Farbmanagement MacBook Fitness / IT Pool/ ZHdK/ August 2009 Farbprofile und Farbräume Eingabegeräte wie Kameras, Scanner und Ausgabegeräte wie Monitore, Tintenstrahldrucker, Farblaser oder Offset Druckmaschinen weisen verschiedene Farbcharakteristiken auf, die sich in Farbumfang und farbspezifischer Intensität unterscheiden. Mit Farbmanagement (CMS, Color Management System) soll erreicht werden, dass eine Vorlage, die mit einem Eingabegerät erfasst wurde, an einem beliebigen Ausgabegerät möglichst Farbgetreu wiedergegeben wird. Um dies zu gewährleisten, müssen die einzelnen Geräte in ihrer Farbcharakteristik geprüft werden. Auf einem Drucker, bzw. Monitor werden sog. Testcharts ausgegeben und mit Messgeräten wird untersucht wie sich diese Messungen von einer Norm unterscheiden. Aus der ermittelten Differenz werden spezifische Farbverhalten, bzw. Farbwiedergabefähigkeit (Gamut) der Geräte abgeleitet und in Farbprofilen, in sog. ICC Profilen (International Color Consortium), beschrieben. Farbprofile beinhalten Beschreibungen über das Farbverhalten von Geräten und Papieren. Die ICC Profile werden bei Mac OS X unter "Library" > "Colorsync" > "Profiles" abgelegt. Farbräume sind virtuelle, dreidimensionale Gebilde die je nach Farbraum Typ, in Volumen, in Helligkeit und Farbausrichtung Unterschiede aufweisen. Einem Bildverarbeitungsprogramm ist immer ein Farbraum (auch Arbeitsfarbraum genannt) zugewiesen, in welchem die Bilder geöffnet werden. Je nach Verwendungszweck des Bildes und Programm kann zwischen verschiedenen Arbeitsfarbräumen gewählt werden. Arbeitsfarbräume sind so genannte geräteunabhängige Farbräume. Sie beschreiben also nicht den Farbumfang einer Digitalkamera oder eines Monitors, sondern sind für den Austausch zwischen Geräten mit unterschiedlichem Farbumfang gedacht. In OS X übernimmt das Dienstprogramm "Colorsync" automatisch die Aufgabe, die Profile und Farbräume den Programmen zur Verfügung zu stellen. Mit wenigen Ausnahmen (z.b. Microsoft Office, Open Office), können die meisten Programme mit Farbmanagement umgehen. Bilder in Bildverarbeitungsprogrammen ohne Farbmanagement Die Bilder werden im Monitorfarbraum dargestellt und dabei werden die Farben, die der Monitor nicht darstellen kann, einfach abgeschnitten. Falls dieser Fall zutrifft, sollte ein Monitorprofil im Betriebssystem abgelegt ist. Dann weiß man zumindest, was bei der Bearbeitung herauskommt: Ein Bild mit dem Monitorprofil. Kein Farbmanagement was tun? Falls kein Farbmanagement eingesetzt wird, sollte auf dem Computer der kleinste gemeinsamen Nenner (Farbraum) verwendet werden: srgb.
