Farbtechnik und Raumgestaltung/EDV

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1 Abb. 1 Das RGB-Farbmodell Über die additive Farbmischung werden durch die 3 Grundfarben Rot, Grün und Blau alle Farben erzeugt. Im RGB Modell werden ihre Werte je von 0 bis 1 festgelegt. R = G = B = 1 ergibt Weiß. R = G = B = 0 ergibt Schwarz. Grau erhält man, wenn alle 3 Werte gleich sind und zwischen 0 und 1 liegen. Monitore und Fernseher arbeiten nach diesem Prinzip. Mit einem Würfel kann man alle diese Werte darstellen. Die 3 Primärfarben und die 3 Sekundärfarben, sowie Schwarz und Weiß liegen an den Ecken (rot - grün - blau - cyan - magenta - gelb - schwarz - weiß). (Abb. 1) Das Problem am RGB-Farbmodell ist, sich damit Farben vorzustellen, deshalb wurden andere Modelle entwickelt, die darauf basieren. Abb. 2 Das HSV-Modell (Alvy Ray Smith, 1978) Der Helligkeitswert V stellt die vertikale Achse im Bereich von 0 bis 1 dar. Der Farbton H ist ein Winkel um die vertikale Achse. Die Sättigung S ist der Abstand von der vertikalen Achse. Somit ergibt sich ein Zylinder mit schwarzer Grundfläche und auf dessen Deckfläche alle Farben liegen. (Abb. 2)

2 Smith hat das Modell als Pyramide mit sechseckiger Grundfläche beschrieben. Jedoch ist dann die Sättigung S nicht gleich dem Abstand vom Helligkeitswert V! Das HSB-Farbmodell entspricht wohl dem HSV-Modell, wobei hier B für Brightness (Helligkeit) steht. Abb. 3 Das HLS-Modell (Tektronix) Die Berechnung des Farbtons H entspricht dem HSV-Modells, jedoch liegt dort auf 0 Rot, hier liegt Blau auf 0 (Bei der meisten Software werden mittlerweile beide Räume gleich berechnet mit Rot bei 0 ). Hier ergibt sich (wie oben) ein Zylinder mit schwarzer Grundfläche L (Lightness = Helligkeit) = 0, die Deckfläche ist weiß L = 1. Die Farben R = G = B = 1 liegen auf der Ebene L = 0,5 mit S = 1. (Abb. 3) Ursprünglich wurde das HLS-Modell in Form einer Doppelpyramide mit einer schwarzen und einer weißen Spitze dargestellt. Helligkeit L und Sättigung S (auf der Mittelachse = 0 %, außen 100 %) wurden in Prozentwerten angegeben. Die Sättigung S ist hier nicht gleich dem Abstand zur Mittelachse! Bei HSV und HLS hat die Sättigung eine unterschiedliche Bedeutung. Wenn man im HSV-Modell eine Farbe mit R G B > 0 als nicht voll gesättigt betrachtet, kann man dies im HLS-Modell tun. Das gilt für alle Farben auf der Außenfläche des Kegels, außer R = G = B = 1. Diese Farben entsprechen alle denen der Ebene Helligkeit V = 1 des HSV-Modells, außer Weiß. Abb. 4

