vorteile des Sliders als Beispiel. Dieser erschien seit 2000 unter "System Preferences - Display - Color - Calibrate".

Seit 2020 (macOS 10.15) erscheint der "Slider" nur, wenn die "Alt-Taste" bei der Wahl von "Calibrate" gedrückt wird.

Seit 2022 (macOS 12.3) ist die Option "Color" gelöscht und der Slider f*uuml;r die ergonomische Ausgabe nicht mehr vorhanden.

Ob es nach 20 Jahren für die ergonomische Ausgabe am Bildschirmarbeitsplatz einen Ersatz für der "Slider" geben wird, ist unbekannt. Bis eine Lösung vorliegt, kann man weiterhin macOS 11 benutzen.

Unter Windows gibt es viele Anwendungsprogramme, die den "Slider" ersetzen können, siehe RUSCHIN22.PDF.

Zum Herunterladen von 9 ICC-Profilen mit absolutem Gamma 1,0 <= ga <= 2,6, die man unter macOS und Windows als Alternative prüfen kann, siehe (86 KB) LCD_XX.zip.

Entwicklungsziel:
16 Millionen rgb-Daten werden in 16 Millionen rgb'-Daten nach farbmetrischen Kriterien transformiert. Für viele Displayanwendungen dient ein ColourConnectionSpace (CCS) zur Berechnung der Transformation. Hierzu eignet sich der relativ gleichabständige TUBLAB-Farbenraum besser als zum Beispiel CIELAB. Der Transfer rgb nach rgb' ist für Einzel- und Videobilder möglich mit einer Tabelle für die Graphikkarte des Desktop-Rechners.

Die TUB-Farbgruppe freut sich über Hinweise auf entsprechende Anwendungsprogramme unter Mac und/oder Windows. Die TUB-Gruppe wird die Verbreitung für ergonomische Anwendungen unterstüzen.

Für viele Anwendungen mit dem Gammaschieber oder alternative Methoden, siehe AGXI.HTM.


Bild 2: Gammaschieber des Computerbetriebssystems macOS X
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe AGX50-7N.PDF.

Ein Gammabereich 1,00 < g < 2,6 wird unter macOS X benutzt, um die gesamte Displayausgabe zu ändern. Für die ergonomische Displayausgabe enthält die Prüfvorlage AG49 von ISO 9241-306 Ja/Nein-Kriterien. Für viele Umgebungsreflexionen und verschiedene Voreinstellungen und reale Einstellungen des Displaygammas erzeugt gewöhnlich nur eine Position des Gammaschiebers eine ergonomische Displayausgabe.

Auch wenn das Displaybild zum Beispiel unter oder überbelichtet erscheint, so kann der Gammaschieber gewöhnlich eine ergonomische Ausgabe erzeugen. Die Ausgabewerte rgb* = 0 0 0 für Schwarz N und rgb* = 1 1 1 für Weiß W werden durch den Gammaschieber nicht geändert, nur alle Werte zwischen 0 und 1 ändern sich. Jedoch, falls die rgb*-Werte Werte von Weiß und Schwarz NICHT 0 und 1 sind, dann ändern sich die Werte.

Der Teil AGCI.HTM zeigt, wie man im Falle von Unter- und Überbelichtung aus einem digitalen rgb-Bild ein ergonomisches rgb*-Bild erzeugen kann.


Bild 3: 16 mal die gleiche Prüfvorlage AE49 nach ISO 9241-306 mit 1080 Farben
Zum Herunterladen dieses Bildes in dem VG-PDF-Format, siehe AGW7L0NP.PDF.

Diese Prüvorlage wurde für das relative Gamma gp=0,775 erzeugt. Dies entspricht dem Kontrast C=36:1. Diese Kontrast wird CP5 in ISO 9241-306 genannt. Dieser erzeugt die optimale Lesbarkeit und Farbstufung in einem Normbüro.

Es ist vorgesehen, daß Benutzer die VG-PDF-Datei von Bild 3 für einen visuellen Test herunterladen. Oft sind die Umgebungsreflexionen an den Ecken und in der Mitte des Displays verschieden. Visuelle Inspektion kann entscheiden, ob verschiedene Lesbarkeit oder unterschiedliche Farbstufung sichtbar ist. In diesem Fall kann man nach Lösungen suchen, zum Beispiel einer Positionsänderung der Leuchten oder des Displays.

Zusammenfassung von Abschnitt 2
Die frei verfügbare ISO-Prüfvorlage AG49 von ISO 9241-306:2018 simuliert in der PDF-Datei acht Kontraste, die im Normbüro durch Displayreflexionen des Umgebungslichtes entstehen. Acht Seiten enthalten Bilddaten zwischen rgb* = (0 0 0) für Schwarz und rgb* = (1 1 1) für Weiß. Potenzfunktionen ändern die rgb*-Daten zwischen 0 und 1, zum Beispiel r*=0,5 mit dem Potenzwert k=2 in r*'=0,5^k = 0,25. Hierdurch wird das Bild dunkler oder mit k=0,5 heller.

Für eine ergonomische und gleichabständigen Ausgabe müssen die Variablen rgb*, R, Y, oder L mit einer Potenzfunktion mit dem Exponenten k geändert werden bei einer Änderung:
1. der Bildschirmreflexion durch das Umgebungslicht
2. des Umfeldes von Weiß nach Schwarz, siehe Bilder 40, 44 und 47, sowie
3. der Farbmusterseparation, siehe Bilder 41, 45, 46.

In der Bildtechnologie werden die rgb*-Daten durch einen Gammaschieber oder in Dateien mit einer Potenzfunktion mit dem Exponenten k geändert. Hiermit wird gewöhnlich das Ziel einer ergonomischen und gleichabständigen Ausgabe erreicht.

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Für eine Seite mit weiterer Information, siehe
index+ in englisch oder indexDE+ in deutsch.

Für diese TUB-Webseite (NICHT Archiv), siehe
index.html in englisch oder indexDE.html in deutsch.

Für die Archivinformation (2000-2009) des BAM-Servers "www.ps.bam.de" (2000-2018)
über Farbprüfvorlagen, farbmetrische Berechnungen, Normen, und Publikationen, siehe
A/indexAE.html in englisch, A/indexAG.html in deutsch.

Für ähnliche Information des BAM-Servers "www.ps'bam.de" vom WBM-Server (WayBackMachine), siehe
https://web.archive.org/web/20090402212108/http://www.ps.bam.de/index.html