Der srgb Farbraum Die Vielfalt von Geräten mit ihrem jeweiligen Farbumfang macht Kompromisse unumgänglich. Der srgb Farbraum gilt als der kleinste gemeinsame Nenner. Sehr viele Geräte nutzen srgb oder arbeiten in einem Farbraum der einen vergleichbaren Umfang hat: Kleinere Fotokameras die JPEG (.jpg Endung) als Bildkompression verwenden Viele mittelklasse Monitore können den gesamten srgb Farbraum anzeigen Tintenstrahldrucker (neuere Drucker übertreffen srgb bei Weitem) Standard für Bilder im Internet In Photoshop empfiehlt Adobe den srgb sowohl für "Web/Internet" als auch in der Einstellung "Universelle Anwendungen". Zu AdobeRGB rät der Hersteller dagegen nur bei der Druckvorstufe gemeint ist damit der professionelle, farbverbindliche Druck. Wer nicht für die Druckvorstufe arbeitet, wird von Adobe damit mehr oder weniger auf srgb als Arbeitsfarbraum verwiesen. Das ist allerdings nicht in jedem Fall optimal, denn die wenigen Farben des kleinen Farbraums lassen kaum Spiel für Korrekturen und schneiden viele Farben, die sowohl im Druck als auch am Monitor sichtbar wären, einfach ab. Falls kein Farbmanagement zur Verfügung steht ist srgb empfehlenswert. Toshimi Ogasawara 2
CMYK Farbraum Der CMYK Farbraum wird im Offset und anderen Druckverfahren angewendet und sollte auf keinen Fall als Arbeitsfarbraum verwendet werden da der Farbumfang meist enorm beschnitten wird. Im Vergleich zu srgb wird erkennbar wie klein dieser Farbraum ist. Falls die Ausgabe ein Offsetdruckverfahren ist, wird empfohlen, so lange wie möglich in einem RGB Farbraum zu arbeiten um am Ende in CMYK zu konvertieren. Für die optimale Konvertierung von RGB in CMYK muss das Druckprozessverfahren (Druckmaschinen, Papier etc.) bekannt sein, welches nicht in jeder Druckerei gleich ist. Deshalb sollte die Druckerei die RGB > CMYK Wandlung vornehmen. In Druckereien, die Wert auf Qualität legen, übernehmen Lithografen diese Aufgabe. Fotokameras und Scanner digitalisieren ihre Aufzeichnungen im RGB Farbraum durch Mischen der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau, die zusammen Weiß ergeben. Monitore und Beamer setzen ebenfalls auf RGB. Der Druckausgabe liegt dagegen prinzipbedingt die Farbmischung mit den Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz zugrunde. Schwarz ist dabei nur eine praktische Ergänzung und wäre rein rechnerisch nicht notwendig: Denn zusammen sollte ein Gemisch aus sattem CMY Schwarz ergeben. In der Praxis ist das aber wegen der nicht idealen Farben auf nicht idealem Untergrund kaum möglich. Viele Papiersorten vertragen ohnehin keinen 300 prozentigen Farbauftrag (100 Prozent je Farbe). Zudem ist die additive Mischung von Schwarz vergleichsweise teuer, da man dazu die dreifache Farbmenge benötigt. Den Unbuntanteil der gemischten Farben ersetzt man daher im Druck je nach Sättigung mit bis zu 100 Prozent Schwarzauftrag. Toshimi Ogasawara 3
Adobe RGB Farbraum Der Adobe RGB Farbraum ist eine gute Wahl wenn das Farbmanagement bis hin zur Ausgabe auf einem qualitativ hochwertigen Drucker angewendet wird. Vorlagen die über einen Scanner digitalisiert werden und gute Digitalkameras (die Adobe RGB, oder RAW verwenden) haben einen grossen Farbumfang. Meist werden die Bilder zusätzlich bearbeitet. Bildbearbeitung ist mit Qualitätsverlust verbunden (RAW Daten bilden die Ausnahme) und deshalb sollten die Daten nicht zusätzlich mit der Wahl eines kleineren Farbraums reduziert werden. Adobe RGB beinhaltet den kompletten Farbumfang von srgb, bietet aber insbesondere bei sehr satten Farben, beispielsweise bei Haut (Rot/Orange) sowie Blau und Grüntönen, erheblich mehr Spielraum. Ein srgb Bild zeigt an solchen Stellen im direkten Vergleich deutlich