256³ = 16 777 216
Fast in jedem Haushalt steht heute ein Gerät, dessen Bildschirm rund 16,7 Millionen Farben darstellen kann. Wie kommt es eigentlich zu dieser Angabe?
Die Darstellung von Farben auf einem Computer ist bemerkenswert genau. Der Clou: Jedes Farbpixel setzt sich aus der Kombination dreier Grundfarben, den sogenannten „Primärvalenzen“ zusammen. Diese Primärvalenzen sind Rot, Grün und Blauviolett. Zusammen bilden sie das RGB-System (Rot-Grün-Blauviolett-System). Es wird auch als „additives“ Farbmisch-System bezeichnet, da sich jeder Farbton durch jeweils einen Rot-, Grün- und Blauviolett-Wert zwischen 0 und 255 zusammensetzt.
Jeder dieser drei Farbwerte wird durch ein Byte (8 Bit) dargestellt, also einer Zahl von 0 bis 255 (= 28). Wird ein Farbanteil zur Darstellung eines Farbtons nicht benötigt, beträgt dieser entsprechende Zahlenwert 0. Der Wert 255 entspricht dem maximalen Anteil der entsprechenden Farbe.
Die Kombination dieser drei Werte in verschiedenen Intensitäten ermöglicht es, eine breite Palette von Farben zu erstellen. So ergibt beispielsweise die Kombination (255, 0, 0) Rot, da lediglich die Farbkomponente Rot mit maximaler Helligkeit vorhanden ist, während die Kombination (150, 150, 150) ein Grau hervorbringt – das ist das Ergebnis, wenn jede der Farbkomponenten zum gleichen Anteil vorhanden ist.
Da jeder der drei Farbanteile in 256 Stufen (0 bis 255) aufgeteilt ist, sind mit diesem System knapp 16,8 Mio. unterschiedliche Farben definierbar (256 * 256 * 256 = 16 777 216). Hersteller von Monitoren runden also eigentlich falsch, wenn sie 16,7 Farben anpreisen.
Das CMYK-Farbschema
Im Unterschied zum additiven RGB-Farbschema ist das CMYK-Farbschema ist ein sogenanntes subtraktives Farbsystem. Die Buchstaben stehen für Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz („Key“). Sie sind die subtraktiven Gegenstücke zu den additiven Primärfarben Rot, Grün und Blau (RGB). Während das additive RGB-System auf Licht basiert und Farben durch das Mischen von Rot, Grün und Blau erzeugt, funktioniert das CMYK-System durch das Absorbieren (Subtrahieren) von Licht.
CMYK wird vorwiegend beim Drucken verwendet. Da sich aus den drei Grundfarben nur schwerlich ein reines Schwarz erzeugen lässt, kommt als vierte Druckfarbe Schwarz hinzu. Das verbessert auch die Detailgenauigkeit und reduziert den Verbrauch der farbigen Tinten.
Umrechnung von RGB nach CMYK
Die Umrechnung von RGB zu CMYK beinhaltet mehrere Schritte, da RGB auf Licht, CMYK aber auf Pigmenten basiert.
C = 1 - R
M = 1 - G
Y = 1 – B
K = Min(C, M, Y)
C = (C - K) / (1 - K)
M = (M - K) / (1 - K)
Y = (Y - K) / (1 - K)
Diese Umrechnung ist oft näherungsweise, da die Farbräume von RGB und CMYK nicht vollständig übereinstimmen. Spezialisierte Software für Grafikdesign kann diese Umrechnung genauer vornehmen, insbesondere unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften von Druckfarben und Papier.
Für die Umrechnung einer Farbe mit den RGB-Werten (150, 75, 0) ergibt sich hieraus folgende Berechnung:
Zuerst werden die Werte in den Bereich von 0 bis 1 überführt:
R = 150 / 255 ≈ 0.588
G = 75 / 255 ≈ 0.294
B = 0 / 255 = 0
Anschließend wird von RGB in CMY umgerechnet:
C = 1 - R = 1 - 0.588 = 0.412
M = 1 - G = 1 - 0.294 = 0.706
Y = 1 - B = 1 - 0 = 1
Der Schwarzanteil (K) ist der kleinste der CMY-Werte:
K = Min(C, M, Y) = Min(0.412, 0.706, 1) = 0.412
Nun werden die endgültigen CMYK-Werte ermittelt:
C = (C - K) / (1 - K) = (0.412 - 0.412) / (1 - 0.412) = 0 / 0.588 ≈ 0
M = (M - K) / (1 - K) = (0.706 - 0.412) / (0.588) ≈ 0.5
Y = (Y - K) / (1 - K) = (1 - 0.412) / (0.588) ≈ 1
So ergeben die RGB-Werte (150, 75, 0) näherungsweise die CMYK-Werte (0, 0.5, 1, 0.412). Diese Berechnung ist vereinfacht. In der Praxis werden weitere Farbprofilanpassungen berücksichtigt, die in der professionellen Druckindustrie verwendet werden.
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