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Monitor für die Bildbearbeitung Teil 2.2 – Farbräume

9. Januar 2011

Die  vorangegangen Teilen der Artikelreihe „Monitor für die Bildbearbeitung“ befassten sich unter anderem mit den Paneltypen und dem Einsatz verschiedener Beleuchtungssysteme im Zusammenhang mit Ausleuchtung und Kontrast.

Der Teil 2.2 wird den Bereich Farbräume und deren Darstellung am Monitor beleuchten. Wie auch bei den verbauten Panels und Hintergrundbeleuchtungen gibt es hier einige nicht unwichtige Unterschiede.

2.1

2.2

  • Farbräume
  •  

Farbräume

Zunächst möchte ich die Frage nach der Bedeutung des Wortes Farbraum erklären. Als Farbraum (engl. Gamut) bezeichnet man den sichtbaren Bereich der tatsächlich darstellbaren Farben. Das menschliche Auge kann immer mehr Farben wahrnehmen als jedes technische Gerät. Zudem stellt jedes Gerät die Farben anders da. Aus diesem Grund versucht man durch einheitliche Standards und der Kalibrierung aller Geräte ein gleichbleibendes Ergebnis zu erzielen. Das ist eigentlich nur ein sehr grobe Erklärung was den Farbraum betrifft. Mehr zum Thema Farbräume, Farbmodelle, Farbmanagement findet ihr im Netz.

Was unseren Monitor für die Bildbearbeitung angeht, so sollte dieser die wichtigsten Farbräume (Arbeitsfarbräume), wie AdobeRGB, sRGB, ECI-RGB 2.0 darstellen können. Im Allgemeinen stellt zwar jeder Monitor diese Farbräume dar, allerdings nicht gleich gut. Die Farbraumabdeckung spielt hier eine große Rolle. Idealerweise sollte diese bei 100% liegen um mit den gesamten Farben eines Farbraums arbeiten zu können. Grundlage und Referenz aller Farbräume ist der Lab-Farbraum. Im Lab-Farbraum sind alle Farben enthalten, die das menschliche Auge sehen bzw. unterscheiden kann. Digitalkameras, Monitor, Drucker usw… können immer nur einen Teil des Lab-Farbraums darstellen. Hier kommen die o.g. Farbräume zum Einsatz.

Bei unserem Monitor für die Bildbearbeitung ist es daher wichtig, dass dieser möglichst in allen Arbeitsfarbräumen alle Farben sehr gut, im besten Fall zu 100% darstellen kann. Das können allerdings nur die wenigsten Modelle. Bei den Meisten, die für die Bildbearbeitung entwickelt wurden, liegt die Farbraumabdeckung zwischen 85 und 100%. Das reicht in der Regel bei 95% aller bildverarbeiteten Maßnahmen aus.

Wie gut die einzelnen Geräte der Hersteller die verschieden Farbräume abdecken, kann allerdings nicht pauschal beantwortet werden. Ein Indiz ist aber auf jeden Fall das verbaute Panel. TN Panels schneiden hier am Schlechtesten ab und sollten für die Bildbearbeitung nicht in Betracht gezogen werden. VA und IPS Panel können je nach verwendeter Technik Spitzenwerte in der Farbraumabdeckung erreichen. Hierzu zählen die Hersteller EIZOQUATONEC und teilweise HP.

Zur Veranschaulichung zeige ich euch zwei Farbraummodelle unterschiedlicher Monitorhersteller. Beim ersten Modell (ASUS+TN Panel) könnt ihr sehr gut erkennen, dass der Arbeitsfarbraum AdobeRGB (korrekt AdobeRGB1998) im Gegensatz zum EIZO Modell (IPS-Panel) den doch relativ großen RGB-Farbraum nur bedingt abdeckt. Der EIZO hingegen fast zu 98 Prozent. (Blogtimes Testbericht zum Eizo CG245W)

Im Zusammenhang mit der Bildbearbeitung bedeutet das für uns, dass der ASUS Monitor, respektive das TN-Panel viele Farben einfach nicht darstellen kann. Für farbkritische Aufnahmen ist der Monitor daher nicht empfehlenswert. Hier gilt das Motto, was man an Farben nicht sehen kann, kann auch nicht bearbeitet werden.

