Eine Frage der Farbe - Teil6

[Ben 11]

Hallo Zusammen,
im letzten Teil der kleinen Serie zur Unterscheidung von Farben steht die Frage: was wir mit großen Punktewolken, wie ich sie schon in Teil4 gezeigt habe, machen können. Hierzu habe ich willkürlich 30 verschiedene L*a*b*-Werte erzeugt und im 3-dimensionalen Koordinatensystem dargestellt.


Aus der räumlichen Anordnung kann man einen Zusammenhang auf 2 mögliche Bereiche erahnen. Welche Farborte sich zu einem Bereich ordnen lassen und wo ggf. ein neuer Bereich, also eine andere Farbe beginnt, wissen wir nicht (würden es aber gern wissen wollen).
Als Werkzeug brauchen wir nichts Neues, wir nutzen die Farbabstandsberechnung der einfachsten Form aus Teil5 und berechnen den Abstand aller Punkte zueinander. Das gibt eine Matrix (Tabelle) von 30 Zeilen und 30 Spalten = 900 Felder. Wir brauchen aber nicht alle Werte, sondern nur den Teil unter der 0 Diagonale (der obere Teil beinhaltet die gleichen Zahlen).


Das Prinzip ist einfach: wir suchen die zwei Punkte, mit dem kleinsten Abstand und ersetzen diese durch einen Neuen, der Mitte von den Beiden. Danach berechnen wir die Matrix neu, bis wir einen bestimmten Grenzwert überschreiten (hier habe ich den Wert 5 gewählt).


Am Ende ergibt sich ein Bild mit zwei Zentren und dem Berührungspunkt der beiden (Kugel-) räume.


Messen wir an einer weiteren Briefmarke einen neuen Farbwert, können wir diesen einem der beiden Räume über den Abstand zum jeweiligen Zentrum zuordnen. Beachten muss man dabei, dass neue Werte das berechnete Zentrum verschieben können. Nach einer gewissen Anzahl neuer Farbwerte muss also die Berechnung neu gemacht werden. Klar ist aber auch: je mehr Werte einem Zentrum zugrunde liegen, desto stabiler wird dieses. Zusätzlich könnte das jetzt noch statistisch in Bezug auf die Normalverteilung erweitert werden, was ich jetzt mal nicht tun will (falls das aber gewünscht, kann ich das auch noch zeigen).
Angemerkt sei noch, für solch eine Berechnung sollte man ein Softwareprogramm haben. Mit Excel (habe ich für das Beispiel verwendet) geht sowas auf die Dauer nicht.
VG Ben

[Altsax]

Hallo Ben,

nachdem Du Dir die Mühe gemacht hast, das Prinzip des rechnerischen Farbvergleichs theoretisch zu erläutern, bleibt die Frage der praktischen Anwendbarkeit auf Briefmarken-Druckfarben - zumindest aus meiner Sicht - offen.

Die meisten der mir bekannten Prüfer beurteilen Farben rein visuell im Vergleich mit definierten Grenzfarben und lehnen jedwede apparativen Hilfsmittel mit der Begründung ab, daß dabei "ohnehin nichts herauskäme" Immer wieder verwiesen wird in diesem Zusammenhang auf die erforderliche Mindestgröße einer einheitlichen Meßfläche von 3mm Durchmesser resp. 2 x 2 mm Fläche, die bei Briefmarken selten erreicht wird.

Ein mir bekannter Laborleiter eines Lackherstellers, der u.a. für dir Autoindustrie produziert, hat mir bestätigt, daß nach wie vor in Farbkabinen mit definierten Lichtverhältnissen visuell nach Grenzmustern Ausmischungen beurteilt würden, da die Ergebnisse "verläßlicher" seien als solche mit Meßgeräten.

Gefühlsmäßig verlasse ich mich lieber auf ein Meßgerät als auf mein Auge. Könntest du bitte einmal erläutern, wo die Unterschiede aus Deiner Sicht liegen?

Beste Grüße

Altsax

[Ben 11]

Hallo Altsax,
ich hatte meine Serie mit diesem Zitat aus dem Handbuch für Printmedien begonnen und möchte es auch jetzt mal an den Anfang stellen.