3 Das CIE-Farbmodell (Commision Internationale de l'eclairage, 1931) Bei diesem Modell wurden Rot, Grün und Blau durch die standardisierten Primärfarben X, Y, und Z ersetzt. Mit diesen neu definierten Grundfarben sollen sich alle Farben erzeugen lassen. Sie beschreiben einen 3-dimensionalen Farbraum. In diesem Kegelförmigen Bereich sind alle sichtbaren Farben enthalten (X + Y + Z = 1), wobei alle wahrnehmbaren Farben des gleichen Farbtons, aber unterschiedlicher Helligkeit auf einen Punkt innerhalb des Bereichs abgebildet werden. Projiziert man nun die Ebene X + Y + Z = 1 auf die X, Y-Ebene, so erhält man das CIE-Farbdiagramm (auch chromatisches Diagramm). Bei diesem Farbdiagramm liegen die zu 100 % reinen Farben des Spektrums auf dem gekrümmten Teil des Randes. Ein standardisiertes weißes Licht wird durch einen Punkt in der Mitte markiert. Mit dem CIE-Farbdiagramm kann man zwar die Reinheit jeder Farbe messen, jedoch ist es nicht möglich die Helligkeit zu bestimmen. Braun erscheint bspw. nicht im Diagramm, da braun ein orangeroter Farbwert bei sehr geringem Helligkeitswert ist. Das CIE-Diagramm ist also keine vollständige Farbpalette, da beim Vorgang des Projizierens immer Informationen über die Luminanz verloren gehen. (Abb. 4) Abb. 5 Das CMY(K)-Farbmodell Im Gegensatz zu den Modellen mit der additiven Farbmischung liegt beim CMYK-Modell die subtraktive Farbmischung zu Grunde, die Mischung von Körperfarben. CMYK wird maßgeblich beim Druck verwendet und entspricht den drei Grundfarben Cyan, Magenta, Yellow (Gelb) aus denen sich (fast) alle Farben mischen lassen. Zusätzlich für die Tiefe und mehr Kontrast ist das Schwarz hinzugekommen. Dieses Farbmodell läßt sich, wie das RGB-Modell, in einem Würfel darstellen (Abb. 5), wobei den Ecken hier magenta, rot, gelb, grün, cyan, blau, schwarz und weiß zugeordnet sind. Die Lage ist anders zu denen des RGB-Würfels (siehe Abb. 1). C = M = Y = K = 100 % ist Schwarz, 0 % entsprechen dem weißen Papier.

4 Im Druck wird daher auch gerne der sogenannte "Vier-Farb-Selektor" (Farbtafeln) zur Kontrolle verwendet. Wobei hier auf der X- und Y- Achse Cyan und Magenta liegen, Gelb wird dann in Prozentwerten komplett hinzugemischt, Schwarz folgt als zusätzliche Abtönung. Das CMYK-Modell beschreibt den kleinsten Farbraum. Abb. 6 Das Lab-Farbmodell Lab umschließt den geräteunabhängigen Farbraum von RGB und CMYK in gleichen Abständen. L ist der Helligkeitskanal (Luminanz) und 2 Farbkanäle: a von Grün bis Rot, b von Blau bis Gelb. (Abb. 6). Lab trennt also die Helligkeits- und die Farbinformation. Im L-Kanal werden die Tonwertunterschide und die Zeichnung abgebildet. a und b halten die Farbunterschiede fest. Photoshop bedient sich des Lab-Modells bspw. bei der Umwandlung von RGB nach CMYK.

5 Fachbegriffe Farbton (Hue) wird von der jeweiligen Wellenlänge einer Farbe bestimmt. Der Farbton ist die Eigenschaft, welche bspw. gelb von grün unterscheidet. Sättigung (S = Saturation) Eine gesättigte Farbe reflektiert nur Licht von einer oder zwei der drei Grundfarben. Das Hinzufügen der dritten Grundfarbe führt zur Entsättigung, d. h. zu weiß, grau oder schwarz. Helligkeit (V = Value, L = Lightness) oder Intensität, physikalische Leuchtstärke Luminanz Helligkeitswert, Leuchtdichte bzw. die Lichtintensität Reinheit Reine Farben sind die Farben 1., 2. und 3. Ordnung im Farbkreis und die Mischungsverhältnisse dieser. Sie sind ungetrübt, d. h. weder mit weiß, schwarz oder grau oder mit einer anderen Farbe gebrochen. Gradation ist die Tonwertabstufung (oder Kontrastbereich) eines Bildes Grundfarben Bei der additiven Farbmischung Blau, Rot, Grün. Bei der Subtraktiven Farbmischung Blau, Rot, Gelb. Im 4-Farbdruck (CMYK) Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz. Sie werden auch als Primärfarben bezeichnet.

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