Ändern der Farbe durch eine einzige Einstellung: Die Farbtemperatur auf einem LCD-Monitor näher betrachtet

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Farbtemperatur, ein Parameter von entscheidender Bedeutung bei der Anpassung der Bildwiedergabe. Während die Farbtemperatur die Bildwiedergabe eines LCD-Monitors entscheidend beeinflusst, verwenden viele Anwender trotzdem zumeist nur die Standardeinstellungen. Mit einem besseren Verständnis für die Bedeutung der Farbtemperatur können Sie die Bildwiedergabe  des LCD-Monitors besser anpassen.

Die meisten derzeit erhältlichen LCD-Monitore bieten Funktionen zur Kalibrierung der Farbtemperatur in ihren OSD-Menüs an. Da die Einstellungen der Farbtemperatur die Farbwiedergabe auf einem LCD-Monitor signifikant beeinflussen, sollten Sie zur Darstellung eines Bildes mit einer geeigneten Farbgebung die korrekte Farbtemperatur einstellen.

Wir werden zunächst kurz die Bedeutung der Farbtemperatur erläutern. Die Farbtemperatur bezieht sich auf die Farbe des Lichtes, die als Standardindex zur Steuerung der Farbbalance bei einer Reihe von Produkten dient, darunter Monitore, Kameras und Beleuchtungseinrichtungen. Die Farbtemperatur wird als absolute Temperatur in der Einheit Kelvin (K) angegeben, nicht in der Einheit Grad Celsius (°C), die für die Angabe der Temperatur von Luft oder von anderen Materialien verwendet wird. Auch wenn uns Kelvin weniger vertraut ist als Grad Celsius, sollte dies kein Problem darstellen, wenn wir die zwei folgenden wesentlichen Punkte im Hinterkopf behalten: Je niedriger der Kelvinwert für die Farbtemperatur, desto rötlicher wird ein weißer Gegenstand erscheinen, und je höher die Farbtemperatur, desto bläulicher wird der weiße Gegenstand aussehen.

Die untenstehenden Tabellen zeigen eine grobe Übersicht der Farbtemperatur für verschiedene Lichtquellen einschließlich Sonnenlicht. Niedrigere Farbtemperaturen entsprechen einem rötlicheren Licht, während höhere bläulicheres Licht bedeuten. Die meisten Fotografen, die Bilder mit DSLR-Kameras aufnehmen, könnten ihre Weißbalance auf 5.000 - 5.500 K einstellen. Da Tageslicht eine Farbtemperatur von 5.000 - 5.500 K hat, wird es durch das Festlegen der Weißbalance auf diese Zahl möglich, Fotos mit einer fast wie vom Auge wahrgenommenen Farbwiedergabe zu schießen.

Dass Farbe als Temperatur ausgedrückt werden kann, ergibt sich aus dem Zusammenhang zwischen der Lichtfarbe und der Temperatur von Gegenständen, wenn sie auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Hier werden wir nun kurz auf die fachliche Definition der Farbtemperatur eingehen. Stellen Sie sich zunächst einen Körper vor, der Wärme und Licht vollständig absorbieren und dann diese Energie wieder abstrahlen kann. Diesen Körper (ein idealer Körper, der nicht in der Realität vorkommt) nennt man schwarzen Körper oder idealen Strahler. Nehmen wir zweitens an, dieser schwarze Körper strahlt Licht ab, wenn er erhitzt wird, und weiterhin, dass Wellenlänge und Lichtspektrum von seiner Temperatur abhängen. Nehmen wir drittens an, dass die Temperatur des schwarzen Körpers, die bei Abstrahlung einer bestimmten Lichtfarbe gemessen wird, auch verwendet wird, um diese Farbe zu beschreiben. Auf diese Weise wird die Farbtemperatur definiert.

Jeder Körper strahlt bei Erhitzung auf hohe Temperaturen unterschiedliche Lichtfrequenzen ab, aber die Temperatur, bei der das Licht jeweils eine bestimmte Farbe annimmt, ist von Körper zu Körper unterschiedlich. Aus diesem Grunde handelt es sich bei dem schwarzen Körper um einen idealisierten Körper, der zur Erzeugung von Standardwerten verwendet wird, indem die spezifischen Farben des abgestrahlten Lichtes bestimmten Temperaturwerten zugeordnet werden. Zu diesem komplexen Thema gibt es weiterführende physikalische und mathematische Erklärungen, die wir aber nicht in ihrer ganzen Tiefe verstehen müssen, um die Farbtemperatur bei einem LCD-Monitor einstellen zu können. An dieser Stelle möchten wir Leser mit tiefer gehendem Interesse ermuntern, sich in entsprechenden Nachschlagewerken weiter zu informieren.

