Datei: tubtiv_geng.htm

1. Titel und Autor
Historische Entwicklungen der Farbbildtechnologie zwischen 1998 und 2024 enthalten im TUB-Text_Bild_Vokabular (tubtiv) für Farbunterricht und Normung
Prof. Dr. Klaus Richter, Technische Universität Berlin (TUB),
Fachgebiet Lichttechnik, Einsteinufer 19, D-10587 Berlin
email: klaus.richter@mac.com

2. Inhalt und Suchtext innerhalb des tubtiv
Dieses Vokabular der Technischen Universität Berlin (TUB) kombiniert Text (drei Zeilen) mit farbigen Bildern. Daher ist jeder Suchtext innerhalb der drei Zeilen durch Links mit einem speziellen Farbbild (oder einer Farbtabelle) verbunden. Dieses Farbbild der Größe A4 kann aus 16 Teilbildern bestehen

Derselbe Suchtext taucht in der Regel in vielen anderen der ca. 36.000 Zeilen von 6.000 Farbbilden auf. Zum Beispiel gibt es 83 Hinweise auf den Suchtext: Bunttonkreis.

3. Dateinamen für verschiedene Sektionen
Bedeutung der verschiedenen Buchstaben und Zahlen in einem Dateinamen tubtiv_ahe_2401 bedeuten:
tub: Technische Universität Berlin
tiv: Text_Bild_Vokabular (text_image_vocabulary)
a: Sektion: a (1998 bis 2024), 0 (1998-2010), 1 (2011-2018), 2 (2019-2024)
g: Sprache: deutsch g (German), e (englisch)
2401: Versionsdatum (Jahr und Monat)
htm: Dateinamenerweiterung, zum Beispiel .htm, .txt.
Anmerkung: Der Dateiname ohne Versionsdatum (tubtiv_ahe anstelle von tubtiv_ahe_2401) enthält immer die aktuelle Version.

4. Start oder Neustart (z. B. nach Benutzung von zu vielen Links)
Für einen (Neu) Start gehe zur TUB-Webseite (ein neues Fenster öffnet)
http://farbe.li.tu-berlin.de/index.html oder
http://color.li.tu-berlin.de/index.html.

Alle folgenden htm-Links arbeiten dann als relative Links.

tubtiv_ahe.htm in e (englisch) or
tubtiv_ahg.htm in g (deutsch, German).

5. Erstellung, Inhalt und Verwendung von pdf-Dateien
Die TUB-Farbbildserien basieren auf PostScript-Vektorgrafiken. Alle Dateien in der Programmiersprache PostScript (Dateierweiterung: .eps oder .ps) wurden von der Software Windows Adobe Acrobat Distiller 3.1 (2005) in pdf-Dateien (Dateierweiterung: .pdf) und ohne Metadaten umgewandelt.

Daher wird nach IEC 61966-2-1:1999 (sRGB-Farbraum) die Standardausgabe auf jedem Farbgerät ohne Metadaten in der PDF-Datei erzeugt.

Alle pdf-Dateien verwenden daher die definierten PostScript-Operatoren, z.B. für die Umwandlung zwischen rgb*- und cmyk*-Daten und für die Umwandlung der Gamma-Werte.

5.1 Sprachen
Die Farbbildserien dienen als Grundlage für die Farbunterricht in den Bereichen Farbmetrik, Farbbildtechnik, Layout, Design und Kunst. Viele Bilder sind mit Text in sechs Sprachen verfügbar: englisch (E), deutsch (G), französisch (F), spanisch (S), italienisch (I) und norwegisch (N), siehe z.B. farbe/index.html.

Diese Seite zeigt Links zu einem Artikel von Klaus Richter mit dem Titel
Farbe, Farbensehen und Elementarfarben in der Farbbildtechnik.

Diese Veröffentlichung ist auch auf dem ISO-Standard Maintenance Server in deutsch, englisch und französisch verfügbar. In sechs Sprachen wurden die Dateien dieser Arbeit mit vielen Farbabbildungen für die Display-, Offset- und Druckerausgabe optimiert.

