Farbe, Farbraum und HDR

Gamut: der Umfang der darstellbaren Farben

Ein Bildschirm erzeugt all seine Farben, indem er drei Primärfarben mischt, ein Rot, ein Grün und ein Blau. Im Farbdiagramm, das jede für das Auge sichtbare Farbe verzeichnet, bilden die drei Primärfarben ein Dreieck: Der Bildschirm kann die Farben in seinem Inneren darstellen und keine außerhalb. Dieses Dreieck ist sein Farbumfang, englisch Gamut.

Normen legen Referenzdreiecke fest, die Farbräume, damit ein Bild überall dieselben Farben meint.

• sRGB, 1996 definiert, ist der Farbraum des Webs, der Bürosoftware und der meisten Spiele und Alltagsfotos. Jedes Bild ohne andere Angabe gilt als sRGB.
• DCI-P3 stammt aus dem digitalen Kino. Es erweitert sRGB in Richtung gesättigterer Rot- und Grüntöne, um etwa ein Viertel mehr Fläche. Unter dem Namen Display P3 ist es der Farbraum neuerer Smartphones, der Apple-Geräte und von HDR-Video.
• Adobe RGB, 1998, erweitert sRGB in Richtung Grün und Cyan, um die Farben des Vierfarbdrucks abzudecken. Es ist der Farbraum der Fotografen, die drucken.
• Rec. 2020 ist der Container für ultrahochauflösendes Video. Kein Monitor deckt ihn vollständig ab; er ist eher ein Ziel als eine Spezifikation.

Datenblätter nennen den Anteil eines Farbraums, den der Bildschirm zeigen kann, „99 % sRGB“, „95 % DCI-P3“. Lesen Sie die Abdeckung, nicht das „Volumen“ oder die „relative Fläche“: Ein Bildschirm kann „125 % sRGB“ für sich beanspruchen, weil sein Dreieck insgesamt größer ist, und dabei einen Teil von sRGB selbst verfehlen.

Die Falle des erweiterten Farbraums

Ein Farbwert hat für sich genommen keine Bedeutung. „Rot 255“ heißt „das gesättigtste Rot des Farbraums, für den dieses Bild angelegt wurde“. Unverändert an einen Bildschirm mit erweitertem Farbraum (Wide Gamut) geschickt, wird daraus dessen gesättigtstes Rot, weit kräftiger als beabsichtigt. Hauttöne werden orange, Logos leuchten, jedes Foto sieht aus wie mit schwerer Hand retuschiert.

Das Farbmanagement verhindert das: Das System kennt das Profil des Bildschirms und rechnet jedes Bild aus seinem Farbraum in den des Panels um. macOS tut das für die gesamte Anzeige. Windows tut es nur in Anwendungen, die sich selbst darum kümmern (Foto- und Videosoftware, die meisten Browser); der Desktop, viele Spiele und viel Software schicken ihre Werte direkt ans Panel.

Zwei Schlüsse daraus. Für Büroarbeit, Web und Spiele zeigt ein auf sRGB begrenzter Bildschirm oder einer mit erweitertem Farbraum und einem ordentlichen sRGB-Modus, der seine Primärfarben zügelt, korrekte Farben ganz ohne Einstellung. Und ein erweiterter Farbraum ist nur dann ein Vorteil, wenn Ihre Arbeit ihn nutzt: P3-Video, Fotos, die für den Druck oder für neuere Smartphones entwickelt werden.

Genauigkeit: Delta E

Delta E (ΔE) misst den Abstand zwischen der verlangten und der dargestellten Farbe, in einem Raum, der so gebaut ist, dass gleiche Abstände gleich großen wahrgenommenen Unterschieden entsprechen. Die aktuelle Formel heißt ΔE 2000.

• ΔE unter 1: nicht wahrnehmbar, auch nicht im direkten Nebeneinander.
• ΔE zwischen 1 und 2: für ein geübtes Auge im direkten Vergleich wahrnehmbar.
• ΔE zwischen 2 und 4: auf nebeneinanderliegenden Farbfeldern auf einen Blick sichtbar.
• ΔE über 5: eine andere Farbe.

Hersteller werben mit einem durchschnittlichen „ΔE < 2“; der Maximalwert zählt ebenso sehr. Ernsthafte Farbmonitore werden mit einem individuellen Kalibrierprotokoll geliefert, gemessen an dem Gerät, das im Karton liegt. Dieses Blatt Papier ist mehr wert als jede Zahl auf der Produktseite.

Genauigkeit hat zwei weitere Voraussetzungen. Der Weißpunkt sollte D65 sein, ein Tageslichtweiß von 6500 K, und die Tonwertkurve ein Gamma von 2,2 (oder die sRGB-Kurve): Sie bestimmen die Neutralität der Grautöne und den Kontrast der Mitteltöne. Und die Gleichmäßigkeit (Uniformität) zählt: Ein Panel, das in der Mitte genau ist und in einer Ecke 10 % dunkler oder rosafarbener, taugt nicht für die Retusche. Monitore für die Farbarbeit bringen eine Gleichmäßigkeitskorrektur mit.

