Tipp: Farbmanagement

(c) 2004 Thomas Stölting, Stand: 8.5. 2005

Früher oder später kommt kein Digital-Fotograf an dem Thema "Farbmanagement" vorbei. Spätestens, wenn die ersten Bilder ausgedruckt wurden oder die Fotos vom Ausbelichter zurückkommen und Farbunterschiede zwischen der Anzeige auf dem Monitor und dem Ausdruck bzw. derm ausbelichteten Foto offenkundig werden.

Meist wird die Kamera, der Drucker oder auch der Ausbelichter dafür verantwortlich gemacht. Dies ist aber in den seltensten Fällen der wahre Grund. Meist liegt es am fehlenden Farbmanagement.

Zugegeben, das Thema ist sehr komplex und es erschließt sich nicht auf Anhieb. In den folgenden Ausführungen wird es deshalb auf den für die meisten Anwender interessanten Workflow "Eingabe über Digitalkamera → Bearbeitung in Photoshop → Ausgabe über Ausbelichter, Druckerei und/oder Ausgabe über das Internet" beschränkt.

  1. Warum wird ein Farbmanagement benötigt ? 

    Wie schon unter Farbproof beschrieben, werden die digitalen Farbinformationen bei der Ausgabe auf Monitoren oder Druckern usw. in analoge Signale umgesetzt (D/A-Wandlung).

    Umgekehrt werden die analogen Farbinformationen der Vorlage bei der Eingabe über einen Scanner oder eine Digitalkamera digitalisiert (A/D-Wandlung).

    Sowohl die D/A- als auch die A/D-Wandlung ist dabei von vielfältigen, gerätespezifischen Parametern abhängig. Jedes Farbeingabe- oder Ausgabegerät verfügt über eine andere Farbinterpretation. Dies betrifft nicht nur den Farbumfang, sondern u.U. auch das Farbmodel. So verwendet ein Monitor das additive Farbmischverfahren (alle Farben werden durch Addition der Grundfarben zusammengesetzt), während ein Drucker systembedingt das gänzlich andersartige subtraktive Farbmischverfahren (alle Farben werden durch Subtraktion der Grundfarben zusammengesetzt) verwendet.

    Ein durchgehendes Farbmanagement ist deshalb unerläßlich. Es reduziert die normalerweise entstehenden Farbunterschiede der einzelnen Geräte auf ein Minimum.


  2. Was sind Farbräume ? 

    Die Farben können in 3-dimensionalen Farbräumen (z.B. mit Lab-Koordinaten) dargestellt werden. Jede Farbinformation wird dabei durch seine Raumkoordinate (L, a, b) eindeutig bestimmt. Auf der Website von ICCView können Standardfarbräume oder auch Farbräume, die durch selber hochgeladene Profile beschrieben, angezeigt und miteinander verglichen werden.

    Die Farbräume können unterschiedlich groß sein, aber auch gleich große Farbräume müssen nicht deckungsgleich sein. Farben und Farbunterschiede werden bei der Nutzung des kleineren Farbraums geändert oder werden bei aktiviertem Farbmanagement an den neuen Farbraum gezielt angepasst.

    Eine Sonderstellung nimmt der geräteunabhängige Lab-Farbraum (Profile Connection Space PCS) ein. Er enthält alle vom menschlichen Auge wahrnehmbare Farben. Alle anderen Farbräume stellen immer nur Teilmengen des Lab-Farbraumes dar. Er dient deshalb als Referenzfarbraum, um alle anderen Farbräume ineinander umzurechnen.

       


  3. Was ist ein Farbmanagementsystem (Color Management System CMS)?

    Der Begriff "Farbmanagement" geht vom einfachen Farbproof (s.o.) bis hin zum Management des gesamten Workflows bei der Elektronischen Bildverarbeitung.

