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    Farbwiedergabeindex (Ra) CRI und TLCI (aktualisiert)

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    colorchecker Farbwiedergabeindex Ra CRI und TLCI

    Warum achten wir beim Kauf einer Kamera auf höchste Qualität aber nicht beim Kauf von Lichtquellen?

    In diesem Artikel geht es nicht Farbmanagement, sondern um die Grundlage für eine richtige Farbdarstellung aufgrund der verwendeten Lichtquelle. Wer schon mit dem Farbwiedergabeindex (Ra) englisch Colour Rendering Index (CRI) vertraut ist, kann direkt zum aussagekräftigeren TLCI springen.

     

    Der Farbwiedergabeindex (Ra), engl. Colour Rendering Index (CRI), steht für die Lichtqualität von Dauerlichtquellen wie z.B. LED-, HMI-, Halogen- und Glühlicht.

    Ihr seit wahrscheinlich schon öfters über den Farbwiedergabeindex Ra oder CRI gestolpert und es handelt sich um eine sehr wichtige Angabe für Dauerlichtquellen, insbesondere wenn es sich nicht um klassisches Glühlicht handelt. Doch wozu ist diese Angabe wirklich da?

    Wie immer der Versuch einer möglichst einfachen Erklärung, ohne den Anspruch auf wissenschaftliche Korrektheit. Das Sonnenlicht deckt ein bestimmtes Farbspektrum ab und wir können mit unseren Augen einen Teilbereich davon erkennen. Wir sind es auch gewohnt Farben so zu sehen, wie wir sie sehen.

    Bei künstlichen Lichtquellen wird eine identische Farbverteilung wie dem Referenzlicht, dem Tageslicht der Sonne angestrebt, damit wir das Licht als natürlich wahrnehmen und z.B. der blaue Pullover auch im geschlossenen Räumen immer noch dasselbe Blau hat. Jeder war sicher schon einmal in einer Diskothek oder auf einem Konzert, wo bewusst mit farbigem Licht als Gestaltungsmittel gearbeitet wird und weiß um die Veränderungen bei farbigem Licht.

    In unserem Fall geht es aber „nur“ um weißes Licht und auch hierbei gibt es deutliche unterscheide in der Qualität und der Farbigkeit. Die Farbtemperatur also ob z.B. ca. 5.500 Kelvin für Tages- und Blitzlicht oder 3.200 Kelvin für Kunstlicht ist hierbei noch nicht einmal gemeint.

    Unser Gehirn modifiziert das vom Auge Gesehene, denn das Bild auf der Netzhaut steht auf dem Kopf und wird automatisch vom Gehirn umgedreht. Aber auch andere Dinge in unserer Wahrnehmung können vom Gehirn automatisch angepasst und sogar verändert werden, wie der folgende Exkurs zeigt.

    Bei der Entwicklerkonferenz F8 von Facebook gab es einen wirklich interessanten Beitrag. Für uns spielt in diesem Beitrag die Farbdarstellung die entscheidende Rolle, also das Beispiel mit den Händen und den Würfeln.

    Farbe wie wir sie wahrnehmen und wie sie wirklich ist, kann also durchaus unterschiedlich sein.

    Grundsätzlich achten wir beim Kauf einer Kamera darauf, dass diese einen hochwertigen Sensor hat, um möglichst viele Helligkeitswerte und Farbabstufungen aufnehmen zu können.

    Bei der Wahl der Lichtquelle achten viele nicht darauf, ob auch die Lampe das sichtbare Farbspektrum abbilden kann. Unsere Motive reflektieren nur das Licht, aber wenn es im Spektrum Lücken gibt, kann da auch nichts reflektiert werden und der Sensor kann auch keine Informationen für diese Lücken bekommen.

     

    Kamerasensor

    Auch der Kamerasensor hat seine individuelle Sicht auf das Motiv und interpretiert die Farb- und Helligkeitsinformationen, die im Idealfall die „Realität“ abbilden soll.

    Wenn wir mit künstlichen Lichtquellen Arbeiten, deren Farbwiedergabequalität schlecht ist, passiert etwas ähnliches wie im gezeigten Film und die Farben werden verfälscht aufgenommen. Leider ist die Verfälschung bei jedem Kamerasensor anders.

    Nicht aufgenommen Farbwerte können in der Nachbearbeitung nicht modifiziert werden, da diese als Lücke im Spektrum fehlen. Bei einem kompletten Farbspektrum kann, durch den nachträglichen Weißabgleich von RAW-Daten, die Farbtemperatur ohne Probleme verschoben werden. Wenn die Farben aber nicht aufgenommen wurden, dann hilft RAW auch nicht wirklich weiter.

    Wenn man jetzt beispielsweise Halogen- mit LED-Licht mischen möchte und nutzt LEDs mit geringem CRI, bekommt man ein katastrophales Bild, welches meistens einen grünlichen Farbstich hat. Der folgende Film zeigt schon im Titelbild, was bei einem geringen CRI passiert und das reicht an dieser Stelle auch schon zur Visualisierung aus.

     

    Farbwiedergabeindex CRI

    Für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen und Gebäuden gibt es Richtlinien zur nötigen Helligkeit und auch zur Definition der Farbqualität. Durch die Einführung energiesparender Leuchtstofflampen in den 1960er Jahren gab es jetzt neue Lichtquellen, die allerdings ein anderes Farbspektrum hatten.

