RGB-Farbraum

Rot Grün Blau (englisch Red Green Blue) ist ein additives Farbmodell, bei dem sich die Grundfarben zu Weiß addieren (Lichtmischung). Eine Farbe wird durch drei Werte beschrieben: den Rot-, den Grün- und den Blauanteil. Jeder Farbanteil kann zwischen 0% und 100% variieren.

Der RGB-Farbraum hat die Form eines Würfels:

[Bild:] Bild:RGB_farbwuerfel.jpg

Grundlagen

Der Aufbau des RGB-Farbraums entspricht den Erkenntnissen aus Theorien und Forschung über die Farbwahrnehmung. Siehe auch Dreifarbentheorie

Das farbige Feld steht symbolisch für alle für das menschliche Auge sichtbaren Farben. (CIE-Normvalenzsystem nach Rösch).

• Die graue Linie kennzeichnet symbolisch den CMYK-Farbraum,
• die schwarze den RGB-Farbraum,

welche sich innerhalb des parabelförmigen CIE-Lab-Farbraumes befinden.

Über ICC-Profile werden den Farbeingabe- und Farbausgabegeräten, z.B. Monitor, Scanner, Drucker etc. die jeweils passenden Farbräume zugeordnet.

Anwendung

Das Prinzip wird bei Farbbildschirmen eingesetzt.

In der Computertechnik wird häufig jeweils ein Byte für einen Farbanteil verwendet. Der Wertebereich jeder einzelnen Farbe reicht von 0 bis 255, wobei 0 für die geringste und 255 für die höchste Stärke steht. Folglich können für jede Farbe 256 Abstufungen angegeben werden. Es können also 256*256*256 = 16.777.216 unterschiedliche Farben dargestellt werden. Diese Darstellung wird auch als True Color bezeichnet. Seit Mitte der 1990er Jahre können Grafikkarten True Color darstellen.

Aktuelle Bildbearbeitungssoftware unterstützt auch Farbkanäle mit 16 Bit (0 bis 65535), wobei dies hauptsächlich zur Minimierung von Rundungsfehlern bei den verschiedenen Filterfunktionen genutzt wird.

Die Farbbeschreibung im HTML-Code erfolgt im RGB-Farbraum. Die Farben werden in der Form #RRGGBB angegeben. Dabei bezeichnen RR, GG und BB jeweils den Rot-, Grün- und Blauanteil der Farbe in hexadezimaler Schreibweise. Die Werte können folglich von hexadezimal 00 (=0 dez.) bis FF (=255 dez.) variieren.

(Es sind neben der Darstellung mit 2 Hexadezimalziffern pro Grundfarbe noch Darstellungen mit 1, 3 oder 4 Hexadezimalstellen möglich.)

Will man also dem Bildschirm mitteilen, er soll "nichts tun", also schwarz sein, schreibt man für alle Grundfarben die NULL: #000000 - soll er dagegen weiss sein, schreibt man für alle Grundfarben die 255 bzw. f f: #ffffff, siehe auch Farbtabelle

Bei digitalen Bilddaten eignet sich der RGB-Farbraum ausschließlich für die Darstellung am Bildschirm. Bilddaten, die für den professionellen Druck (z.B. Offsetdruck, Siebdruck, Digitaldruck) genutzt werden sollen, müssen im CMYK-Farbmodell dargestellt werden.

Das RGBA Farbmodell ist eine Erweiterung des RGB Modells auf den Kanal Alpha. Diese Komponente bestimmt die Transparenz eines Pixels. Wird ein Bild mit einem neuen Bild überschrieben, fliessen die Informationen des Urbildes mit in das neue Bild ein. Die Alphakomponente bestimmt also, wie durchsichtig das entsprechende Pixel ist.

Grenzen

Neben wahrnehmungsphysiologischen Problemen

• Nicht alle Farbeindrücke können im RGB-Farbraum wiedergegeben werden (einige Farben - insbesondere Spektralfarben - würden negative Koeffizienten benötigen, die aber natürlich nicht möglich sind - weniger als kein Licht einer Farbe gibt es nicht)
• die Farbwahrnehmung ist nicht von der absoluten Helligkeit unabhängig
• Farbwahrnehmung ist nicht überall auf der Netzhaut gleich, periphere Bereiche sehen deutlich anders als das zentrale Gesichtsfeld
• Farbwahrnehmung hängt von der Umgebung ab (siehe Weißabgleich und Wahrnehmungstäuschungen)
• genetische Unterschiede beim Farbsehen.

Es gibt noch zwei technische Angaben, die für eine exakte Wiedergabe eines Farbtones erforderlich sind:

• Definition der exakten Farben der Farben Rot, Grün und Blau (z.B. im CIE-Farbraum)
• Abhängigkeit zwischen Spannung/Wert einer Farbe und abgegebener Lichtleistung (angenähert durch Gamma bzw. genaue Angabe durch eine Funktion)

Diese beiden Dinge sind z.B. schon in Amerika (FCC, ATSC) und Europa (EBU) unterschiedlich definiert.

Wenn der genaue Farbraum des Aufnahmesystems und des Wiedergabesystems bekannt und konstant ist,kann durch eine Umrechnung des Farbraumes eine dem Original weitgehend angenäherte

Darstellung erreicht werden.

Probleme bereiten Displays, die z.B. richtungs- oder temperaturabhängige Farbdarstellung aufweisen.

Die Definition einer Farbe durch drei Farbwerte kann die falsche Erwartung wecken, eine Farbe sei dadurch in ihrer Wahrnehmung absolut bestimmt. Tatsächlich ist die Farbwirkung einer numerisch bestimmten RGB-Farbe abhängig vom jeweiligen technischen System, das diese Farbe wiedergibt oder aufnimmt. Die Farbwerte 100% Rot, 50% Grün und 0% Blau ergeben zwar stets ein Orange, dieses Orange kann aber auf verschiedenen Wiedergabegeräten (z.B. CRT und TFT) sehr unterschiedlich aussehen.

Um vorhersagbare Farben in RGB-Systemen zu erhalten, ist der Einsatz von Farbkorrektur nötig. Hierbei finden Farbprofile Verwendung, die das Aussehen der Farben beschreiben und damit für verschiedene Geräte umrechenbar machen. Typische Farbprofile für RGB sind sRGB (small RGB) für allgemeine Computerperipherie wie Monitore und Digitalkameras und ECI-RGB für den Einsatz im grafischen Gewerbe (z.B. professionelle Bildbearbeitung). Siehe auch European Color Initiative.

Siehe auch: YUV-Farbmodell, HSV-Farbraum, Wikipedia:Farbtabelle, Farbwahrnehmung

Weblinks

• Verschiedene Farbtafeln mit den RGB-Farben
• RGB-Farbmixer Java Applet
• RGB Farbtabelle - Englisch