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Display FAQ - Alles was man zu Monitoren wissen muss

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Seite 7: Alles rund um die Farbdarstellung

In Kooperation mit LG

Die Farbdarstellung ist eine der Schlüsseldisziplinen eines jeden Monitors, denn nur wenn diese zufriedenstellend gelingt, steht am Ende ein überzeugendes Display auf dem Schreibtisch. Gleichzeitig gilt aber, dass nicht jedes Display ein wahrer Farbmeister sein muss, denn das letzte Quäntchen an Farbpräzision muss teuer erkauft werden und ist beispielsweise beim Einsatz in der Druckvorstufe unerlässlich, während der Unterschied auf dem heimischen Schreibtisch womöglich gar nicht auffällt.

Bevor wir etwas tiefer in das Thema „Farbe“ eintauchen, hier noch ein Hinweis: Die grundsätzliche Thematik ist so umfangreich, dass sie an dieser Stelle einerseits den Rahmen sprengen würde, andererseits den Kern dieses Beitrags verfehlen würde. Daher wollen wir vielmehr einen groben Überblick liefern.

Farbräume

Den Begriff des Farbraums hat ohne Frage jeder Nutzer schon einmal gelesen, der vor der Anschaffung eines neuen Monitors stand. Es werden verschiedene Standards angegeben, die zu einem gewissen Prozentsatz abgedeckt werden sollen. Welche Auswirkung das auf den eigentlichen Betrieb und die tatsächliche Farbdarstellung hat, ist den wenigsten Nutzern bewusst.

In einem dreidimensionalen Farbmodell werden allen Farben eines Farbsystems bestimmte Koordinaten, also Zahlenwerte zugeordnet, sodass diese eindeutig bestimmt werden können. Ein Farbkörper oder auch Farbraum ist dabei recht einfach gesagt ein geometrischer Körper, der das Farbmodell räumlich darstellen kann. Wichtig ist dabei, dass es bei allen farbgebenden Methoden am Ende zu einem Informationsverlust kommt – sie können nicht alle Farben darstellen, Farbräume sind also nur ein Modell der Wirklichkeit. Solche nicht darstellbaren Farben besitzen in diesen Farbräumen zwar klar definierte Zahlenwerte, befinden sich aber außerhalb des darstellbaren Spektrums.

farbraum
Die Farbräume von zwei verschiedenen Monitoren im Vergleich

Farbräume stellen Abbilder der Wirklichkeit dar, die auf einen bestimmten Zweck hin abgestimmt sind, beispielsweise also die Darstellung auf einem Bildschirm. Entsprechend den technischen Gegebenheiten, also der Tatsache, dass ein LCD-Bildschirm auf roten, grünen und blauen Subpixeln aufbaut, kommen bei der Monitor-Darstellung R-G-B-Farbräume zum Einsatz.

Soll eine Bild von einem Farbraum in einen anderen konvertiert werden, ist dies in der Regel nicht ohne Verluste möglich. Der eine Farbraum kann Farben darstellen, die dem anderen fehlen und umgekehrt, bereits verloren gegangene Farben können nicht mehr zurückgeholt werden.

In der Vergangenheit haben sich zahlreiche Farbräume entwickelt, nur die wenigsten spielen für die Bildschirm-Wiedergabe eine Rolle. Im PC-Bereich sind seit vielen Jahren sRGB, entwickelt von Microsoft und HP, sowie Adobe RGB die Standards. Der Adobe-RGB-Farbraum bietet dabei den größeren Farbumfang und kann gerade im Grün-Spektrum deutlich mehr Farben darstellen. Hochwertige Grafikmonitore wieder LG 31MU97-B decken beispielsweise 99,5 % des Adobe-RGB-Farbraums ab und können damit deutlich mehr Farben darstellen, als normale Monitore, die zwar oftmals fast den vollständigen sRGB-Farbraum bieten, beim Adobe-Pendant aber mit Abstrichen leben müssen.

Mit welchem Farbraum man als Anwender schlussendlich arbeitet, dafür gibt es keine allgemeingültige Empfehlung. Wichtig ist auf der einen Seite, dass die gesamte persönliche Wiedergabekette in der Lage ist, den gewählten Farbraum auch darstellen zu können. Beherrschen Kamera, Display und Drucker also Adobe-RGB, kann problemlos mit dem größeren Farbraum gearbeitet werden.

Als weiterer Farbraum konnte zuletzt DCI-P3 mehr Beachtung finden. Der Farbraum stammt aus der Film-Industrie und wird bei der Produktion von digitalem Videomaterial genutzt. Er deckt den gleichen Umfang an wahrnehmbaren Farben ab, wie es Adobe RGB tut, allerdings nicht die gleichen Farben, gerade im Bereich der Rottöne deckt DCI-P3 mehr Farben ab, während Adobe-RGB einen größeren Umfang im Bereich der Grüntöne bietet. sRGB überbieten beide Standards.

Look up Tables und die Anzahl der Bildschirmfarben

Wie bereits beschrieben, setzt sich ein Bild immer aus drei Farbkanälen zusammen, Rot, Grün und Blau. Ein Video-Signal umfasst dabei 8 Bit pro Farbkanal, also 256 Farbtöne, jeweils für Rot, Grün und Blau. Aus einer einfachen Rechnung ergeben sich damit 256 x 256 x 256 = 16.777.216 Farben.