5.2 Normung
Die Farbbildserien zur Farbbildwiedergabe wurden für den Farbunterricht und die Normung entwickelt. Viele vorgeschlagene BAM- und TUB-Farbbilder wurden in Dokumente der Normorganisationen ISO, IEC, CIE, CEN und DIN übernommen, siehe zum Beispiel in einem neuen Fenster
http://standards.iso.org/iso/9241/306/ed-2/index.html oder
http://standards.iso.org/iso-iec/15775/ed-2/en

5.3 Veröffentlichungen
Viele Anwendungsbeispiele der Farbbilder in der Farbtechnik, Gestaltung und der Kunst wurden zwischen 2010 und 2024 veröffentlicht, siehe XY91FDE.html oder zwischen 2000 und 2009, siehe A/XY91AG.html

Andere bekannte Vokabulare der Normungsorganisationen ISO, IEC, CIE und DIN verbinden in der Regel nur Textinformationen.

Jedoch das tubtiv verbindet die Textinformationen mit den visuellen Farbinformationen.

Das tubtiv entält wichtige Entwicklungen der Farbbildnormung zwischen 1998 und 2024.

Seit 2005 sind viele der Vorteile alter Normen, zum Beispiel mit 1MR-Definitionen und ohne Metadaten zunehmend nicht mehr verfügbar und werden nicht mehr genutzt.

6. Anwendung von rgb- und/oder cmyk-Daten, Probleme und Lösungen
Seit etwa 2005 ist in Anwendungen die historisch gleiche Display- und Druckausgabe für rgb-Daten und zusätzlich für drei alternative PostScript-cmyk-Daten kontinuierlich verschwunden. Diese Verbindung scheint jedoch grundlegend für einen Workflow zwischen Display- und Druckausgabe und rückwärts zu sein.


Bild 1: Verbindung von rgb- und cmyk-Daten für die Ausgabe durch die 1-Minus-Relation (1MR)
Für den Download dieses Bildes im Vektor-pdf-Format siehe AGB11-7N.PDF.

Wenn in einer Farbdatei die rgb*- und cmyk*-Daten durch die 1MR-Definitionen verbunden sind, muss auf einem Drucker die gleiche Ausgabe erzeugt werden. In 2024 scheint es ein Farbchaos im Vergleich zu vielen historischen Anwendungen zu geben.

6.1 Anwendung und Interpretationsänderung der 1-Minus-Relation
Bis etwa 2010 enthielt beispielsweise ein OKI-Laserdrucker für den Consumer-Bereich zwei verschiedene Ausgabeoptionen: ohne oder mit Farbmanagement.

Die Option ohne Farbmanagement erzeugte die gleiche Ausgabe entsprechend den 1MR-Definitionen. Die ICC-Profile scheinen bis 2024 die Quelle für die Ausgabeänderung dieses Druckers und vieler anderer zu sein. Daher stellt sich gerade für den Consumer-Bereich die Frage, ob z.B. ICC-Profile (und Metadaten) Vorteile gegenüber den historischen Lösungen mit den 1MR-Definitionen haben.

Die 1MR-Definitionen basieren auf der Farbmetrik. So sind z.B. die Normfarbwerte XYZ der Display-Primärfarben RGB und die Normfarbwerte XYZc der komplementären (c) CMY-Farben durch die 1MR-Gleichungen verbunden. Bis 2024 ist jedoch die gleiche Displayausgabe bei Benutzung der gleichwertigen rgb*- und cmyk*-Daten fast vollständig verschwunden.

Bild 1 zeigt den Anwendernutzen einer ergonomischen und nachhaltigen Druckausgabe. Diese Druckausgabe wird als 100% Under Colour Removal (UCR) bezeichnet. Alle grauen Farben einschließlich Schwarz werden immer nur mit dem schwarzen Farbpigment gedruckt und nicht mit einem Übereinanderdruck von bis zu drei chromatischen Farbpigmenten.

Bei freier Wahl der zugehörigen rgb*- und cmyk*-Daten in den Farbdateien wurde für den Druck der ISO/IEC-Prüfvorlagen nach ISO/IEC 15775:1999 und ed2:2022 das Offset-Druckverfahren UCR verwendet.

Seit etwa 2005 ignorieren immer mehr Consumer-Druckgeräte die 1MR-Gleichungen. Zum Beispiel geben die vier Werte cmyk=1000 und die entsprechenden drei Werte rgb=011 nicht nur Cyan C aus, sondern eine Mischung aus C und einer gewissen Menge M oder Y.

Daher enthält die Drucker-Gerätesoftware gerätespezifische Übertragungen T (siehe Bild 1) zwischen rgb- und cmyk-Daten.

