Farbe im digitalen Publizieren von Klaus Simon - EMPA Media ...

0 ≤ K def= H − DH + D ≤ 1Kontrast K✧ D minimale Bildhelligkeit✧ H maximale Bildhelligkeit✧ Qualitätsbeurteilung von optischen Abbildungen➙ mittlere Kontrastveränderungvon Original zur Reproduktion✧ typisch: sinusförmige Linienmuster✧ Übertragungsfunktion (MTF)➙ Kontrastveränderung in Prozent➙ als Funktion der Periode✧ Nulldurchgang ⇒ Auflösungsgrenzeklaus simonKontrastsensitivitätsfunktion10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110Abszisse: räuml. Freq. (Perioden/mm)farbe im digitalen publizieren✧ Erweiterung der Übertragungsfunktion für Netzhautbilder✧ Definition➙ bestimme für jede Periode des sinusförmigen Testmusters✛ den minimalen Kontrast (Kontrastschwelle)✛ bei dem das Testmuster noch wahrgenommen wird➙ Kontrastsensitivität = Kehrwert der Kontrastschwelle✧ Kontrastsensitivitätsfunktion CFS➙ Auflösungsgrenze bei CFS:✛ physiologischer Grenzwinkel:(Helligkeit)60 Perioden pro Winkelgradca. 1 ′ Bogenminute✛ schlechtere Auflösungsgrenzen für Farbkontrasteklaus simonfarbe im digitalen publizierenAusgabekontrast (in % Eingabe)100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%47sehen und wahrnehmen48sehen und wahrnehmen[1] wurde der Weber-Quotient oftmals bestimmt. 32 Dazu vergleichtman die Leuchtdichteunterschiede zwischen einem kleinen Objektund einer grösseren enthaltenden Umgebung. Bei mittleren Leuchtdichtenvon etwa 10–100’000 lx (Tageslichtverhältnisse) beträgt derWeber-Quotient etwa 1–2 %, siehe Folie 45. 33 Interpretiert man dieDaten im Sinne von Stevens, so erhält man einen Exponenten vonn = 0.33 für die Stevenssche Potenzfunktion. Auf diesen Exponentenwerden wir anlässlich der Definition verschiedener Farbräume,wie z.B. CIELAB, zurückkommen.Relevant für die Farbwiedergabe ist zunächst einmal die Erkenntnisaus Abschnitt 2.5.1, dass die Hellempfindung, wie Empfindungsstärkenim Allgemeinen, relativen Schranken unterliegt und keinenabsoluten. Dieser Tatbestand ist als das allmorgendliche Verschwindendes Sternenhimmels durchaus Teil unserer Alltagserfahrung,erfährt aber wohl eher selten die entsprechende Interpretation.Die Relativität der Hellempfindung macht aber eine Bildreproduktionauf Papier überhaupt erst sinnvoll. Die Grösse des Weber-Quotienten von 1–2 % begrenzt die Anzahl der gleichzeitig in einerSzene zwischen dem tiefsten Schwarz und dem hellsten Weissunterscheidbaren Helligkeitsstufen auf 50–100. Diese Anzahl bestimmtdie Minimalanforderung an die Helligkeitsauflösung einesReproduktionssystems. Die üblichen 256 Stufen eines 8-Bit-RGB-Kanals sind also aus physiologischer Sicht mehr als ausreichend.Die vorangegangenen Aussagen werden durch einen seit Jahrhundertenmit grosser Akribie betriebenen Grossversuch bestätigt,nämlich die Einteilung des Sternenhimmels in Helligkeitsklassen.Gemäss der Pogsonschen Helligkeitsskala 34 unterscheidet man dieGrössenklassen 1 bis 6. Dabei wird eine gleichmässige Helligkeits-32 siehe etwa H. R. Blackwell [2, Kap. 4]33 In ihrem berühmten Standardwerk Color Science empfehlen Günther Wyszeckiund W. S. Stiles [9, Kap. 7.10.1] einen Wert von 1 %. Dass in einigenMessungen wie in Folie 45 für hohe Leuchtdichten der Weber-Quotient wiederleicht ansteigt, erklären sie mit einer vermutlich unvollständigen Helladaptationder Probanden.34 nach Norman Robert Pogson (1829–91)30