Wie eingangs erwähnt, kann bei den meisten modernen LCD-Monitoren die Farbtemperatur mithilfe des OSD-Menüs angepasst werden. Wie zu erwarten ist, bewirkt eine Verringerung der Farbtemperatur auf dem Bildschirm eines LCD-Monitors einen zunehmend rötlichen Farbeindruck, während eine Erhöhung der Farbtemperatur einen zunehmenden Blaustich verursacht. Die Menüelemente zur Anpassung der Farbtemperatur sind von Gerät zu Gerät unterschiedlich. Einige bieten Auswahlmöglichkeiten wie "blau" und "rot" oder "kalt" und "warm" an, andere hingegen verfügen über ein Auswahlmenü mit numerischen Werten wie 6.500 K oder 9.300 K. 

Lauten die Optionen für die Auswahl der Farbtemperatur "blau" und "rot" oder "kalt" und "warm", denn wählen Sie "rot" oder "warm", um die Farbtemperatur zu verringern bzw. "blau" oder "kalt", um sie zu erhöhen. Während diese Variante der Benennung zwar nah am Verständnis orientiert ist, wie die Farbe Weiß durch das Auge wahrgenommen wird, kann es bei ihr aber Schwierigkeiten bereiten, den Monitor auf eine konkrete Farbtemperatur zu kalibrieren, da hier keine ausdrücklichen Kelvinwerte zur Auswahl stehen. 

Es ist durchaus hilfreich, bei der Anpassung der Bildqualität eines LCD-Monitors die genauen Kelvinwerte angeben zu können. So können Sie bei den meisten LCD-Monitoren von EIZO aus über 14 verschiedenen Stufen auswählen (in 500-K-Intervallen von 4.000 bis 10.000 K und zusätzlich 9.300 K). Dies ist Präzision der Spitzenklasse. Bei einigen anderen LCD-Monitoren kann eine Kalibrierung der Farbtemperatur anhand von Kelvinwerten vorgenommen werden. Die meisten bieten dabei jedoch deutlich weniger Auswahloptionen im OSD-Menü: beispielsweise 5.000, 6.500 und 9.300 K.

Wir haben zuvor die Grundlagen erörtert, die notwendig sind, um die korrekte Farbtemperatur für die beabsichtigte Anwendung einzustellen. Für professionelle Benutzer und fachkundige Privatanwender hat die Farbwiedergabe einen beträchtlichen Einfluss auf die Endqualität ihrer Arbeit. Deshalb ist es für sie bei der Bildbearbeitung von digitalen Fotos oder der Farbkalibrierung für Druck und Videobearbeitung entscheidend, die Farbtemperatur von LCDs mit größerer Genauigkeit einstellen zu können. Wenn es zwischen der Ausgabe bei der Bildbearbeitung und der Farbwiedergabe im Druck Farbabweichungen gibt oder wenn Farben bei der Wiedergabe von Videos auf einem anderen Computer unnatürlich erscheinen, kann dies nicht nur die Arbeit an sich beeinträchtigen, sondern auch die Effizienz der Bildverarbeitung beträchtlich vermindern.

Um auf diese Anforderungen entsprechend einzugehen, muss ein LCD-Monitor das Farbmanagement mittels Hardwarekalibrierung unterstützen. Ein Hardwarekalibrierungssystem verwendet einen Farbsensor, um die Farbwiedergabe auf dem Bildschirm zu messen und steuert direkt die Look-Up-Tabelle (LUT) des LCD-Monitors. Dadurch können nicht nur Unterschiede in der Farbtemperatur ausgeglichen werden, die auf Unterschiede zwischen einzelnen LCD-Monitoren oder auf ein veraltetes Display zurückzuführen sind. Darüber hinaus gelingt so eine genaue Farbwiedergabe – eine wichtige Funktion für die Farbverwaltung. 

Anhand eines LCD-Monitors von EIZO, der für sein hochpräzises Farbmanagement bekannt ist, werden wir nun die Wissensgrundlagen und die Spezialwerkzeuge kurz erläutern, die für das Arbeiten mit Farbtemperaturen auf fortgeschrittenem Niveau erforderlich sind. Wir empfehlen die nachstehenden Artikel für weitere Informationen zu Hardwarekalibrierung, Farbraum und Look-Up-Tabellen.

Mit ColorNavigator ermöglicht Ihnen die ColorEdge-Serie ein erweitertes Farbmanagement.

EIZO stellt mit der ColorEdge-Serie LCD-Monitore mit Farbmanagementfunktionen bereit. Alle Modelle der ColorEdge-Serie unterstützen Hardwarekalibrierung. Damit können Sie alle Einstellungen der Farbwiedergabe detailliert verwalten, einschließlich der Farbtemperatur und des Farbraums.

Die ColorNavigator-Software ist speziell auf ein erweitertes Farbmanagement zugeschnitten und wird zu allen Modellen der ColorEdge-Serie mitgeliefert. ColorNavigator bietet ein breites Spektrum an Funktionen, darunter die Möglichkeit, die Farbtemperatur des LCD-Monitors mit dem Weißton eines bestimmten Papiers in Einklang zu bringen. Mithilfe eines Farbsensors (separat erhältlich) kann der Benutzer den Weißpunkt des Papiers messen und diesen bei der Hardwarekalibrierung des LCD-Monitors als Weiß definieren. So werden die Weißtöne von Monitor und Papier exakt aufeinander abgestimmt, damit die Farben auf dem Bildschirm möglichst exakt denen der Ausdrucke entsprechen.
 