Was immer an technischen Hilfsmitteln oder Farbordnungssystemen verwendet wird, muss sich an der Farbempfindung des (…) menschlichen Beobachterauges orientieren (…)“

Das Entscheidende ist also das, was wir sehen oder als Farbe wahrnehmen. Nun ist das mit dem Wahrnehmen / Sehen eine sehr individuelle Sache, also das Ergebnis oder dessen Interpretation ist immer anders. Man bedient sich also diverser Hilfsmittel. Zum Beispiel Abmusterungskabinen für Farben oder Lacke nach der DIN 6173 - Farbabmusterung von 1975. Die DIN nennt aber auch einen "Anomaliequotienten" (eigenartiges Wort) zur Beschreibung einer Rot-Grün Fehlsichtigkeit des Betrachters. Dieser sollte bei dem Wert 1 liegen, liegt aber praktisch zwischen 0,8 und 1,2 - also ist die menschliche Farbwahrnehmung schon mit einem Fehler von ~40% behaftet. Ich habe als Beispiel mal eine Farbtonskala für Ocker ausgesucht.



Physikalisch lässt sich der Farbübergang sehr genau bestimmen. In der Praxis hingegen kommen unterschiedliche Beobachter (ich nenne sie mal nicht "Prüfer") zu abweichenden Ergebnissen mit starken Schwankungen. Messtechnisch könnte es gelingen, diese Schwankungsbreite deutlich einzugrenzen.

Würden viele Briefmarkensammler ein Farbmessgerät benutzen können, und die Farbe von Briefmarken zusätzlich zur verbalen Beschreibung mit den Farbortkoordinaten in (Spezial-?) Katalogen genannt, ließe sich die Diskussion über Fehlbestimmungen reduzieren - ein erstes sehr weites Ziel. Für Grenzfälle könnte man dann immer noch die Spezialisten hinzuziehen.

Ich habe mich in meiner Serie ganz bewußt auf den mathematischen Hintergrund konzentriert und die technische Frage der Farbmessgeräte nicht diskutiert. Nach meiner Kenntnis hat die derzeit kleinste Blende in erschwinglichen Geräten einen Durchmesser von 2mm. Die Blenden sind meist verstellbar. Eine kleinere Größe ist m.E. nur eine technische Frage, die die Gerätehersteller bei entsprechendem Bedarf auch machen können.

Würde sich ein Träger, Dachverband oder Verein (wie z.B. dieser hier) finden und einheitliche Kriterien für ein Farbmessgerät für Briefmarken definieren, könnte man entsprechende Stückzahlen zu einem günstigen Preis fertigen lassen. Für die allgemeine Anwendung halte ich ein Farbmessgerät für geeigneter, also zuverlässiger im Ergebnis, was die Vergleichbarkeit von Farben angeht - ein zweites, auch sehr weites Ziel.

Nun, was meinen Lösungsansatz der Clusterberechnung (so nennt man dieses Verfahren) angeht, so muss auch dieses erst seine Anwendbarkeit zeigen. Ich bin mit der Kugeldarstellung noch nicht zufrieden - ein Ellpisoid entspräche der Praxis besser. Auch fehlen mir derzeit die größeren Datensätze für eine praktische Berechnung. Und natürlich müssen die Ergebnisse einer visuellen Prüfung, also Kontrolle standhalten.

Es gibt also zwei praktische Schlussfolgerungen:
- ein Farbmessgerät für die breite Anwendung der Briefmarkensammler und
- eine geeignete Methode der Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu entwickeln.

Vielleicht finden sich ja hierzu interessierte Sammler.
Viele Grüße
Ben

Wo das Wissen endet, fängt die Fantasie an. - Umberto Eco

[Altsax]

Nach meiner Kenntnis hat die derzeit kleinste Blende in erschwinglichen Geräten einen Durchmesser von 2mm. Die Blenden sind meist verstellbar. Eine kleinere Größe ist m.E. nur eine technische Frage, die die Gerätehersteller bei entsprechendem Bedarf auch machen können.