    Aus diesem Grund wurde der Farbwiedergabeindex (RA) eingeführt, in welchem die Lichtquellen auf ihre Farbwiedergabe überprüft wurden. Der CRI-Wert beschreibt die Qualität einer Lichtquelle und ihr abgegebenes Lichtspektrum. Dies wird anhand von 14 Testfarben und ihrer Darstellung bei Verwendung der unterschiedlichen Lichtquellen überprüft.

    Es gibt folgende Klassifizierung:

    Farbwiedergabeindex Stufe 1A  CRI/Ra >90

    Farbwiedergabeindex Stufe 1B CRI/Ra 80-89

    etc.

     

    Dieser CRI-Wert wurde dann auch als ein Qualitätsindikator in der Filmschaffenden Industrie übernommen.

    Der Maximalwert beträgt 100 und alles was nicht in der Stufe 1A ist, kann man für Fotografie und Film nicht wirklich gebrauchen. Glühlicht hat übrigens einen CRI-Wert von ca. 100. Dank der Energiesparverordnung verschwindet diese Art von Beleuchtung leider.

    Bei LED-Lichtquellen und digitalen Bildsensoren kommt hinzu, dass die Sensoren völlig unterschiedlich und nahezu unberechenbar auf diese Spektrumslücken reagieren und das Bild beispielsweise einen Grünstich bekommt. Das Mischen von unterschiedlichen Lichtquellen ist so ein Problem, was auch nicht durch einen manuellen Weißabgleich gelöst werden kann.

    Daher wird es Zeit für einen neuen Standard, denn 14 Testfarben lassen bei 16,7 Millionen möglichen Farben eines 24 Bit – RGB – Bildes zu viele Farbabstufungen unberücksichtigt.

    Bei einer Farbtiefe von 36 Bit also 12 Bit pro Farbkanal kommt man schon auf 68.719.476.736 mögliche Abstufungen. Und bei 48 Bit sind es 281.474.976.710.656, wie gut, wenn davon 14 Farben überprüft worden sind ;-)

     

    Television Lighting Consistency Index (TLCI)

    Es kann durchaus vorkommen, dass eine Lichtquelle mit einem eigentlich hohen CRI von 90 beispielsweise Hauttöne, nicht korrekt abbilden kann. Deswegen gibt es Bemühungen für einen neuen Standard, der für die Anforderungen im Film- und Fotobereich gedacht ist.

    Ein Interview mit Alan Roberts beschreibt, warum er basierend auf Untersuchungen der BBC eine aussagefähigere Testmethode und Bewertung in Zusammenarbeit mit der Europäischen Broadcasting Union (EBU) geschaffen hat, den Television Lighting Consistency Index 2012 (TLCI), der allerdings noch kein internationaler Standard ist. (zum EBU Technical Review (Werbung))

    Auch in der Fotografie ist natürlich die richtige Farbwiedergabe der Lampe eine Grundlage für gute und reproduzierbare Ergebnisse.

    Anbei ein Interview mit Alan Roberts (es wurde auf der BVE 2015 aufgenommen).

     

    Wer das Thema vertiefen möchte, findet unter folgendem Link mehr zum TLCI, unter anderem ist auf der Seite ein ausführliches PDF-Dokument verlinkt.

    http://www.gtc.org.uk/tlci-results.aspx (Werbung)

     

    Die TLCI Ergebnisse der untersuchten Lichtquellen nach Marken sortiert

    Die Kürzel bedeuten grob:

    CCT (correlated colour temperature) entspricht der Farbtemperatur

    d (Distanz), bei Werten größer als 1, sind die Messergebnisse nicht zuverlässig

    Qa – Das ist der TLCI-Wert, je höher desto besser.

     

    Zur Übersicht der getesteten Lichtquellen:

    http://www.gtc.org.uk/tlci-results/tlci-results-new-format.aspx (Werbung)

     

    Fazit:

    Wer mit modernen Lichtquellen wie LED arbeiten möchte, sollte nicht nur auf den CRI-Wert achten, sondern auch den TLCI berücksichtigen.


    LED-Leuchten im Vergleich

    Aktualisiert am: 21. April 2017 (Original Post 7. Mai 2015)

    Ein  hoher Wert im Farbwiedergabindex  und welche Farben die Lampen wirklich wiedergegeben haben.

    Auch 2 Jahre nach dem Post sind LED Leuchten immer noch extrem unterschiedlich. Anbei verlinke ich einen Artikel wo 28 Leuchten (von ca 600 bis 10.000 $) mit einer Referenz (Sonne für Tageslicht, Arri 1kw Stufenlinse für Kunstlicht) verglichen werden. Man kann neben den Messwerten, einen Eindruck gewinnen, dass trotz hohen RA Wert die Farbwiedergabe (Color) zu verschiedenen Ergebnissen führt. Die Berechnung des Wertes im Farbwiedergabindex und dem was man sieht ist teilweise zweierlei. Daher dient das Auge manchmal doch als besseres Vergleichsinstrument als nur eine Zahl im Farbwiedergabeindex.

    http://nofilmschool.com/2017/04/2017-led-light-shootout (Werbung)

     


    siehe auch: Dauerlicht Fotografie

    Monitor kalibrieren

     

    mehr Informationen

     

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    Ein Kommentar
    1. Avatar

      Tom

      30. August 2015 at 22:40

      Toll, endlich ein Artikel in deutsch zum Thema TLCI.
      Eine Blogbeitrag zum Thema einer TLCI-Lichtmessung findet sich unter http://www.ledclusive.de/blog/led-shop/tlci-colorchecker (Werbung)

      Viel Spass beim Lesen.
      Vielleicht können wir uns hierzu mal austauschen?
      beste Grüße,
      Tom

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