Allerdings können nicht alle Displays auch diesen Farbumfang darstellen, worauf wir bereits bei den unterschiedlichen Panel-Technologien eingegangen sind. Abhilfe schaffen soll dann Frame Rate Control. Wird diese Lösung genutzt, arbeiten nur zwei Farbkanäle mit 8 Bit, während der dritte Kanal lediglich mit 6 Bit arbeitet. Um dennoch einen möglichst großen Farbumfang bieten zu können, werden die restlichen Farben über ein schnelles Umschalten aus zwei Farben interpoliert.

lg 34uc 98 profi
Farbprofil

Das andere Extrem stellen Displays wie der LG 34UC98-W dar, die auch eine Farbwiedergabe von 10 Bit pro Farbkanal beherrschen, was wiederum in 1,073 Milliarden darstellbarer Farben resultiert. Damit diese aber auch wirklich wiedergegeben werden können, muss das gesamte Setup, also neben Grafikkarte und Monitor auch die Software über entsprechende Fähigkeiten verfügen.

Geht es um die Bildschirmfarben wird oftmals auch die Look-up-Table (LUT) genannt. In dieser Tabelle werden vorab entsprechende Paare gespeichert, also welcher Wert bei einem, bestimmten Eingangswert ausgegeben werden soll. In der Regel verfügen Monitore über eine LUT mit 8 Bit. Hochwertige Displays für die Grafikbearbeitung arbeiten mit 10 Bit oder gar 16 Bit-LUTs. Das bedeutet, dass das Display je nach Eingangssignal aus mehr als 250 Billionen Farbwerten auswählen kann. Das führt zu einer noch präziseren Berechnung und einer noch feiner gestaffelten Farbwiedergabe. Eine möglichst hohe Qualität wird natürlich dann erreicht, wenn neben der LUT auch die interne Farbverarbeitung mit einer möglichst feinen Auflösung arbeitet.

Die Königsklasse stellen aktuell 3D-LUTs dar, die aber nur bei sündhaft teuren High-End-Displays zum Einsatz kommen. Dabei wird der gewünschte Farbton direkt in einer großen dreidimensionalen LUT gemischt und nicht einzeln aus den Werten der LUT pro Farbkanal berechnet. Das führt zu einer nochmals präziseren Farbdarstellung, ist für Privatanwender in der Regel aber bereits zu viel des Guten.

Weißpunkt & Kalibrierung

Schlussendlich geht es aber nicht nur darum, dass ein Monitor möglichst viele Farben, möglichst präzise darstellen kann, es kommt auch auf Standardisierung hinsichtlich der Wahrnehmung an. Vereinfacht gesagt: Ein Bild soll im Optimalfall auf allen Monitoren und auch nach dem Druck gleich aussehen. Genutzt wird dafür der Weißpunkt, auf den ein Monitor kalibriert wird und der weiterhin als Ausgangspunkt dient – so kann ein Farbstich vermieden werden.

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Ein Kolorimeter ist extrem nützlich - und wichtig, wenn es um eine korrekte Farbdarstellung geht. 

Um eine möglichst neutrale, standardisierte Farbwiedergabe zu erreichen, ist es ratsam, sein Display mithilfe eines Colorimeters auf einen gewissen Farbpunkt zu kalibrieren, besonders hochwertige Displays wie der LG 34UC98-W kommen beispielsweise mit einer Kalibrierung ab Werk und einem Messschrieb zum Kunden, sodass dieser nachvollziehen kann, wie das Display eingestellt wurde. Gespeichert werden die Einstellungen im Optimalfall in verschiedenen Presets. Für den normalen Betrieb hat sich ein Weißpunkt von 6.500 Kelvin als Standard erwiesen, während für den Druck 5.500 Kelvin das Optimum darstellen, also eine etwas wärmere Darstellung.

Bei der Kalibrierung vergleicht das Colorimeter mithilfe einer Software die Soll- und Ist-Werte und schreibt die benötigten Änderungen in die LUT der Grafikkarte. Ein noch präziserer Weg der Farboptimierung ist die Hardware-Kalibrierung des Monitors, die allerdings ausschließlich von Profi-Geräten beherrscht wird. Das Display muss dafür mit dem PC via USB verbunden werden, dann werden die Änderungen direkt in die LUT des Monitors geschrieben, was zu einer noch einmal gesteigerten Präzision führt.

Äußere Gegebenheiten

Wer auf der Suche nach der optimalen Farbwiedergabe ist, der darf eine Kleinigkeit nicht vergessen: Auch die äußeren Umstände wirken sich auf die Darstellung aus. Daher empfiehlt es sich für farbkritische Anwendungsbereiche (aber auch nur dann!), noch einen Schritt weiter zu gehen. Möbel, Wände und Decke sollten im Idealfall Weiß sein, sodass sich Reflexionen nicht auf die Farbwiedergabe auswirken können. Gleiches gilt auch für die Beleuchtung im Raum. Im Idealfall besitzt die eingesetzte Lampe einen abgestimmten Weißpunkt. Für spezielle Grafik-Displays bietet es sich darüber hinaus an, einen Lichtschutzblende zu installieren, die Umgebungslicht von drei Seiten fernhält.

In Kooperation mit LG