Farbtiefe

Mit 8 Bit pro Primärfarbe unterscheidet ein Bildschirm 256 Stufen für Rot, Grün und Blau: 16,7 Millionen Farben. Mit 10 Bit sind es 1024 Stufen: 1,07 Milliarden. Den Unterschied sieht man nicht in gewöhnlichen Bildern, sondern in Verläufen, einem Himmel oder einem weichen Schatten, wo 8 Bit sichtbare Stufen erzeugen können (Banding), vor allem in HDR, dessen größerer Helligkeitsumfang jede Stufe dehnt.

Viele „10-Bit“-Panels sind 8-Bit-Panels mit zeitlichem Dithering (8 Bit + FRC): Sie wechseln schnell zwischen zwei benachbarten Stufen, um die Zwischenstufe zu simulieren. Das Ergebnis kommt echten 10 Bit nahe und ist außerhalb der anspruchsvollsten Grading-Arbeiten völlig ausreichend.

Kalibrierung

Alle Bildschirme driften: Hintergrundbeleuchtungen vergilben, organische Dioden altern. Kalibrieren heißt, den Bildschirm mit einem auf das Panel gesetzten Kolorimeter zu messen, ihn auf ein Ziel hin einzustellen (Weißpunkt, Gamma, Helligkeit) und dann sein verbleibendes Verhalten in einem Profil festzuhalten, das Software mit Farbmanagement verwendet.

Bei gewöhnlichen Monitoren wendet die Grafikkarte die Korrektur an, was einige Tonwertstufen kostet. Monitore mit Hardwarekalibrierung speichern sie in der eigenen Elektronik, in einer Tabelle mit 14 oder 16 Bit: Keine Stufe geht verloren, und die Korrektur wandert mit dem Bildschirm von einem Computer zum nächsten.

Ein Kolorimeter kostet so viel wie eine gute Tastatur. Es ist unverzichtbar für Drucke und bezahlte Farbarbeit, überflüssig für die Büronutzung: Ein aktueller IPS-Monitor in seinem sRGB-Modus ist ab Werk genau genug für alles andere.

HDR: Helligkeit und Kontrast, nicht Farbe

Inhalte mit hohem Dynamikumfang (HDR, High Dynamic Range) kodieren Spitzlichter, die weit heller sind als Papierweiß, und Details in tiefen Schatten. Um sie richtig darzustellen, braucht es einen Bildschirm, der sehr hell und sehr dunkel zugleich sein kann, gleichzeitig und direkt nebeneinander: eine Spitzenhelligkeit von 600 bis 1000 Nits oder mehr und ein Schwarz, das daneben schwarz bleibt.

Die VESA-Zertifizierung DisplayHDR stuft Monitore nach der Zahl ein, die auf ihren Namen folgt, der Spitzenhelligkeit in Nits.

• DisplayHDR 400 verlangt 400 Nits und kein Local Dimming. Ein solcher Bildschirm nimmt ein HDR-Signal an und zeigt es mit dem Kontrast eines gewöhnlichen LCD: Das Bild ist oft schlechter als im Standardmodus. Das ist kein HDR in irgendeinem brauchbaren Sinn.
• DisplayHDR 600 verlangt irgendeine Form von Dimming, meist einige senkrechte Streifen. Die Wirkung ist wahrnehmbar, mit sichtbaren Lichthöfen.
• DisplayHDR 1000 und 1400 verlangen ein dichtes Local Dimming, in der Praxis eine Mini-LED-Hintergrundbeleuchtung. Hier wird HDR auf LCD überzeugend.
• DisplayHDR True Black 400 bis 600 ist die Skala für OLED: mäßige Spitzen, aber perfektes Schwarz, Pixel für Pixel. In einem abgedunkelten Raum übertrifft das Ergebnis LCDs mit weit höheren Zahlen.

Hinzu kommen die HDR-Formate: HDR10 ist universell, Dolby Vision und HDR10+ passen die Wiedergabe Szene für Szene an, HLG dient dem Rundfunk. Für Spiele und Filme ist HDR auf einem fähigen Bildschirm spektakulär. Für die Schreibtischarbeit bringt es nichts, und der Windows-Desktop wirkt im HDR-Modus oft ausgewaschen: Lassen Sie es außerhalb der dafür produzierten Inhalte ausgeschaltet.

Worauf Sie achten sollten, je nach Nutzung

• Büro, Web, Code: 99 % sRGB-Abdeckung, mehr nicht. Ein erweiterter Farbraum ist ohne sRGB-Modus nutzlos.
• Fotografie für den Bildschirm, Design: 99 % sRGB und 95 % DCI-P3, durchschnittliches ΔE unter 2, Kalibrierprotokoll, Gleichmäßigkeitskorrektur.
• Fotografie für den Druck: 99 % Adobe RGB, Hardwarekalibrierung, eine Lichtschutzblende, wenn der Raum hell ist.
• Video: 98 % DCI-P3, 10 Bit; für das HDR-Grading Mini-LED mit DisplayHDR 1000 oder OLED.
• Spiele: sRGB-Genauigkeit mit einem sRGB-Modus; für HDR OLED oder Mini-LED mit mindestens tausend Zonen.

Farbe hängt auch von dem Panel ab, das sie erzeugt: Kontrast und Blickwinkelstabilität jeder Technik stehen im Kapitel Paneltypen.