    Das Farbmanagementsystem für den EBV-Workflow besteht dabei im Grunde aus nur 2 unterschiedlichen Arten von Komponenten: 
    1. aus dem sg. Farbprozessor (Color Matching Method CMM), der die Algorithmen (Regeln) für die Umwandlung von einem Farbraum in einen anderen liefert.
      Vom CMM werden die Farbinformationen unter Berücksichtigung des Eingangsprofils (A) zunächst in den Lab-Farbraum (B) überführt und danach mit Hilfe des Ausgangsprofils (D) in den Ausgangsfarbraum transferiert. Das Monitorprofil (C) nimmt eine Sonderstellung ein. Nur die in ihm erfassten Farben / Farbunterschiede sind in PS direkt sichtbar. Die Anzeige anderer Farbräume kann in ihm immer nur simuliert werden (siehe Farbproof).

      und

    2. aus den Farbprofilen für jedes Ein- (A) und Ausgabegerät (C und D).
      In diesen gerätespezifischen Farbprofilen (s.u.) wird der Unterschied zum Standardfarbraum (Lab-Farbraum) beschrieben. Bei der Zuweisung eines Profils werden die Farbinformationen nicht verändert, sondern es wird nur ein Hinweis auf deren Interpretation gegeben.


      Prinzip des Farbmanagements in PS


  4. Farbeinstellungen

    Die Farbeinstellungen werden unter "Bearbeiten / Farbeinstellungen / ..." definiert und sollten zum Abschluß gespeichert werden.

    1. Arbeitsfarbräume

      Der Arbeitsfarbraum wird verwendet, wenn neue Bilder in Photoshop angelegt werden oder wenn Bilder ohne eingebettetes Farbprofil geöffnet werden.

      "RGB" sollte auf "Adobe RGB (1998)" eingestellt werden.

      "CMYK" wird für den Druck verwendet. Es wird allgemein empfohlen, hier
      "Euroscale Coated v2" einzustellen (s.u.).

      Unter "Graustufen" sollte über "Graustufeneinstellungen laden / Euroscale Coated.icc" auf "Schwarze Druckfarbe - Euroscale Coated v2" eingestellt werden.

      Ebenso bei den "Schmuckfarben". Auch hier sollte das Profil "Schwarze Druckfarbe - Euroscale Coated v2" geladen werden.

    2. Farbmanagement-Richtlinien

      Die Farbmanagement-Richtlininen werden verwendet, wenn bereits ein Profil in das Bild eingebettet ist. Die eingebetteten Profile sollten beibehalten werden. Dies sollte sowohl unter "RGB", als auch unter "CMYK", als auch unter "Graustufen" eingetragen werden.
      Auch die Optionen: "Profilfehler: Beim öffnen wählen", "Beim Einfügen wählen" und "Fehlende Profile: Beim Öffnen wählen" sollten aktiviert werden.

      Wenn nun ein Bild unbekannter Herkunft und ohne eingebettetes Profil geöffnet wird, sollte nicht sofort ein großer zur Verfügung stehender Farbraum (z.B. Adobe RGB) dem Bild zugewiesen werden, sondern zunächst das Farbmanagement auf dieses Dokument nicht angewendet und erst in einem 2. Schritt über "Bild / Modus / Profil zuweisen" verschiedene Farbprofile ausprobiert werden. Bei dieser Vorgehensweise hat man wesentlich mehr Kontrolle über das Ergebniss, da eine Vorschau unmittelbar zur Verfügung steht.

    3. Konvertierungsoptionen
      1. Modul (Farbprozessor (CMM))

        In Photoshop kann unter "Konvertierungsoptionen" nach Aktivierung der Option "Erweiterter Modus" der CMM unter "Modul" ausgewählt werden:
        Wird im gesamten Workflow nicht nur ausschließlich Adobe Software eingesetzt, sollte hier bei Windows-PCs das Modul "Microsoft ICM" verwendet werden, da dieses auf Betriebssystemebene allen Programmen zur Verfügung steht. Wenn nur Adobe Software verwendet wird, oder wenn plattformübergreifend (z.B. am Windows PC und am Mac) gearbeiten wird oder auch wenn Zweifel hinsichtlich der Auswahl bestehen, sollte hier der CMM "Adobe (ACE)" gewählt werden.
        Zur Beruhigung sei darauf hingewiesen, dass die Unterschiede zwischen den beiden CMMs nur relativ gering sind.

      2. Priorität (Rendering Intent)

        Meist sind die Ausgabefarbräume kleiner als die Eingabefarbräume. Unter "Konvertierungsoptionen / Priorität" wird das s.g. Rendering Intent vorgegeben und damit festgelegt, wie die Umrechnung durchgeführt werden soll.