Ein Beispiel zeigt die Ausgabe der 1080 Farben der ISO-Prüfvorlage AG49 nach ISO 9241-306. Die größeren Quadrate werden durch rgb-Daten und die inneren Quadrate durch cmyk-Daten definiert. Beide sind durch die 1MR-Definitionen miteinander verbunden. Die Ausgabe ist nicht gleich sondern sehr verschieden, siehe
http://standards.iso.org/iso/9241/306/ed-2/AG49/AG490-7N.PDF.

Die Normenreihe DIN 33872-1 bis -6:2010 enthält viele Prüvorlagen zum Thema 1MR, siehe Teil 3 und 4 auf der Seite A/33872E.html.

Siehe z.B. die PDF-Datei von 11 Seiten mit Ausgabefragen auf Seite 11:
B/Dg14/10L/L14g00NP.PDF.

Jetzt hat der Verbraucher fast keine Chance mehr, eine ergonomische, effiziente und nachhaltige Ausgabe sowohl auf Druckern als auch auf Displays zu steuern. Ein Grund dafür ist das Ignorieren der 1MR-Definitionen durch die Bildverarbeitungssoftware.

Im professionellen Bereich des Offsetdrucks ist jedoch eine gleiche Druckausgabe möglich, siehe zum Beispiel Bild 1. Auch professionelle Drucker für das Proofing ermöglichen es, die Wünsche des Benutzers zu realisieren: gleichen Ausgabe entsprechend den 1MR-Definitionen und der gleich gestuften Ausgabe entsprechen der Ergonomie.

Alle Drucker im Consumerbereich scheinen cmyk-Daten zu akzeptieren. Der Wert cmyk=1000 druckt jedoch nicht nur Cyan C. Eine Ausnahme bilden PostScript-Drucker, zum Beispiel der Firma HP. Gewönlich benutzen Consumer-Drucker und multifunctionale Geräte einen druckerspezifischen Transfer von rgb nach cmyk. Das Cyanbeispiel zeigt die Blockade wesentlicher Benutzerwünsche: Anwendung der 1MR-Definitionen und hin zu einer UCR-Ausgabe mit gleich gestufter ergonomischer Ausgabe.

Die Software Adobe Illustrator enthält spezifische Umwandlungen zwischen rgb- und cmyk-Daten in beiden Richtungen, die nicht in Übereinstimmung mit den 1MR-Definitionen von Adobe PostScript sind. Der Benutzer kann entweder mit rgb- oder cmyk-Daten arbeiten und nicht mit einer Mischung. Falls der Benutzer beide Typen von Daten hat, dann benutzt die Software Adobe Illustrator Adobe spezifische Umwanlungen der Dateidaten.

Falls ein Benutzer sich zum Arbeiten mit rgb entscheidet, dann verwendet zum Beispiel die Software Adobe Illustrator eine spezifische Umwandlung von den Benutzer-cmyk-Daten zu den Benutzer-rgb-Daten. Dies ist ähnlich, wenn sich der Benutzer für cmyk-Daten entscheidet. Zum Beispiel die Benutzerdaten rgb=011 von Cyan werden nicht in die Daten cmyk=100 von Cyan gewandelt, wie von den meisten Benutzern erwartet. Ähnlich wird cmyk=100 nicht in rgb=011 gewandelt. Diese Eigenschaften der Software Adobe Illustrator und anderer Software sind im Konflikt mit der Farbmetrik und den 1MR-Definitionen.

Es wird vorgeschlagen, die 1MR-Definitionen als Voreinstellung auf jedem Gerät zu benutzen. Falls notwendig sollten andere Möglichkeiten entsprechend den 1MR-Definitionen klar festgelegt sein. Dann ist zum Beispiel eine ergonomische, effienziente und nachhaltige 100%-UGR-Ausgabe auf Druck- und Kopiergeräten möglich. Das ISO-Ziel zur Erhöhung des Anwendernettonutzens durch ISO-Normen wird dann erreicht.

6.2 Anwendung und Ignorieren des Gamma-Wertes in ps-Dateien
Der Wert Gamma=2,4 wird verwendet, um den Kontrast zwischen dem Geräteweiß W und dem Geräteschwarz N (französisch = noir) zu beschreiben. Nach den Normen ISO/CIE 11664-4 (CIELAB-Farbraum) und IEC 61966-2-1:1999 (sRGB-Farbraum) haben die rgb*-Daten für W und N die Werte 000 und 111.

Die ergonomischen rgb*-Daten sind zwischen N und W proportional zur CIELAB-Helligkeit L*. Daher wird in diesem Fall ein Stern (*) an die rgb-Daten angehängt. Die Interpretaion ist "visuell gleich gestuft proportional zu L*".

