RGB-Farbraum – drei Grundfarben für die Bildschirmwiedergabe!

Der RGB-Farbraum ist die Grundlage zur Darstellung von Farben auf Bildwiedergabegeräten wie Monitoren, Displays oder Videoprojektoren. Das sind beispielsweise Computer, Oszilloskope, Scanner, Mobiltelefone, digitale Fotoapparate oder Fernseher. Im RGB-Modell wird der Eindruck der Farbe durch das Mischen aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau erzeugt. Das farbdarstellende Gerät hat eine Vielzahl an jeweils drei zusammengehörenden Lichtquellen (rot, grün, blau) und bündelt bzw. überlagert deren Licht zu Bildpunkten, den Pixeln. Wir Menschen nehmen sie als Farbe wahr. Das Prinzip beruht auf der Dreifarbentheorie. Sie besagt, dass unsere Augen drei verschiedene Typen von Rezeptoren mit unterschiedlichen Absortionsspektren haben und diese Komponenten unser Farbempfinden hervorrufen. Dabei nehmen wir Farben als Licht bestimmter Wellenlängen wahr. Für uns sichtbar sind elektromagnetische Strahlungen zwischen 380 und 780 Nanometer Wellenlänge. Diese Spektralfarben vermischen sich additiv zu neuen Farbeindrücken; deutlicher drückt es das Wort „Lichtmischung“ aus.

Ein anschauliches Beispiel für additive Farbmixe sind Scheinwerfer aus der Eventtechnik oder dem Theater: Wenn sich rote, grüne und blaue Lichtkegel überschneiden, entstehen neue Farben; treffen sich alle drei, erscheint das Licht weiß.

Was ist der RGB-Farbraum?

Der RGB-Farbraum nutzt als Basis die drei Farben „R“ wie Rot/Red, „G“ wie Grün/Green und „B“ wie Blau/Blue. Mit diesen Primärfarben lassen sich fast alle für uns Menschen sichtbaren Farbreize nachbilden. Dafür werden unterschiedliche Mengen (Intensitäten) an rotem, grünem oder blauem Licht eingesetzt. Bei Mischung von jeweils zwei Primärfarben entstehen die sogenannten Sekundärfarben. So ergibt

Rot + Grün -> Gelb

Grün + Blau -> Cyan

Rot + Blau -> Magenta

Treffen Rot und Grün und Blau zusammen, ergibt sich Weiß.

Wie werden Farben in RGB-Werten angegeben?

Farbdarstellende bzw. selbstleuchtende Geräte machen sich die Dreifarbentheorie zunutze. Sie setzen Leuchtstoffe (Phosphore) ein, die mit einem Anregungsstrahl aus Elektronen zur Lichtabgabe angeregt werden. Dabei ist es unerheblich, ob der Farbkanal digital oder analog angesteuert wird. Übliche Wertangaben sind Zahlentripel aus Dezimalzahlen oder Hexadezimalzahlen. Letztere werden in der Digitaltechnik zur Darstellung von Bits verwendet wird. Welche Angabe benutzt wird, liegt an der Anwendungsart und der verwendeten Technik.

Wieviele Farben gibt es im RGB-Farbraum?

Standard-Speichermedien arbeiten mit 8 Bit Informationsgehalt. Dementsprechend hat ein Computer-Monitor für jeden Bildpunkt eine Farbtiefe von 3 x 8 Bit und kann jede der drei Grundfarben in 256 Abstufungen darstellen. Bei drei Farbkanälen ergeben sich daraus 256³ Farbkombinationen, somit mehr als 16,7 Millionen Farben. Im Vergleich dazu kann ein Mensch theoretisch 2,3 Millionen Farbtöne unterscheiden. Speichermedien, die mit 16 Bit pro Kanal ausgestattet sind, kommen sogar auf 281 Billionen Farben!

Eine solche hoch-detaillierte Auflösung ist hilfreich in der Medizin (Röntgendiagnostik) und in der Weltraumerforschung.

RGB Farbtabelle – Alle RGB Farben und Codes in der Übersicht!

Welche Werte können für Rot, Grün und Blau verwendet werden?

Die drei Grundfarben lassen sich mit einem Zahlentripel als Dezimalcode (R, G, B) beschreiben:

Rot:    (255, 0, 0)

Grün:  (0, 255, 0)

Blau:   (0, 0, 255)

Die übrigen Farben sind Varianten dieser Tripel, bei denen die drei Anteile jeweils irgendwo zwischen 0 und 255 liegen.