        ACHTUNG: Oftmals wird kategorisch "Perzeptiv" als die optimale Wahl für das Konvertieren von Fotos dargestellt. Dies ist aber nach unseren Erfahrungen falsch und kontraproduktiv.
        Das optimale Rendering Intent ist stark vom zu konvertierenden Foto abhängig. Erst ein Farbproof kann für die richtige Wahl die Entscheidungsgrundlagen liefern !!!

        Bei Fotos, bei denen nur vereinzelte, kleinere Bereiche außerhalb des Zielfarbraumes liegen, liefert die Einstellung "Relativ farbmetrisch" (siehe Prinzipskizze) die besten Ergebnisse. Bei dieser Einstellung werden die außerhalb liegenden Farben in Richtung der ähnlichsten reproduzierbaren Farbe im Zielfarbraum (d.h. auf dessen Rand) verschoben. Farben, die bereits im Zielfarbraum sind, werden nicht geändert. Die Grundhelligkeit und Brillanz des Bildes bleibt erhalten.

        Beim Rendering Intent "Perzeptiv" (siehe Prinzipskizze) wird der größere Farbraum durch lineare Kompression komplett (und sei es nur wegen eines vereinzelten, weit außerhalb liegenden Pixel) an den kleineren Farbraum angepasst. Die Anpassung betrifft auch Farben, die bereits innerhalb des Zielfarbraumes liegen. D.h. alle Farben werden geändert. Dabei bleiben zwar relative Farbunterschiede erhalten, was auch dem menschlichen Farbempfinden entgegen kommt, führt aber u.U. dazu, daß die Farben und die Brillanz des Bildes aufgrund einzelner zuvor außerhalb des Farbraumes liegender Pixel stark geändert wird. Diese Methode eignet sich deshalb meist nur für Fotos, bei denen größere Bereiche mit Farben außerhalb des Zielfarbraumes vorhanden sind. Anschließend ist meist eine Anpassung der Helligkeit (Gamma-Wert) notwendig.

        Die anderen Rendering Intents ("Sättigung" und "absolut farbmetrisch") sind für die Anpassung von Fotos nicht geeignet und werden deshalb hier nicht weiter betrachtet.

      3. Weitere Konvertierungsoptionen

        Darüber hinaus sollte die Option "Tiefenkompensation" aktiviert und die Option "Dither verwenden (Bilder mit 8 Bit/Kanal)" deaktiviert werden.

    4. Erweiterte Einstellungen

      Die unter "erweiterte Einstellungen" genannten anderen Optionen sollte alle deaktiviert werden, da sie nicht einheitlich und klar definiert sind.


  5. Die Farbprofile (ICC)

    Das Farbmanagementsystem steht und fällt mit den Geräteprofilen. Dabei ist es von entscheidender Bedeutung, daß für alle Geräte des Workflows ein Profil vorliegt, denn eine Kette ist immer nur so stark wie ihr schwächstes Glied.
    Außerdem ist es sehr hilfreich, sich über die Größe und das Aussehen der durch die Profile beschriebenen Farbräume einen Überblick zu verschaffen. Eventuell auftretende Probleme können so eher erkannt und gelöst werden. Eine Übersicht und einen Vergleich über die von uns verwendeten Farbräume ist unter "Beispiele für Farbräume" zu finden.

    1. Kalibrieren der Digital-Kamera

      Manchmal wird das Kalibrieren von Digital-Kameras in der Literatur empfohlen. Dies mag auch für Spezialanwendungen (konstante, immer gleiche Lichtverhältnisse, ausgeschalteter Weissabgleich usw.) richtig sein. Für die hier angesprochenen Anwender erübrigt sich allerdings ein spezielles Kalibrieren der Kamera.
      Auf jeden Fall sollte aber in den Kameraeinstellungen als Farbraum "Adobe RGB" eingestellt werden (siehe auch Grundlagen der Fototechnik / Farbraum). Zumal nennenswerte Nachteile, wie z.B. ein größerer Speicherbedarf, durch den größeren Farbraum nicht entstehen. Ein richtiger Weißabgleich (siehe auch Grundlagen der Fototechnik / Weissabgleich) versteht sich natürlich von selber.