So erfordert beispielsweise die unterschiedliche Reflexion des Umgebungslichts auf einem Display für visuell gleich gestufte Graureihen auf SDR- und HDR-Displays eine Gamma-Änderung zwischen 1,8 und 3,0. Die L*=Funktion ist deshalb in jedem Anwendungsfall verschieden.


Bild 2 zeigt Gammawerte zwischen 2,0 und 3,0, die für Oberflächenfarben in farbmetrischen Anwendungen verwendet werden. Für den Mittelwert wird die Relation zu ISO/CIE 11664-4 (CIELAB) und IEC 61966-2-1 (sRGB) angegeben.
Für den Download dieses Bildes im Vektor-pdf-Format siehe ega00-4n.pdf.

Es gibt zwei visuelle Effekte, die ebenfalls eine Änderung des Gammas erfordern. Beide Effekte werden im folgenden beschrieben.

6.21 Mehr helle oder mehr dunkle Farbfelder im Vergleich zum gesamten visuellen Gesichtsfeld
Optisch verringert oder erhöht sich der Kontrast, wenn das betrachtete Farbfeld im Vergleich zum Gesichtsfeld heller oder dunkler ist.

Das Farbfeld umfasst die betrachteten Farben und die nächste Umgebung.

In einem mehr weißen Farbfeld erhöt sich die Schwarzschwelle und der visuelle Kontrast nimmt ab. Das Gamma nimmt von 2,4 nach 2,0 ab, siehe Bild 2.

In einem mehr schwälichen Farbfeld sinkt die Schwarzschwelle und der visuelle Kontrast erhöht sich. Das Gamma erh&oum;ht sich von 2,4 auf 3,0, siehe Bild 2.

6.22 Erhöhung der Schwarzschwelle und Erniedrigung des Kontrasts mit zunehmendem Alter
Mit zunehmendem Alter des Betrachters nimmt das Streulicht in den optischen Augenmedien zu. Daher erhöht sich die Schwarzschwelle und der visuelle Kontrast nimmt mit zunehmendem Alter ab. Wenn für ein Standard-Betrachtungsfeld von Oberflächenfarben der Wert Gamma = 2,4 für das Alter von 20 Jahren vorliegt, dann kann eine Absenkung auf den Wert Gamma = 1,5 für das Alter von 60 Jahren angemessen sein.

Für das Alter von 20 Jahren kann die Schwarzschwelle nahe Y=1,8 liegen, verglichen mit dem Normfarbwert Y=90 von Weiß W. Im Jahr 2024 hat ein professionelles Display mit einer speziellen Codierung der Displayoberfläche eine Reflexion Y=1,8. Die meisten Displays haben eine Reflexion nahe Y=3,6.

Das Alter des Beobachters und die Displayreflexion des Umgebungslichtes ergeben mindestens eine visuelle Schwarzschwelle nahe Y=3,6. Verglichen mit dem Papierweiß ergibt sich der Kontrast: YW : YN = 90 : 3,6 = 25 : 1. Das Weiß W ist 5 mal heller und Schwarz ist 5 mal dunkler als Mittelgrau mit Y = 18 und L* = 50 in CIELAB.

Nach ergonomischen Norm ISO 9241-306 müssen das weiße Papier und das weiße Display die gleiche Leuchtdichte L=142 cd/m^2 haben. Dann haben beide das weiße Papier und das weiße Display den Normfarbwert Y = 90.


Bild 3 Reflexion der CIE-Testfarben Nr. 9 bis 12 (R, Y, G, B)
Für den Download dieses Bildes im Vektor-pdf-Format siehe ME040-2N.PDF.

In Bild 3 erscheint für matte Oberflächenfarben die Reflexion 4% für alle Wellenlängen im Vergleich zur idealen Reflexion von 100% für alle Wellenlängen.

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass sowohl für die Displayfarben als auch für die Oberflächenfarben der Y-Kontrastbereich zwischen Weiß und Schwarz ungefähr YW : YN = 90 : 3,6 = 25 : 1. beträgt.

Selbstverständlich ist eine lokale Anpassung an mehr schwärliche oder mehr weißliche Farben möglich. Diese Anpassung nimmt für dunkle Farben mehr Zeit in Anspruch als für helle Farben.