Es gibt also zwei praktische Schlussfolgerungen:
- ein Farbmessgerät für die breite Anwendung der Briefmarkensammler und
- eine geeignete Methode der Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu entwickeln.

Hallo Ben,

die entscheidende Frage ist doch, ob man ein Farbmessgerät für kleine Farbflächen lediglich entwickel wollen muß, oder ob dem unüberwindbare technische Hindernisse entgegenstehen.

Ich könnte mir vorstellen, daß bei zu kleinen Farbflächen die Inhomogenitäten so groß werden, daß die Ausschnittswahl einen zu großen Einfluß auf das Ergebnis hat. Wie ist denn Dein Kenntnisstand dazu?

Beste Grüße

Altsax

[Ben 11]

Hallo Altsax,

ich weiß nicht, was Du unter "Inhomogenitäten" verstehst. Ich könnte das unter zwei Aspekten darstellen:
1. die Oberfläche des Farbausschnittes ist zu uneben, hat sozusagen eine Berg- & Talstruktur, es wird zuviel Licht gestreut. Die Struktur wird es sicher geben. Ich denke aber, bei einer Farbschichtdicke von ~0,1mm und z.B. einer Rasterzellengröße im Offsetdruck von ebenfalls ~0,1mm ist das bei einer Messfläche von 1qmm nicht entscheidend.
2. drucktechnische Inhomogenitäten bilden sich als "Streifen" oder "Wolken" auf großen gleichfarbigen Flächen. InkJet Drucker, Laser- oder Tintenstrahldrucker produzieren solche Bilder. Für Briefmarken sind diese Flächen aber zu groß, um als Fehler wahrgenommen zu werden.

Du stellst sehr konkrete Fragen, kennst Du Dich mit dem Thema (möglicherweise auch beruflich) aus?

@All
eine Frage an alle anderen Leser dieser Beiträge (und ich wäre sehr dankbar, wenn Ihr die auch beantwortet):
Wie groß sollte denn nach Euren Vorstellungen die Fläche für eine Farbmessung auf Briefmarken sein?

VG, Ben

[Altsax]

Hallo Ben,

die von Dir genannten Inhomogenitäten hatte ich nicht gemeint. Die spielen sich vermutlich im meßtechnisch nicht relevanten Bereich ab.
Mir ging es darum, daß Druckfarben immer Stoffgemische sind und zumindest im mich besonders interessierenden Bereich klassischer Briefmarken auch oftmals zusätzlich Pigmentgemische enthielten. Unter dem Mikroskop ist das leicht nachzuvollziehen. Da die Papieroberfläche auch alles andere als glatt ist, ergibt sich schon bei geringer Vergrößerung keine homogene Farbfläche mehr. Solange die Meßfläche groß genug ist, daß sich die unterschiedlichen Partikel in der Summe gegenüber anderen Ausschnitten nicht unterscheiden, spielen diese Inhomogenitäten keine Rolle. Die Differenzen vergrößern sich jedoch zunehmend mit Verkleinerung der Meßfläche. Ab wann das zu einer Verfälschung derErgebnisse führt, wäre zu untersuchen.

Auf Deine frage zu meiner beruflichen Befassung mit Farbmessung: Während meiner Berufszeit hatte ich tatsächlich ständig mit der Anforderung zu tun, Übereinstimmung von Farbbeschichtungen mit Mustervorgaben über längere Produktionszeiträume sicherzustellen. Dabei tauchte nicht selten das Problem auf, daß auf der Kundenseite die Mitarbeiter wechselten und deren Farbempfinden mit ihnen. Um Objektivität in das Verfahren zu bringen, waren also Meßgeräte unerläßlich. Seinerzeit galten Mindestmeßflächen von 3 mm Durchmesser als technisch erforderlich. Die Begründung dafür ist mir nicht mehr gegenwärtig.

Beste Grüße

Altsax

PS: Um Deine Frage nach der wünschenswerten Meßläche zu beantworten: 1 mm Durchmesser wäre erstrebenswert