FAZIT zum Thema Farbräume.

Neben dem Paneltyp und der verbauten Hintergrundbeleuchtung ist für die Bildbearbeitung auf die maximale Farbraumabdeckung der Arbeitsfarbräume zu achten. Die Monitorhersteller geben in der Regel in den Spezifikationen die max. Farbraumabdeckung bekannt. Außerdem kann man sich auch bei einschlägigen Monitortestportalen wie Prad.de über die gängigsten Modelle informieren.

Monitore für die Bildbearbeitung, die eine gute Farbraumabdeckung gewährleisten sind aus den o.g Gründen leider nicht für ein paar hundert Euro zu finden.

EDIT vom 14.10.2010:
TEIL 1.1

EDIT vom 24.10.210:
TEIL 1.2

EDIT vom 12.12.2010
TEIL 2

EDIT vom 09.01.2011
TEIL 2.2

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Monitor für die Bildbearbeitung Teil 2 – aktualisiert

12. Dezember 2010

Der erste Teil (1.1 und 1.2) der Artikelreihe „Monitor für die Bildbearbeitung“ beschrieb die verschiedenen Paneltypen, die heutzutage bei der Entwicklung und Herstellung von Monitoren verwendet werden.

Der Teil 2 wird sich mit den Bereichen Ausleuchtung, Helligkeit, Kontrast, Farbräume und Kalibrierung befassen, wobei es im heutigen Artikel nur um das Thema Beleuchtung geht. Wie auch bei den verbauten Panels gibt es seitens der Hersteller einige nicht unwichtige Unterschiede.

2.1

  • Ausleuchtung
  • Helligkeit und Kontrast

2.2

  • Farbräume

 

Ausleuchtung, Helligkeit und Kontrast

Gerade im Bereich der digitalen Bildbearbeitung ist ein homogen ausgeleuchteter, kontrastreicher Monitor unabdingbar. Für die homogene Ausleuchtung der Bildschirmfläche ist allerdings nicht nur das verwendete Panel (TN, VA, IPS usw…) verantwortlich, sondern auch die verwendete Hintergrundbeleuchtung. So kommen heutzutage entweder CCFL (Kaltkathodenröhren) oder LEDs zum Einsatz. Letztere lassen sich noch in Edge- und Full-LED unterteilen. Dazu später mehr.

Funktionsweise der CCFL: Ein lichtleitender Kunststoff verteilt das Licht gleichmäßig auf dem Display. Anschließend wird es durch verschiedene Farbfilter und Flussigkeitskristalle zur Bildschirmoberfläche geleitet und wir nehmen ihn als Bildpunkt war. Durch die Anordnung der Leuchtröhren können sich an bestimmten Stellen Lichthöfe (helle kleine Flächen in den Ecken und Kanten des Monitors) bilden – folglich eine ungleiche Ausleuchtung.

Ein weiterer Nachteil der Kaltkathodenröhren (CCFL) ist, dass sie aufgrund ihres Aufbaus nur komplett gedimmt werden können. Man kann also Teilbereiche der Leuchtröhre nicht abschalten. Zwar können sie große schwarze Bereiche durch Dimmung darstellen, aber sobald partiell helle Bereiche ins Spiel kommen wird aus dem Schwarz ein dunkler Grauton. Die Folge ist ein schlechtes Kontrastverhältnis.

Der Hersteller gibt das Kontrastverhältnis mit 500:1 , 700:1 usw… an. Je höher desto besser. Moderne TN Panels erreichen ein Verhältnis von bis zu 700:1. Geräte aus dem Profibereich (VA, IPS Panel) 1000:1 und mehr. Doch was bedeutet diese Zahl? Sie beschreibt den maximalen Helligkeitsunterschied zwischen schwarzen und weißen Bildpunkten. Demnach kann ein Monitor mit einem Kontrastverhältnis von 1000:1 einen weißen Bildpunkt 1000 Mal heller darstellen als einen Schwarzen.