sichtbare Farbabweichungen. Solche Farbabweichungen muss der Anwender beim Einsatz von AdobeRGB in der Praxis nur sehr selten befürchten. Zwar stellt auch der Adobe Farbraum nicht alle sichtbaren Farben dar, er kommt der Realität aber schon deutlich näher als srgb. Wie viele Farben bei der Bildbearbeitung mit kleinerem Farbraum tatsächlich verloren gehen, lässt sich mit den Proof Funktionen von Photoshop recht einfach prüfen. Dazu schießt man ein RAW Bild, das möglichst viele satte Farben enthält. Anschließend wird das RAW als 16 Bit ProPhoto RGB Bild in Photoshop geöffnet. Die Farbumfang Warnung im Ansichtsmenü zeigt überall dort Grau an, wo die Farben vom eingestellten Zielfarbraum nicht dargestellt werden können. Im Fachjargon nennt sich dieses Phänomen "Clipping" weil die Farben abgeschnitten werden. Als Zielfarbraum definiert man dann zum Vergleich einmal srgb und einmal AdobeRGB. Beide können großflächig vorhandene Farben nicht abbilden. AdobeRGB hat insbesondere bei Orangetönen, aber auch bei manchen Grün und Gelbtönen Probleme. Bei srgb gesellen sich weitere Orange sowie Blautöne zu den nichtdarstellbaren Farben hinzu. Toshimi Ogasawara 4
Kritiker von größeren Farbräumen als srgb führen bisweilen das Argument an, die Bildbearbeiter hantierten mit Farben, die sie weder am Monitor noch im Ausdruck überhaupt sehen können. Doch bei AdobeRGB greift das Argument schon jetzt nicht mehr. Zum einen entspricht AdobeRGB ziemlich exakt der Farbwiedergabe eines typischen Röhrenmonitors. Zum anderen warten auch immer mehr günstige Flachbildschirme mit erweitertem Farbraum auf. Auch wenn AdobeRGB so noch nicht unbedingt komplett dargestellt wird, gelingt damit dennoch eine erheblich exaktere Farbwiedergabe als mit srgb. Auch die Überschneidung mit Druckerfarbräumen ist erheblich größer, wodurch vor allem Cyan und Magentatöne besser abgebildet werden. Weitgehend deckungsgleich mit AdobeRGB ist der Farbraum der European Color Initiative (ECI), der rund die Hälfte aller sichtbaren Farben erfasst. Im direkten Vergleich kann dieser mehr Orange und Cyan, dafür aber weniger Lila/Magentatöne darstellen. Für Fotografen bietet der Farbraum gegenüber AdobeRGB keine Vorteile. Trotzdem setzen manche Druckereien intern weiterhin auf den europäischen Druckereistandard. Toshimi Ogasawara 5
ProPhotoRGB ProPhotoRGB ist ein noch größerer Farbraum als AdobeRGB. Seit einiger Zeit erfreut er sich gerade unter Fotografen immer größerer Beliebtheit. Und das hat einen ganz bestimmten Grund: Schaut man sich den Farbumfang moderner SLR Kameras im Vergleich zu srgb oder AdobeRGB an, wirken die beiden Farbräume klein. Fotos in diesen beiden Farbräumen nutzen also nur einen Bruchteil des von der Kamera erfassten Farbumfangs. ProPhotoRGB wurde von Kodak entwickelt, weil kein anderer geräteunabhängiger Farbraum den Farbumfang digitaler Kameras ausreichend berücksichtigt. Doch der Vorteil, dass ProPhotoRGB so gut wie alle Farben moderner Kameras berücksichtigt, ist zugleich auch sein Nachteil. Denn kein Gerät kann die Farben von ProPhotoRGB wiedergeben weder Monitor noch Drucker. Die Frage lautet also: Warum größere Farbräume nutzen, die kaum ein Gerät darstellen kann? Zum einen funktioniert das Abbilden größerer Farbräume auf kleinere recht gut. Zum anderen entwickelt sich die Monitorbranche rasant weiter, insbesondere was den darstellbaren Farbumfang betrifft. Allerdings ist auch diese Entwicklung beschränkt und zwar auf das menschliche Sehvermögen. ProPhotoRGB stellt zwar im sichtbaren Bereich deutlich mehr Farben dar als AdobeRGB, wobei ein kleiner Prozentsatz für den Menschen nicht mehr sichtbar ist. Das lässt sich ganz leicht anhand eines Vergleichs zwischen dem C*I*E*Lab Farbraum, der das menschliche Sehen repräsentiert, mit ProPhotoRGB erkennen. Je nach Rendering Intend (Abbildung des tatsächlichen Farbraums auf den darstellbaren Farbraum) können die nicht sichtbaren Farben zu Fehlern in der Darstellung führen. In der Standardeinstellung sollten sie aber einfach Toshimi Ogasawara 6