    2. Kalibrierung des oder der Monitore

      Eine zentrale Bedeutung hat die Kalibrierung des Monitors. Gott sei Dank ist sie relativ einfach zu bewerkstelligen. Vor jeder Kalibrierung sollte der Monitor mindestens eine 1/2 Stunde vorher eingeschaltet und so auf Betriebstemperatur gebracht worden sein.

      Bei der Monitor-Kalibrierung gibt es sehr genaue Verfahren bestehend aus Hardware (Kolorimeter) und einer zugehörigen Software (siehe z.B. ColorVision, Kostenpunkt ca. 170-190 €), oder auch weniger exakt arbeitende und dafür kostenlose reine Software-Lösungen wie z.B. das bei der Installation von Photoshop mit installierte "Adobe Gamma". Nach dem Starten von Adobe Gamma kann interaktiv die für den Monitor beste Einstellung gefunden werden. Nach Abschluß der Kalibrierung wird ein Monitorprofil erstellt und automatisch eingebunden. Adobe Gamma ist unter Windows über die Systemsteuerung zu erreichen.

      Aus Erfahrung können wir nur die Kalibrierung mit Hilfe eines Kolorimeters empfehlen. Die reinen Software-Lösungen sind zwar besser als nichts, wenn man aber einmal einen mit Adobe Gamma bereits eingestellten Monitor mit einem Kolorimeter nachkalibriert hat, versteht man sofort, warum wir dies empfehlen.

      ACHTUNG: Von ganz entscheidender Bedeutung für das Ergebnis der Kalibrierung ist die Einstellung der Bildschirmhelligkeit. Einen kleinen Trick, wie man die beste Einstellung finden kann, ist hier beschrieben.

      Da Monitore auch einer gewissen Alterung und anderen Schwankungen unterliegen, sollte die Kalibrierung von Zeit zu Zeit wiederholt werden. Es ist auch daran zu denken, daß bei der Kalibrierung möglichst die gleichen Umgebungsverhältnisse (Beleuchtung, Hintergründe usw.) eingestellt werden, wie sie auch bei der späteren Arbeit vorhanden sind.

      Alle erstellten Farbprofile werden unter Windows XP im Ordner "c:\windows\system32\spool\drivers\color" abgelegt. Durch einen "Rechts-Klick" auf den Windows-Desktop wird das Menü "Eigenschaften von Anzeige" geöffnet. Über "Einstellungen / Erweitert / Farbverwaltung / Hinzufügen" kann das erstellte Farbprofil dem Monitor zugeordnet werden. Bei einem Doppel-Bildschirmsystem (erweiterter Windows-Desktop) können für beiden Monitore unterschiedliche Profile eingebunden werden. Welcher Monitor gemeint ist, kann unter "Eigenschaften von Anzeige" festgelegt werden.
      Bei einer Kalibrierung mit dem Kolorimeter von ColorVision (Spyder) kann die hier beschriebene, manuelle Einbindung unter Windows entfallen.

      ACHTUNG: Im Autostart-Ordner sollte nach dem Kalibrieren mit dem Kolorimeter das Programm "ColorVisionStartup" o.ä. eingetragen worden sein. Beim Windows-Start werden die ermittelten Farbeinstellungen von diesem Programm automatisch in den Grafikkartenspeicher geladen.

      ACHTUNG: Ein eventuell ebenfalls noch im Autostart-Ordner befindliche Eintragung von "Adobe Gamma" muß unbedingt entfernt werden.


    3. Einbinden der Profile des Ausbelichters bzw. der Druckerei

      Manchmal bieten Druckereien und Ausbelichter für ihre verwendeten Geräte spezielle ICC-Profile an. Für den Ausbelichter "fc prints" stehen separate Profile für unterschiedliche Papierarten zur Verfügung (siehe auch Beispiele für Farbräume).

      Manch andere Ausbelichter oder Druckereien hingegen geben standardisierte Farbprofile (z.B. sRGB oder eciRGB) zur Erzielung möglichst farbtreuer Ergebnisse an. Da das offenkundig unterschiedlich gehandhabt wird, ist es zwingend notwendig, sich vorab beim jeweiligen Ausbelichter oder bei der Druckerei über das Prozedere zu informieren (via Internet, Telefon o.ä.).