6.23 Historische Gamma-Änderungen von 1,8 über 2,4 auf 3,0?
Bis etwa 2005 verwendete z.B. das Betriebssystem Apple OSX den ergonomischen Wert Gamma = 1,8 für die SDR-Displayausgabe. Dieser Gamma-Wert wird nach der Ergonomienorm ISO 9241-306 für die Normdisplayreflexion Y=2,5 in Büros empfohlen.

Seit ca. 2005 wird in OSX ein neuer Standardwert Gamma = 2,4 nach CIELAB und sRGB verwendet. Bis 2022 war der ergonomische Wert Gamma=1,8 mit einer Display-Ausgabe-Option im Betriebssystem OSX noch möglich.

Seit 2022 ist die Verwendung des ergonomischen Wertes Gamma = 1,8 in OSX verschwunden. Die meisten Normbilder erfordern den Wert Gamma =2,4. Die Normdisplayreflexion Y=2,5 erfordert jedoch den Wert Gamma = 1,8. Die Realisierung dieses Wertes ist 2024 mit OSX nicht mehr möglich.

Seit 2022 ist der voreingestellte Wert Gamma = 2,4 (oder 2,2) innerhalb des Betriebssystems OSX. Kein Weg zur Änderung von Gamma ist bekannt. Daher sind oft die beiden dunkelgrausten Stufen von 16 Stufen visuell nicht mehr zu unterscheiden.

Diese Eigenschaft tritt auch bei neuen Bildern auf, die auf HDR-Displays ungefähr den Wert Gamma = 3,0 benötigen. Dann können zusätzliche Grau- und Farbstufen in diesen Bildern auf den Standard-SDR-Displays nicht mehr unterscheidbar sein.

Einige alternative Lösungen für Apple OSX sind verfügbar.


Bild 4: Gamma-Software und ISO-Prüfvorlagen mit 16 Gammawerten
Für den Download dieses Bildes im Vektor-pdf-Format siehe egi20-7n.pdf.

Bild 4 zeigt eine Software, mit der das Gamma der Bildausgabe geändert werden kann. Für OSX ändert der GammaAdjuster die gesamte Displayausgabe sowohl für Standbilder als auch für Videos. Diese Software kann den GammaSlider unter OSX ersetzen, der 2022 verschwunden ist. Ein Fotoscan, Transfer, oder Speicherung des geänderten Bildes ist nicht möglich.

Die Software GraphicConverter kann das Gamma von Standbildern vieler Dateiformate ändern. Die Software kann neue Bilder in vielen Formaten mit einem oder 16 verschiedenen Gamma-Werten zu speichern. Dies ermöglicht es, die ergonomische Ausgabe zu wählen, die visuell ungefähr gleich gestuft ist.

Beide Gamma-Softwareanwendungen verwenden relative Gamma-Werte. Die relativen Werte zwischen 0,5 und 2,0 entsprechen dem Gamma-Bereich 1,2 <= Gamma <=4,8. Der Anwender kann das passende Gamma für seine Anwendung bestimmen. Dieser Gamma-Wert hängt vom voreingestellten Gamma des Displays, der Display-Reflexion des Umgebungslichts, und dem Alter des Beobachters ab. Ja/Nein-Fragen werden in ISO 9241-306 verwendet, um dieses spezielle Gamma aus 16 Gammas für die ergonomische gleich gestufte Ausgabe zu bestimmen.

Anmerkung: Die Software GraphicConvertor kann ein Bild im Format eps oder ps in ein pdf-Bild umwandeln. Diese Eigenschaft der Software MacPreview von ist im Jahr 2022 verschwunden. Die Software GraphicConvertor kann auch viele andere Dateiformate in beide Richtungen verändern.

6.24 Änderung von Gamma in der PostScript-Datei
Die Programmiersprache PostScript enthält den PS-Operator { } setcolortransfer. In der Regel wird eine Potenzfunktion verwendet, um die Werte rgb im Bereich von 0 bis 1 zu ändern, zum Beispiel mit der Gleichung
r' = r^2,4 mit dem Exponenten 2,4.

Wenn eine Datei mit der Erweiterung .eps oder .ps in tubtiv eine Zeile { } setcolortransfer am Anfang enthält, wird keine Änderung erzeugt.

Die Verwendung unterschiedlicher Gamma-Werte ist jedoch durch eine PostScript-Frame-Datei möglich. So wird z.B. der Exponent 1,8 in der Rahmendatei in die Bilddatei übertragen und angewendet.

Die Framedatei-Technologie wurde verwendet, um sowohl die 1MR-Gleichungen als auch die Gamma-Änderungen in die eps- und ps-Bilder einzufügen. Diese Eigenschaften sind dann auch in der pdf-Datei enthalten.