unsichtbar bleiben. ProPhotoRGB eignet sich nur für die Arbeit mit 16 Bit Farbtiefe je Farbkanal und disqualifiziert sich damit von vornherein beispielsweise für die Veröffentlichung als JPEG im Internet. Auf 8 Bit reduziert treten relativ leicht sichtbare Farbabrisse aufgrund von Rundungsfehlern auf. Als Arbeitsfarbraum ist ProPhotoRGB dennoch eine gute Lösung, da er fast alle Farben der an der Verarbeitung teilnehmenden Geräte beinhaltet und daher erheblich sattere Rot, Grün und Blautöne abbildet. Außerdem fallen dabei keine Umrechnungsverluste während der Verarbeitung an. Im Gegenteil: Bei starken Farbkorrekturen kann der Anwender beispielsweise Nuancen aus nicht darstellbaren Bereichen in den sichtbaren Bereich holen wo sonst eine einfarbige Fläche wäre, gibt es noch Struktur. Denn mathematisch kann das Bildbearbeitungsprogramm die unsichtbaren Nuancen selbstverständlich sehen und mit ihnen arbeiten. Toshimi Ogasawara 7
srgb Farbeinstellung für Photoshop Im Photoshop Menü, unter: Bearbeiten > Farbeinstellungen.. sollten die Einstellungen für srgb des obigen Fensters übernommen werden. Die geänderte Einstellung lässt sich rechts über den Button SPEICHERN. Unter dem Menü Einstellungen: kann zwischen den Farbraum Konfigurationen gewechselt werden. Toshimi Ogasawara 8
AdobeRGB Farbeinstellung für Photoshop ProPhotoRGB Farbeinstellungen für Photoshop Toshimi Ogasawara 9
Synchronisation der Farbeinstellungen Mit den abgespeicherten Farbraumeinstellungen in Photoshop können alle Adobe Programme synchronisiert werden, so ist eine Konsistenz über den gesamten Adobe Workflow gewährleistet. Dazu wird das Programm Bridge von Adobe gestartet. Unter dem Menü Bearbeiten > Creative Suite Farbeinstellungen... wählen. Im geöffneten Fenster die gewünschte Einstellung wählen und unten auf Anwenden klicken. Toshimi Ogasawara 10
Kameras Wer JPEGs mit seiner Kamera aufnimmt, verwirft von vornherein schon einen Großteil der Farbinformationen: Während aktuelle Kameras je Farbkanal zwischen 4096 (12 Bit) und 16384 (14 Bit) Helligkeitswerte auflösen, beherrscht das Dateiformat JPEG nur 256 Abstufungen (8 Bit) je Farbkanal. Auch wenn man den Unterschied zwischen einer Aufnahme in JPEG und einer in RAW zunächst nicht unbedingt sieht spätestens bei der Nachbearbeitung macht sich die fehlende Farbauflösung bemerkbar. Denn bei Belichtungs oder Farbkorrektur entstehen durch Rundung Lücken in der Helligkeitsverteilung, dem Histogramm. Besonders deutlich werden solche Lücken im Himmel oder an flächigen, feinen Farbverläufen. Störende Farbsprünge, im Fachjargon "Banding" genannt, sind die Folge. Wenn ein Fotograf die volle Qualität seiner Digitalkamera auch über die Nachbearbeitung hinaus retten will, muss er daher zwangsläufig zum RAW Format greifen. Die Farbeinstellung in der Kamera ist dann egal, da die Wandlung der rohen Sensordaten in ein RGB Bild erst im RAW Konverter, respektive im Bildbearbeitungsprogramm stattfindet. In Adobes Konverter "Camera RAW" hat der Anwender beispielsweise die Wahl zwischen srgb und ColorMatchRGB sowie den größeren Farbräumen AdobeRGB und ProphotoRGB. Obwohl einige Druckereien mit ColorMatch RGB arbeiten, hat dieser mit srgb vergleichbare Farbraum in der Praxis keine Bedeutung. Auf Normlicht abgestimmte Farbprofile sind bei Digitalkameras eher fragwürdig, da oft in Mischlichtsituationen Fotografiert