      Bei "fc prints" wird das zum Ausbelichten gegebene Bild automatisch auf ein eventuell eingebettetes Profil untersucht und dies entsprechend berücksichtigt. Ein vorheriges Konvertieren in den Ausbelichter-Farbraum ist nicht notwendig. Dies übernimmt in diesem Fall der Ausbelichter. Wenn kein Profil eingebettet ist, wird automatisch sRGB unterstellt.

      Damit das Profil verwendet werden kann, muß es zunächst auf Betriebssystemebene eingebunden werden. Durch einen "Rechts-Klick" mit der Maus auf die Datei und anschließende Auswahl "Profil installieren" wird das Profil bei Windows XP automatisch in den bereits weiter oben genannten Ordner:  "c:\windows\system32\spool\drivers\color" kopiert.

      Das Profil kann nun ggf. über "Bild / Modus / In Profil konvertieren ..." genutzt werden, um das Bild in den neuen Farbraum zu konvertieren. Oder Sie können sich schon vorab auf dem Monitor die Darstellung der Ausbelichtungsfarben über den Farbproof ansehen. Deutlich sind die Verluste beim Übergang (ohne Konvertierung) in den kleinen Farbraum des Druckers erkennbar.
      Eventuell macht es auch Sinn, nach der Konvertierung noch Anpassungen an den Farb- und Helligkeitseinstellungen vorzunehmen.Wir empfehlen, die Konvertierung erst am Schluß der Bearbeitung durchzuführen und die konvertierte Version als separate Datei abzuspeichern.

      ACHTUNG: es stehen 2 Befehle zur Zuordnung eines Profils zur Verfügung: 
      1. "In Profil konvertieren:"
        Der Ausgangsfarbraum wird in den Zielfarbraum konvertiert UND dem Bild wird das neue Farbprofil zugewiesen.
        Der Farbprozessor CMM passt bei der Konvertierung die Originalfarben des Ausgangsfarbraums an den Zielfarbraum möglichst genau an. Farbunterschiede (Nuancen) bleiben dabei erhalten (siehe Prinzipskizze).
        Das Konvertieren in einen kleineren Zielfarbraum ist ein irreversibler Vorgang, da durch das Konvertieren die Originalfarbrohwerte geändert werden und damit verloren gehen. Auch ein Zurück-Konvertieren in den größeren Ausgangsfarbraum ändert daran nichts. Die Farbrohwerte sind verloren.
        Ein separates Abspeichern der konvertierten Fassung ist deshalb sinnvoll.

      2. "Profil zuweisen:"
        Dem Bild wird nur das neue Profil zugeordnet. Die Farbrohwerte selber werden dadurch nicht geändert, aber deren Interpretation ändert sich komplett. Der Farbeindruck (Farbton, Sättigung, Helligkeit) des Originals geht dadurch verloren (siehe Prinzipskizze).
        Die Profil-Zuweisung ist ein reversibler Vorgang, d.h. durch Zuweisung des alten Profils wird der Ausgangszustand wieder vollständig erreicht.

    4. Farbraum für die Darstellung im Internet

      Bei der Darstellung im Internet ist ein Farbmanagement nicht vorgesehen. Der sRGB Farbraum kommt nach der Farbmanagementtheorie der Darstellung im Internet am nächsten. Allerdings weisen auch die so konvertierten Bilder vor allem bei Rot- und Magentatönen noch erhebliche Unterschiede zwischen der Photoshop- und der Browserwiedergabe auf (siehe auch Beispiele für Farbräume).


  6. Zusammenfassung: 

    1. Kamera in den "Adobe RGB-Modus" umschalten

    2. Mit diesem Farbprofil durchgehend arbeiten

    3. Monitor kalibrieren und das Profil über das Betriebssystem einbinden

    4. Vom Ausbelichter / Druckerei das ICC-Profil besorgen und einbinden 

    5. Am Ende der Bearbeitung ggf. in das Profil des Ausgabeziels (Drucker, Internet, Ausbelichter) konvertieren und ggf. letzte Korrekturen durchführen
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