Nach einer Änderung einer pdf-Datei in eine ps-Datei, kann eine Frame-Datei die 1MR-Definitionen in der ps-Datei anwenden. Dann kann eine neue pdf-Datei mit den Eigenschaften von 1MR und Gamma erzeugt werden.

Anmerkung: Seit vielen Jahren hat der Webbrowser Safari von OSX automatisch alle PostScript-Dateien im Format eps und ps von tubtiv für die pdf-Bildausgabe geändert. Jedoch seit 2022 ist diese Eigenschaft im Webbrowser Safari von OSX verschwunden.

6.25 Ergonomische Spezifikation für gleiche Abstände und Bildqualität
ISO/IEC 15775, Anhang G, definiert die Qualität der Bildeingabe und -ausgabe durch den Regularitätsindex g*. Für die ergonomische Ausgabe sollen z.B. die 16-stufigen Graustufen in der CIELAB-Helligkeit L* gleich gestuft sein. ISO/IEC 15775 definiert digitale und analoge Prüfvorlagen. Zum Beispiel 16 gleich gestufte Graus mit gleichen Abständen werden gekennzeichnet durch:
rgb*-Werte: 0, 1/15, 2/15, ..., 14/15, 15/15 mit delta_rgb*=0,066
L*-Werte: 20, 25, 30, ..., 90, 95 mit delta_L*=5,0.

Die digitalen ISO/IEC-Prüfvorlagen mit dem oben genannten rgb*-Werten wurden verwendet, um die analoge ISO/IEC-Prüfvorlage Nr. 3 mit den oben genannten L*-Werten auf Offsetpapier zu produzieren. Die analoge Prüfvorlage Nr. 3 und eine Prüfvorlage Nr. 1 auf Fotopapier im Bereich 10 <= L* <= 95 werden Originale für einen Farbkopierer genannt.

Die Qualität der Kopie wird anhand eines Beispielpapiers untersucht.
Das Standard-Büropapier hat den L*-Bereich: 25 <= L* <= 95.
Fluoreszierende Kopierpapiere haben einen größeren Kontrastbereich in L*, und recycelte Kopierpapiere haben einen niedrigeren Kontrastbereich.

ISO/IEC 15775 kennzeichnet die Ausgabequalität durch den Regularitätstsindex:
g* = 100 delta_L*min / delta_L*max

Wenn die ergonomische Ausgabe in der Kopie durch gleiche Stufung erscheint, dann ist nach dieser Gleichung der Wert g* = 100.
Wenn delta_L*min = 0 ist, dann sind zwei Stufen nicht unterscheidbar. In diesem schlimmsten Fall ist der Wert g* = 0.

Der Ausgabewert g* = 100 wird als sehr gute Kopie bezeichnet.

Das Ziel des ICC-Farbmanagements ist sehr verschieden. Dies Ziel fordert den minimalen Farbunterschied zwischen Original und Kopie.

Der minimale Farbunterschied wird auf dem Standardpapier erzeugt, wenn die zwei dunklen Originalstufen mit den Werten L* = 20 und 25 beide gleich mit L*=25 in der Kopie wiedergegeben werden. Die 14 anderen Stufen müssen in L* im Vergleich zum Original gleich sein, um die minimale Farbdifferenz zu erzeugen/

Die mittlere ICC-Farbdifferenz ergibt sich dann nach der Formel
delta_L*Mittelwert = [ delta_L*1 + delta_L*2 + delta_L*3 + ... + delta_L*14 + delta_L*15] /15
= [ 5 + 14 x 0] / 15 = 0,3

Daher is die Qualitätskennzeichnung der Kopie gegens&aumtzlich:
"sehr gut" durch die Farbdifferenz delta_L*Mittelwert = 0,3.
Diese Differenz ist kleiner als die visuelle Schwelle delta_L* = 1.

"sehr schlecht" mit dem Regularitätsindex g* = 0.
Der Grund ist der Wert delta_L*min = 0 der zwei gleichen dunklen Stufen von 15.

Für das Kopierbeispiel ist die Qualitätsangabe gegensätzlich zwischen "sehr gut und sehr schlecht":
Die Qualitätskennzeichnung delta_L*Mittelwert = 0,3 gibt eine "sehr gute" Qualität nach ISO 20677;1999 (ICC-Farbmanagement) an.