wird. Zudem ist in der RAW Bearbeitung die Farbtemperatur nach der Aufnahme ohne Qualitätsverlust frei bestimmbar. Scanner Mittels einer Dia Scannvorlage (IT 8 Testchart) können Scannprogramme wie Silverfast auf Positiv Durchsicht kalibriert werden. Die integrierten Profile für Negativfilme sind auf Filmtyp und deren Lichttemperaturen angelegt, bieten aber trotzdem einen guten Ausgangspunkt für den Start. Farblaser Drucker Die meisten grossen Farblaser haben ein selbstkalibrierendes Farbsystem oder ein halbautomatischer Kalibrierungsmodus integriert. Herstellerbedingt gibt es verschiedene Möglichkeiten. Das Handbuch erklärt vieles. Die Geräte können je nach Temperatur und Luftfeuchtigkeitsschwankungen sehr hohe Farbshifts aufweisen. Für den Farblaserdruck empfiehlt es sich die Daten aus dem srgb Farbraum zu drucken. Tintenstrahl Drucker Epson Drucker gehören zu den bevorzugten Ausgaberäten beim Fotodruck. Vor allem bei Grossformatdruckern erzielt man mit ihnen beste Resultate. Mit Druckern von Canon und HP erhält man auch gute Ergebnisse. Um bestmögliche Qualität zu erreichen sollten folgende Punkte beachtet werden: kalibrierter Monitor 6500 Kelvin, Gamma 2.2, AdobeRGB Farbraum verwenden hohe Auflösung der Daten (ca. 200 300dpi, je nach Motiv) auf Ausgabegrösse Papiere des Herstellers verwenden, schweres Hochglanzpapier umfasst den grössten Kontrastumfang Die Papierprofile des Herstellers werden automatisch mit der Treibersoftware mitinstalliert und lassen sich im Druckdialog entsprechend dem eingelegten Papier auswählen. Die Papierprofile Toshimi Ogasawara 11
sind auf eine Monitorkalibration von 6500 Kelvin und Gamma 2.2 abgestimmt. Es muss beachtet werden, dass die Fabmanagement Einstellungen richtig angewendet werden. Diese Einstellungen können im Programm (Photoshop, Indesign, etc.) wie auch im Druckertreiber festgelegt werden. Dabei muss überprüft werden, dass ENTWEDER das Arbeitsprogramm das Farbmanagement übernimmt ODER der Druckertreiber. Beim Drucken aus Photoshop sollte das Farbmanagement nicht vom Programm bestimmt werden, sondern vom Drucker. In Photoshop CS4 sind die Druckeinstellungen wie folgt vorzunehmen: Unter dem Menü Datei > Drucken... Öffnet sich der Druckdialog. In der rechten Spalte im obersten Menü Farbmanagement Auswählen. Unterhalb, bei Farbhandhabung: das Menü auf Farbverwaltung durch Drucker auswählen. Bei Renderpriorität sollte Perzeptiv als Rendering Intent gewählt werden. (Wahrnehmungsgetreue Übersetzung der Farben) Nach dem Klick auf Drucken erscheint das Dialogfenster des Druckertreibers. Hier Auf Farbanpassung umschalten Toshimi Ogasawara 12
Unterhalb von Farbanpassung muss überprüft werden das Herstelleranpassung oder Drucker, bzw. Drucker übernimmt Farbmanagement oder ähnliches steht. Die Bezeichnungen sind je nach Druckerhersteller unterschiedlich. Im obigen Beispiel hat der Druckertreiber automatisch bemerkt, dass in Photoshop das Farbmanagement ausgeschaltet ist, hat selbst die Einstellung vorgenommen und ein mögliches Umschalten blockiert. Ein Idealfall, der nicht bei jedem Drucker üblich ist. Als Dritthersteller von Fotopapieren, die Papierprofile mitliefern, ist Tetenal zu erwähnen. Externe Druckdienste Offset Lightjet/Lambdaprints Falls eine Zusammenarbeit mit einer Druckerei bevor steht, sollte man sich an diese wenden bezüglich Farbeinstellungen, Umwandlung in CMYK, Schärfung und Farbprofilen. Am besten man überlässt der Druckerei die RGB Daten für die Umwandlung in CMYK. Bei Lightjet oder Lambdaprints sollte man sich auch nach Einstellungen und Profilen bei der Druckerei erkundigen. Monitore Wenn ein Monitor an den Computer angeschlossen wird, erscheint automatisch in den "Systemeinstellungen" unter "Monitore" > "Farben" das Standardprofil des Monitors. Da Monitore selbst innerhalb einer Produktionsserie grossen Farbschwankungen unterworfen sind, ist vom Gebrauch dieser Profile abzuraten. Eine manuelle Abstimmung über das Auge ist ungenau und nicht empfehlenswert: "Systemeinstellungen" > "Monitore" > "Farben" > "Kalibrieren..." > "Expertenmodus". Toshimi Ogasawara 13