Alternativ ist eine Hexadezimalbezeichnung möglich (Hex-Code #RRGGBB). Sie wird dafür benötigt, die Farbgebung einer Internetseite, insbesondere ihrer Grafiken und Bilder, festzulegen. Der Hex-Code wird dabei in die html-Programmierung eingepflegt. In diesem Code stehen jeweils zwei Symbole für die Intensität der Farbe, der Reihe nach für Rot, Grün und Blau.

Rot:    FF0000

Grün:  00FF00

Blau:   0000FF

Beim Beispiel Rot soll der Browser also ein Maximum an Rot, aber kein Grün oder Blau anzeigen. Der Code ergibt demnach für die übrigen Farben eine Beschreibung aus Zahlen und Buchstaben, etwa #04B431.

Bei einem 24-Bit-Format haben die Grundfarben folgende Angaben:

Rot:     255*65536+0*256+0

Grün:   0*65536+255*256+0

Blau:    0*65536+0*256+255

Der Code ist ähnlich aufgebaut, enthält aber noch mehr Informationen.

Wie kann man RGB-Farben miteinander kombinieren?

Die zahlreichen Farbnuancen entstehen, wenn sich die Anteile von Rot, Grün oder/und Blau verändern. Das gilt auch für die unterschiedlichen Farbtöne, hier am Beispiel von Rot:

Rot         (255, 0, 0)        oder #FF0000

Purpur   (220, 20, 60)     oder #DC143C

Koralle   (255, 127, 80)   oder #FF7F50

Lachs     (250, 128, 114) oder #FA8072

Dabei sind Mischfarben im RGB-Modell  immer heller als die Grundfarben, weil sie durch deren Überlagerung entstehen.

Welche Grenzen hat das RGB-Farbmodell?

Da es sich bei unserem Farbensehen nur um Sinneseindrücke handelt, lässt sich eine Farbe nie absolut bestimmen. Deshalb gibt es auch verschiedene Ansätze, optische Bilder über Farbmodelle und Techniken darzustellen. Dabei hat das RGB-Farbmodell sich bei elektronischen Ausgabegeräten durchgesetzt. Allerdings ist die Farberscheinung sehr stark abhängig vom darstellenden Gerät. In der Praxis bedeutet das, dass beispielsweise ein Rot auf Monitor 1 dasselbe Rot ist wie auf Monitor 2, wenn ihre Farbcodes identisch sind, auch wenn unser Auge sie völlig unterschiedlich wahrnimmt! Die exakte Farbangabe ist wichtig, damit es an Schnittstellen von Geräten oder im beruflichen Austausch keine Missverständnisse gibt.

Eine Schwierigkeit des Modells liegt darin, dass die Angabe als Zahlenwert es uns schwer macht, sich die Farbe vorzustellen: Wie sieht denn (215, 140, 65) aus?

Worin unterscheidet sich der RGB-Farbraum von anderen Farbmodellen?

Im Gegensatz zum RGB-Farbraum beschreibt das HSB-Farbmodell Farben anhand von Eigenschaften. Dadurch eignet es sich gut für Farbvergleiche. Dabei steht das „H“ für den Farbton (eng. hue), das „S“ für Sättigung (saturation) und das „B“ für Helligkeit (engl. brightness). Es erklärt sich über die sechs Primärfarben Rot, Gelb, Grün, Cyan, Blau und Magenta und ordnet sie in einem Farbkreis an. Die Beschreibung einer Farbe wird in Winkeln angegeben. Solch ein Wert lässt sich bei der Programmierung in CSS eintragen. Ebenso wie beim RGB-Modell ist die Darstellung abhängig vom verwendeten Gerät. Allerdings kann ein Computerbildschirm mit einem HSB-Wert nichts anfangen; er versteht aber den RGB-Code.

Einem völlig anderen Prinzip folgt das CMYK-Farbmodell: Hier geht es um substraktive Farbmischung, wobei aus dem (weißen) Sonnenlicht nacheinander Farbanteile herausgefiltert werden. Übrig bleibt:

ohne Rotanteile    -> Cyan

ohne Grünanteile  -> Magenta

ohne Blauanteile   -> Gelb (Yellow)

ohne Rot-, Grün- und Blauanteile -> theoretisch Schwarz, praktisch eher Grün-Braun

Dieses Farbmodell ist üblich, um etwas farbig auszudrucken. Deshalb enthalten Druckerpatronen die Farben Cyan, Magenta und Yellow. Als vierte Farbe kommt „reines Schwarz“ hinzu, weil das ausgefilterte Schwarz nicht tief genug schwarz wäre, denn die Grundfarben sind keine reinen Farben. In der Patrone steht ein „K“ für „Key-Farbe“. Auch das CYMK-Farbmodell ist abhängig von den verwendeten Gerätschaften, wie Drucker, Tinte und Papier.