Da viele Hersteller gerne mit diese Zahlen jonglieren ist hier Vorsicht geboten. Kontrastverhältnis Angaben von 5.000:1, 10.000:1 oder sogar noch mehr spiegeln nicht den tatsächlichen (nativen) Kontrast wieder. Hierbei handelt es sich um den Wert des dynamischen Kontrasts. Um das Kontrastverhältnis zu steigern wird zum Beispiel bei einem bereits dunklen Bild die Hintergrundbeleuchtung zusätzlich gedimmt. So kommt man dann natürlich auf super Werte…

Wer im Übrigen einen Monitor mit der Funktion dynamischer Kontrast besitzt, sollte diese für die Bildbearbeitung auf jeden Fall abschalten. Es kommt zu einer falschen Bilddarstellung auf dem Monitor.

Allerdings ist bei den Angaben zum Kontrast noch etwas ganz anderes enorm wichtig. Nämlich auf welcher Basis die Kontrastwerte ermittelt wurden. Hier sind ehrlicherweise den Herstellern Tür und Tor geöffnet auf aberwitzige Werte zu kommen, die in Marketing-Unterlagen entsprechend ausgeschlachtet werden können. Daher ist neben der Frage nach dynamischen Kontrast auch die Frage nach den Umgebungsbedingungen bei der Messung des Kontrastverhältnisses besonders wichtig. Hierzu gibt es leider keine einheitliche Regelung.

LED versus CCFL

Obwohl CCFL Röhren nun scheinbar im schlechten Licht erscheinen, schreitet die technische Entwicklung auch hier immer weiter voran. So setzten zum Beispiel eine Vielzahl von Herstellern auf WCG-CCFL Röhren (Wide Color Gamut – Cold Cathode Fluorescent Lamp). Durch spezielle Materialien wird hier der Farbumfang und die Ausleuchtung extrem verbessert.

Im Gegensatz zu CCFL werden immer mehr Monitore mit LED Backlight beworben und angeboten. Doch LED Backlight ist nicht gleich LED- Backlight. Wie Eingangs bereits erwähnt kann diese Art der Hintergrundbeleuchtung in zwei Bereiche eingeteilt werden. Geräte mit EDGE und Full/Direct-LED.

Bildschirme, dessen LEDs in den Seiten/Kanten (EDGE) des Gehäuses angeordnet sind erreichen zwar eine etwas bessere Ausleuchtung als Standard CCFL Röhren, dennoch beheben sie auch das Problem des geringen Kontrast nicht. Wie auch die CCFL Röhren können sie nicht partiell abgeschaltet werden, wie das zum Beispiel bei der neuesten TV-Geräte Generation der Fall ist. Im Gegensatz zu CCFL, welche zwar mit den Jahren insgesamt schwächer werden aber erneut kalibriert werden können, verschleißen LEDs mit der Zeit ungleichmäßg.  Die LED-Hintergrundbeleuchtung wird inhomogen. Zudem muss man bei LED-Hintergrundbeleuchtung nicht nur zwischen EDGE und FULL/Direct – LED unterscheiden, sondern wie bei CCFL und WCG-CCFL auch zwischen LED und RGB-LED Hintergrundbeleuchtung. Letztere bietet wie bereits bei WCG-CCFL einen verbesserten Farbumfang.

 

FAZIT zum Thema Ausleuchtung, Helligkeit und Kontrast.

Im Großen und Ganzen kann man sagen, dass sowohl CCFL als auch LED ihre Daseinsberechtigung haben. Im Bereich CCFL würde ich persönlich auf die neuen Wide Color Gamut Röhren  (WCG-CCFL) setzen. Im Bereich LED ausschließlich auf FULL-LED  und RGB-LED Hintergrundbeleuchtung. Das Problem, welches ich allerdings sehe, sind die Hersteller die oft keine oder nur sehr wenige Informationen über die verbaute Hintergrundbeleuchtung preis geben. Hier heißt es also Testberichte lesen, im Internet googeln oder sich von richtigen Fachleuten beraten lassen.