Empfehlenswert sind Spektralphotometer, die genauer arbeiten als das Auge. Davon gibt es verschiedene Geräte auf dem Markt, z.b. GretagMacbeth, ein bekannter Hersteller von Farbmanagementlösungen, bietet vom Einsteigergerät Huey bis hin zu Professionelleren x rite Lösungen wie EyeOnePro an. Ein weiterer Hersteller ist datacolor mit dem Spyder. Das erzeugte Profil für eine Arbeitsstation (Computer und dazugehörender Monitor) ist nur für diese Kombination farbverbindlich und kann nicht auf andere Geräte übertragen werden! Farbechtes Arbeiten am eigenen Rechner Laptops haben, durch ihre Bauart bedingt, für anspruchsvolle Bildbearbeitung schlechte Monitore. Die aktuellen imacs haben ebenfalls einen schlechten Monitor integriert. Zu empfehlen ist ein externer Monitor der über eine digitale Schnittstelle (DVI) angesteuert werden kann, wobei der Rechner auch einen digitalen Monitorausgang haben sollte. Ausserdem sollte der Monitor eine manuelle Einstellungsmöglichkeit (Knöpfe am Monitor) der einzelnen Farbkanäle (RGB) aufweisen, damit man den Monitor vor der Softwarekalibration, Hardwareseitig schon in die gewünschte Richtung drehen kann. Bessere Monitore sind Hardwarekalibrierbar und arbeiten mit einer speziell vom Hersteller entwickelten Software, mit welcher das Monitorprofil direkt im Monitor ablegt wird. Diese Methode bietet den Vorteil, dass der Computer alle Daten von der Grafikkarte an den Monitor schickt und dieser über sein Profil erkennt, was er ausgeben soll, damit das Bild farbecht dargestellt wird. Bei einem nicht Hardwarekalibrierten Monitor schreibt das Profil der Grafikkarte vor, wie sie sich verhalten soll, damit das Bild auf dem Monitor gut kommt. Das Signal von der Grafikkarte wird beschnitten und dies bedeutet geringere Qualität. Farbtemperatur und Gammawerte bei der Monitorkalibration Im Offsetdruck wird standardmässig mit 5000 Kelvin (D50) und Gamma 1.8 gearbeitet. Die wärmere und hellere Farbeinstellung des Monitors ermöglicht ein genaueres beurteilen der Bilder, vor allem in den dunklen Bildpartien sieht man mehr. Die sehr warme Einstellung ist jedoch Gewöhnungsbedürftig. Der heutige Standard kommt von der Windowsplattform mit 6500 Kelvin (D65) und Gamma 2.2 (Härte, Kontrast). Praktisch alle Websites, Fotodienste und Druckertreiber sind auf D65 und Gamma 2.2 optimiert. Toshimi Ogasawara 14
Darstellung von Bildern in Browsern Safari unterstützt das Farbmanagement und wertet das Profil des Bildes aus. Bilder ohne Profil werden im Farbraum des Monitors dargestellt. Firefox unterstützt das Farbmanagement seit Version 3 allerdings nur, wenn das Farbmanagement ausdrücklich aktiviert wird. Bilder ohne Profil werden im srgb Farbraum dargestellt, wenn der Benutzer in der Konfiguration von Firefox nichts anderes eingestellt hat. So aktiviert man das Farbmanagement in Firefox: about:config in der Adressleiste eingeben, nach»gfx«suchen, gfx.color_management.enabled doppelt klicken, dann wird die Option auf true gestellt. Firefox muss neu gestartet werden, damit das Farbmanagement in Kraft gesetzt wird. Beamer Auch Beamer können kalibriert werden. Allerdings ist das erstellte Beamerprofil dann eben nur für diesen einen Rechner gültig und es geht oft schnell bis ein Dritter die Farben des Beamer umgestellt hat. Toshimi Ogasawara 15