Damit die Anwendung im Internet einfacher wird, haben sich verschiedene Anbieter aus der Computerwelt (Hewlett-Packard, Microsoft, Intel, Exif, Corel, W3C u. a.)  zusammengetan und den Farbraum sRGB entwickelt. Er ist für grafische Formate geeignet. Im Prinzip ist er identisch mit dem RGB-Raum, soll aber für Übereinstimmung mit Monitoren und Druckern sorgen.
Hingegen hat die Firma Adobe mit Adobe RGB einen eigenen Ansatz entwickelt, RGB-Computer-Monitor und CMYK-Drucker aufeinander abzustimmen.  

Unzählige Farbmodelle samt Erweiterungen und Abwandlungen gibt es für die Fernsehnormen, etwa YUV (PAL) oder YDbDR (SECAM). Ihre Gemeinsamkeit ist, dass sie je zwei Farbwerte plus Helligkeitsstufe angeben.

Die YCC-Norm baut auf das RGB-Modell auf und versucht, Ungenauigkeiten bei analoger Signalübertragung zu vermeiden. Dagegen ist xvYCC ein internationaler Standard für digitale Videosignale. Es ist ein „erweiterter Farbraum“, der Farben feiner darstellt.

Zumindest dem Namen nach bekannt sind auch Modelle wie

CIE: bereits 1931 wurde mit ihm das menschliche Farbwahrnehmungsvermögen gemessen;

CAM: ein mathematisches Modell, das eine Farbe nicht definiert (wie RGB oder CYMK), sondern versucht, die Wahrnehmung dieser zu beschreiben;

Coloroid: spezifiziert Farben nach Wahrnehmungseigenschaften wie Leuchtkraft, Sättigung und Farbton;

Hexachrome: ein substraktives Farbmischverfahren in der Druckindustrie; verwendet zusätzlich Orange und Grün und hat außerdem Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz abgewandelt; es erweitert den klassischen Vierfarbdruck

Warum brauche ich die Farbcodes?

Oft nutzen wir für ein Projekt verschiedene Medien, die Farben unterschiedlich darstellen. Beispielsweise wird eine Zeitung auf dem Computer gelayoutet bevor sie in den Druck geht. Damit wir die Arbeitsschritte so miteinander verknüpfen können, dass die Farbdefinition erhalten bleibt, gibt es sowohl Tools, um die Farbe zu ermitteln als auch zu deren Umrechnung. Ein Fotobearbeitungsprogramm, wie Paint oder Photoshop, erlaubt es, den Hex-Code einer Farbe abzulesen. Die Werte lassen sich in eine Umrechnungstabelle eintragen und das Tool errechnet die Angaben für einen oder sogar mehrere andere Farbräume. Für die Umrechnung gibt es sowohl Plug-ins als auch Onlinekonverter.

Fazit zum RGB-Farbraum

Die unterschiedlichen Farbmodelle und Farbräume haben alle ihre Berechtigung, denn sie erfüllen verschiedene Ansprüche: Während für einen Druck das reflektierte Licht wichtig ist, legt die Fotografie mehr Wert auf das „Durchlicht“. Deshalb sind dort Farbräume wie sRGB, AdobeRGB oder ProPhotoRGB häufig. Videoprojeke benötigen noch komplexere Farbmodelle. Dagegen geht es in der Kunst vor allem um natürliche Farbgebung, wie er sich mit einem HSB-Farbraum darstellen lässt. Neben dem Anwendungszweck liegt es auch an der eingesetzten Technik, welcher Farbraum zielführend ist. Und letztlich entscheiden die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Gerätschaften über die Brauchbarkeit eines Farbmodells.

Das RGB-Farbmodell ist mit Abstand am weitesten verbreitet, denn es bedient unsere Computerbildschirme, unsere Mobiltelefone und Fernseher und ist somit sowohl für die Arbeit als auch in der Freizeit unentbehrlich.

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Quellen:

filmscanner.info/Farbmodelle.html

informatikzentrale.de/farbmodelle/

ionos.de/digitalguide/websites/webdesign/rgb-farben/

pc-magazin.de/ratgeber/rgb-srgb-ycc-xvycc-155528-13490.html

computerbild.de/artikel/cb-Tipps-Software-CMYK-in-RGB-umwandeln-So-einfach-klappt-die-Konvertierung-31437267.html

pixolum.com/blog/fotografie/farbraeume

wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum

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