ColorNavigator bietet zudem eine erweiterte Funktion zur Emulierung jedes beliebigen Farbraums. Dadurch können Sie mithilfe eines breiten Farbraumspektrums den AdobeRGB-, sRGB- oder NTSC-Farbraum mit hoher Präzision darstellen. ColorNavigator kann auch so eingestellt werden, dass Farbräume auf Grundlage vorhandener ICC-Profile emuliert werden, anstatt sich auf die voreingestellten Farbraumparameter der Software zu stützen. Bei gewerblichen Anwendungen können Sie den Farbproof-Workflow optimieren, indem Sie die LCD-Monitore des Kunden mithilfe ihrer ICC-Profile emulieren und so die Farbwiedergabe des Kundenmonitors auf einem ColorEdge-Monitor reproduzieren.
 
ColorNavigator verfügt zudem über Funktionen, mit denen Sie ganz einfach eine regelmäßige Hardwarekalibrierung ihrer LCD-Monitore durchführen und mithilfe präziser manueller Korrekturen eine exakte Farbwiedergabe beibehalten können. Da sich die Bildschirmhelligkeit und Farbwiedergabe eines Monitors über die Jahre verändern, verändert sich auch die Farbtemperatur. Bei Anwendungen, für die eine exakte Farbwiedergabe maßgeblich ist, reicht das bloße Übernehmen vorgegebener Farbtemperatureinstellungen nicht aus. Es ist sinnvoll, ungefähr einmal im Monat eine Hardwarekalibrierung durchzuführen.

Die Modelle der ColorEdge-Serie können jeweils mit einer eigenen, mit schwarzem Filz gefütterten, reflektionsmindernden Spezialschutzhaube ausgestattet werden.

Zusätzlich zur Anpassung der LCD-Monitore mit speziellen Werkzeugen wie ColorNavigator sollte auch die Beleuchtung am Arbeitsplatz und die Möglichkeit zur Verwendung von Lichtschutzhauben genau geprüft werden.
 
An den meisten Arbeitsplätzen werden Leuchtstoffröhren verwendet. Einige Leuchtstoffröhren sind für die Arbeit mit Farbe geeignet, andere nicht. Der Großteil der allgemein verkauften Leuchtstoffröhren ist für die Arbeit mit Farben nicht geeignet. Gewöhnliche Leuchtstoffröhren besitzen stark unausgewogene Beleuchtungsspektren. Die Farbabweichung wird beim Vergleich des LCD-Monitorbildschirms mit dem Papier ohne Weiteres sichtbar. Exakt ausgedruckte Farben könnten unter dem Licht von Leuchtstoffröhren beispielsweise grünlich wirken.
 
Für die Arbeit mit Farbe geeignet sind die sogenannten Leuchtstoffröhren mit hohem Farbwiedergabeindex oder Leuchtstoffröhren für die Farbbeurteilung. Diese Lampen bieten Lichtspektren ähnlich denen der Sonne und erzeugen eine sehr geringe Farbabweichung zwischen dem Bildschirm des LCD-Monitors, den Ausdrucken auf Papier und der Farberkennung durch das menschliche Auge. Die Farbwiedergabe beschreibt die Farbe, die ein Gegenstand bei bestimmten Lichtverhältnissen aufzuweisen scheint. Die Farbwiedergabeleistung wird mithilfe des durchschnittlichen Farbwiedergabeindex (Ra) angegeben. Ein Ra-Wert von 100 bedeutet, dass die Lichtverhältnisse dem natürlichen Licht entsprechen. Je höher die Ra-Werte liegen, desto besser ist die Farbwiedergabeleistung. Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) empfiehlt, Leuchtstofflampen mit einem Ra-Wert von 90 oder höher für Orte zu verwenden, an denen Kunstwerke betrachtet oder Farben beurteilt werden.
 
Die meisten Leuchtstofflampen mit hohem Farbwiedergabeindex sind Röhren und daher ohne weitere Modifikation ungeeignet für die Verwendung in Haushalten. In diesen Fällen empfehlen wir Dreibanden-Leuchtstofflampen, die mit einer relativ hohen Farbwiedergabeleistung für Leuchtstofflampen überzeugen und problemlos im Handel erhältlich sind. Um herauszufinden, ob sich bei einer Leuchtstofflampe um ein Dreibanden-Modell handelt, genügt ein Blick in die technischen Daten. Für die Beurteilung von Ausdrucken ist im Hinblick auf die Farbtemperatur der Leuchtstofflampe selbst eine Tageslichtlampe (4.600–5.400 K) ideal.
 
Eine LCD-Lichtschutzhaube wird oben und seitlich am LCD-Monitor angebracht, um die Auswirkungen der Umgebungsbeleuchtung auf das Bildschirmdisplay zu verringern und bei der Arbeit die tatsächlich angezeigten Monitorfarben wahrnehmen zu können.