Die Qualitätskennzeichnung g* = 0 ergibt die Qualität "sehr schlecht" nach ISO/IEC 15775:2022, Annex G (und ergonomisches Farbmanagement nach ISO 9241-306:2018).

Schlussfolgerungen:
Für eine ergonomische Ausgabe ist eine gleiche Stufung erforderlich. Andernfalle geht wichtige Farbbildinformation verloren. Es ist daher erforderlich, die Qualität des Farboriginals und der Farbkopie mit dem Regularitätsindex g* nach ISO/IEC 15775:2022, Annex G, zu kennzeichnen. In vielen Farbanwendungen gibt es Verschiebungen im L*-Bereich, zum Beispiel kleinere L*-Bereiche mit geringerem Kontrast auf Recyclingpapier und größere L*-Bereiche mit größerem Kontrast auf Fotopapier.

In jedem Fall sollte die Qualität durch g* gekennzeichnet werden. Die Farbdifferenz nach ICC ist ungeeignet, um die Qualität zu kennzeichnen.

Zuküftige Anwendung für Farbkopierer:
Zum Beispiel sowohl Anwender als auch Hersteller von Farbkopierern auf Foto- oder Hochglanzpapier wünschen, dass der gesamte Kontrastumfang dieses Kopierers genutzt wird.

Vorschlag zur Kennzeichnung der Bildqualität
1. Der mittlere Farbunterschied ist ungeeignet und sollte zur Kennzeichnung der Qualität gelöscht werden.
2. Der Regularitätsindex g* sollte verwendet werden.

Die neue Standardoption des Farbmanagements ist das ergonomische Farbmanagement. Die Qualitätsangabe basiert auf dem Regularitätsindex g*. Dieser Index kann um einen Faktor f modifiziert werden, der dem Verhältnis des Gerätebereichs (d) delta_L*d und dem
Normoffset-Bereich (o) delta_L*o = 75 nach ISO/IEC 15775 entspricht. Dann erhöht sich der Index mit dem Kontrastbereich.

Die Bildqualität darf nicht durch die mittlere Differenz nach ICC 20670 gekennzeichnet werden. Seit 2010 kommen immer mehr spezielle Bildkorrekturen zum Einsatz, zum Beispiel die "Schwarzpunktkorrektur". Diese Korrekturen werden mit Metadaten und mit ICC-Profilen nach ISO 20670 verwendet. Allerdings muss jede Helligkeitsstufe angepasst werden und nicht nur die Stufen in der Nähe von Schwarz.

Seit 2010 verwenden viele Anwenderanwendungsprogramme f¨r Verbraucher vermehrt eigene Interpretationen von ICC-Profilen und Metadaten oder ignorieren diese. Dies ist eine weitere Quelle für das Farbchaos im Consumer-Bereich. ICC-Profile und Metadata sind nicht erforderlich für das ergonomische Farbmanagement nach to ISO/IEC 15775:2022 und ISO 9241-306:2018.

6.26 Beispiel von historischen Drucken von 16-stufigen Graustufen
Der Autor erhielt 1999 eine gedruckte offizielle Normausgabe ISO/IEC 15775:1999 und im Jahr 2019 eine gedruckte offizielle Normausgabe von ISO EN DIN 9241-306/ed-2:2019

Beide enthalten Drucke von 16-stufigen Grau- und Farbreihen.

Die Ausgabe von 1999 umfasst 16 gleichmäßig gestufte graue Farben. Die Ausgabe von 2019 zeigt vier dunkelgraue Stufen, die visuell nicht zu unterscheiden sind.

Die Kennzeichnungen der Bildqualität nach dem Regularitätsindex g* lauten:
Die Ausgabedruck 1999 wird durch einen Wert nahe g* = 100 gekennzeichnet. Die Qualität nach ISO/IEC, Annex G, ist "sehr gut".

Die Ausgabedruck 2019 wird durch einen Wert nahe g* = 0 gekennzeichnet. Die Qualität nach ISO/IEC, Annex G, ist "sehr schlecht" oder "nicht akzeptierbar". Der schlimmste Fall ist eingetreten. Die Gründe für diesen Beispielfall sind unbekannt.

Eine mögliche (falsche?) Erklärung:
Falls die pdf-Dateidaten rgb* für den Bereich 0 <= L* <= 100 eines Displays ohne Umgebungsreflexion gekennzeichnet sind, dann können vier Stufen mit L* = 0,0 6,6, 13,2, 20,0 nicht auf dem Normkopierpapier des Multifunktionsgerätes reproduziert werden. Sie werden alle mit L*=25 gedruckt. Diese Ausgabe hat den Regularitätsindex g* = 0. Die Ausgabe ist weder ergonomisch noch effizient, noch nachhaltig, da zu viel Toner verbraucht wird.