Vielleicht ist dem einen aufgefallen, dass ich zum Thema Helligkeit sehr wenig geschrieben habe. Der Grund ist, dass die heutigen Geräte fast alle die erforderliche Helligkeit von um die 270 Candela pro Quadratmeter  (cd/m²) erfüllen und hier meiner Meinung nach kein Informationsbedarf besteht.

Der nächste Beitrag folgt. stay tuned…! (hoffentlich dieses Mal schneller…)

Falls sich jemand mit dem Gedanken trägt. Der hier geschriebene Artikel gilt übrigens nicht nur für den Monitor-,  sondern auch für den Fernseherkauf.

Hier noch ein cooles Video welches den Einsatz unterschiedlicher Hintergrundbeleuchtung anschaulich erklärt –  Fernseher mit LED Backlight.

 

EDIT vom 14.12.2010:
Die Aktualisierung des Artikels basiert auf eine Mail vom Monitorhersteller EIZO und liefert weitere interessante Informationen zum Thema „Monitor für die Bildbearbeitung“.  Als Erstes folgt eine Richtigstellung im Zusammenhang mit der separaten Dimmung der LED Hintergrundbeleuchtung bei Desktop Monitore. Wie fälschlich angenommen ist derzeit kein Monitor erhältlich, der über die Funktion der separaten Dimmung verfügt.

Wie oben bereits geschrieben, können sich Lichthöfe an bestimmten Stellen des Monitors bei Verwendung von CCFL, WCG-CCFL Röhren bilden.  Diesem Problem beugt Eizo mit Hilfe seiner entwickelten DUE Funktion (Digital Uniformity Equalizer) vor. Diese steuert Pixel für Pixel sowohl Grau-/Farbtöne als auch Helligkeiten über den gesamten Bildschirm. Ein Mikroprozessor korrigiert Abweichungen eines Farbtons in Echtzeit, sodass dieser an jeder Stelle des Displays – in der Mitte wie am Rand – exakt gleich wiedergegeben wird. Gleiches gilt für die von EIZO verwendete LED-Hintergrundbelechtung.

Im Übrigen sind weiße (normale) LED-Backlights sind in der Farbdarstellung sehr spitz und daher für die Bildbearbeitung weniger geeignet.

Vielen Dank an dieser Stelle an EIZO für die tatkräftige Unterstützung.

EDIT vom 14.10.2010:
TEIL 1.1

EDIT vom 24.10.210:
TEIL 1.2

EDIT vom 12.12.2010
TEIL 2

EDIT vom 09.01.2011
TEIL 2.2

Fotografie

Monitor für die Bildbearbeitung Teil 1.2

24. Oktober 2010
Mit einem weiteren Beitrag zum Thema „Monitor für die Bildbearbeitung“ möchte ich unterschiedlichen Eigenschaften der Paneltypen zum Abschluss bringen.

 

Teil 1.1 hatte sich mit den Paneltypen TN und VA befasst. Die Vorteile lagen hierbei klar beim VA Paneltyp, genauer gesagt beim S-PVA. Mit dem heutigen Beitrag möchte ich den IPS-Paneltyp und den OLED-Typ vorstellen. Letzter wird nur kurz erklärt, da es fast nur Prototypen in diesem Bereich gibt.

Die kommenden Beiträge werden sich unter anderem mit Kontrast, Helligkeit, Farbraum und Kalibrierung der Monitore beschäftigen. Wie auch beim Paneltyp gibt es hier die eine oder andere wichtige Eigenschaft um letzten Endes zum optimalen Bildbearbeitungsmonitor zu gelangen. Weiterlesen

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Monitor für die Bildbearbeitung – Teil1

14. Oktober 2010

Wie ich bereits in meinem Einleitungsartikel zum Thema „Monitor für die Bildbearbeitung – Leitfaden“ zu lesen ist, werde ich in den kommenden Beiträgen die unterschiedlichsten Merkmale eines Monitors beleuchten und potenzielle Tipps für den „richtigen“ Monitor geben.