Die korrekte Druck ist jedoch eine gleiche Stufung im Bereich 25 <= L* <= 95 mit delta_L* = 4,66 zwischen allen benachbarten Stufen. Dieser Druck hat den Regularitätsindex g* = 100. Dann ist die Qualität "sehr gut". Dieser Fall wurde 1999 realisiert.

7. Farbschleife, Vorteile und Anwendungen ohne Metadaten

Bild 5: Farbschleife ISO-rgb*-Datei - Druck - Scan - ISO-rgb*-Datei
Zum Herunterlagen dieses Bildes im Vektorgrafik-pdf-Format siehe egb00-3n.pdf.

Bild 5 zeigt in einer ISO-Datei gleich gestufte digitale rgb*-Farbdaten im Bereich 000 für das Ger&aunl;teschwarz und 111 für das Geräteweiß. In der Farbschleife werden nach Druck und Scan erneut angenähert gleiche rgb*-Farbdaten wie am Beginn erzeugt.

Dies gilt für alle Farbgeräte-Kombinationen, auch zum Beispiel für die Displayausgabe und den Fotoscan der Displayausgabe. Zur Realisierung der Farbschleife in Bild 5 linearisieren die Hersteller oder Benutzer ihre Farbgeräte.

Technische Grundlagen zur Realisierung sind in den Normdokumenten von Bild 5 enthalten. Ein TUB-Farbsehmodell für chromatische und Leuchtdichteadaptation erlaubt die Anwendung in den foldenden Display-Bereichen: Low, Standard und High Dynamic Range (LDR, SDR und HDR).

Die Anwendung der Farbschleife von Bild 5 ist ergonomisch, effizient und nachhaltig.

8. Zusammenfassung
Eine neue zukünftige TUB-Entwicklung mit dem Titel:
Ergonomische Architektur der Farbbildverarbeitung mit chromatischer und Leuchtdichteadaptation ohne Farbbildmetadaten
kann folgende Entwicklungen benutzen:
1. das TUB Text_Bild_Vokabular tubtiv für Unterricht und Normung.
2. die ISO-Farbschleife mit Normdokumenten in Bild 5.
3. das "Antagonistische TUB-Farbsehmodell für einen weiten Bereich von Leuchtdichte und chromatischer Adaptation", siehe in einem neuen Fenster
ega_s.htm.


Anhang A. Struktur des "TUB Text_Bild_Vokabulars (tubtiv)"
Die Farbbildserien bestehen aus drei Sektionen: 0 (1998-2010), 1 (2011-2018) und 2 (2019-2024).

Die neueste Bildserie der Sektion 2 (2019-2024) steht am Anfang. Es folgen ältere Bildserien der Sektion 1 (2011-2018) und der Sektion 0 (1998-2010).

Alle drei Sektionen können separat heruntergeladen werden. Dazu wird die Datei "tubtiv_ahe" mit drei Sektionen durch "tubtiv_2he", "tubtiv_1he" oder "tubtiv_0he" mit je einer Sektion ersetzt.

Alle Dateien enthalten Textinformationen mit Links
zu Bildserien, zum Bild und oft zu 16 Einzelbildern.
Abschnitt 2 (2019-2024) enthält: 6x260 Bildserien.
Die beiden Sektionen 1 (2011-2017) und 0 (1998-2010) enthalten jeweils 26x100 Bildserien.

Alle Bilder stehen auf zwei TUB-Servern zum kostenlosen Download zur Verfügung, siehe
http://farbe.li.tu-berlin.de/index.html oder
http://color.li.tu-berlin.de/index.html

Anhang B. Urheberrecht
Für freies Urheberrecht siehe:
http://farbe.li.tu-berlin.de/CEV1/CEV10-3N.PDF in Englisch oder:
http://farbe.li.tu-berlin.de/CGV1/CGV10-3N.PDF in deutsch.

Danksagung
Für Diskussionen und Vorschläge zur Optimierung des Inhaltes von tubtiv danke ich ganz besonders:
Detlef Ruschin, deutscher Vertreter in der CIE Div. 1 "Vision and Colour", und
Prof. Florian Suessel, deutscher Vertreter in der CIE Div. 8 "Image technology".