Mit dieser Artikel-Serie möchte ich allerdings nicht im „Urschleim“ anfangen und setze daher bestimmte technische Begriffe voraus. Wenn etwas unklar sein sollte, einfach nachfragen.

Der 1. Teil befasst sich mit im Großen und Ganzen mit der Panel-Technologie der Monitore. Hier möchte ich aufzeigen welche Paneltypen es gibt und welche für die digitale Bildverarbeitung am Besten geeignet sind.

Was ist eigentlich ein Panel und was verbirgt sich dahinter. Als Panel bezeichnet man zum einen den Bildschirm und zum zweiten die verwendete Technik, die diesen Bildschirm antreibt. Für die Bildbearbeitung und sei es auch nur im Hobby- und/oder im  Amateurbereich kommen nicht alle Panel-Typen in Frage. Man unterscheidet hier im wesentlichen zwischen

1.1

  • TN-Panel
  • VA-Panel

1.2

  • IPS-Panel
  • OLED-Panel

TN-Panel
Dieses Panel wird auch häufig als  „Gamer und Film“  Bildschirm/Panel betitelt. Es zeichnet sich neben einer hervorragenden Reaktionszeit, einem niedrigen Stromverbrauch und einem sehr niedrigen Preis aus. Wichtiges Alleinstellungsmerkmal ist die Reaktionszeit. Diese wird in Millisekunden angegeben und hierbei gilt – Je kürzer, desto besser. Die Reaktionszeit bezeichnet den Wechsel eines einzelnen Pixel von schwarz zu weiß oder von grau zu grau. Beim Letzteren wird die Umschaltzeit von 10 Prozent grau zu 90 Prozent grau gemessen. Hier liegt auf Hand, das für Marketing-Zwecke (kürze Reaktionszeiten) diese Methode verwendet wird.

Der Vorteil eines TN-Panel und dessen Hauptverwendungszweck liegt hier klar in der Kategorie Games und Filme. Der Nachteil der Displays ist der geringe Kontrast gegenüber eines VA-Panels. Hinzu kommt,  dass TN-Panels nur 6 Bit (262143 Farben) darstellen können. Mit Hilfe des sogenannten Dithering werden 2 Bit rechnerisch hinzugefügt. Dadurch entsteht der Eindruck, der Monitor würde 16,2 Millionen Farben darstellen können. Mir ist im übrigen kein TN-Panel bekannt, welches über eine reale 8 Bit Farbdarstellung verfügt. Für Farbgenaue Bearbeitung ist ein TN-Panel nur sehr bedingt geeignet.

Ausserdem erreichen TN-Panel nur einem maximalen Blickwinkel von 150 Grad horizontal und 140 Grad vertikal. Darüber hinaus kommt es dann zu starken Farb- und Kontrastabweichungen des Monitorbild. Natürlich könnte man jetzt sagen, dann benutze ich den Monitor mit verbauten TN-Panel eben nur für die schwarzweiss Bearbeitung. Allerdings gilt es zu beachten, dass das Ausgangsmaterial immer eine Farbaufnahme und die Kontrastdarstellung ein wesentlicher Bestandteil der digitalen schwarzweiss Fotografie ist.

VA-Panel
Bei VA-Panel wird nochmals zwischen MVA-, PVA- und S-PVA Panel unterschieden. Zunächst sei gesagt, dass alle VA-Panel 8 Bit (16,7 Mio Farben) und mehr darstellen können. MVA und PVA sind aus technischer Sicht fast gleich zu stellen. MVA-Panel wurden ursprünglich von Fujitsu entwickelt und PVA-Panel von Samsung. Der Unterschied besteht in der Ansteuerung der einzelnen Flussigkeitskristalle. Bei PVA-Panel werden die Kristalle in vier Bereiche eingeteilt und einzeln angesteuert, während es hingegen bei MVA-Panel nur zwei bis drei Bereiche sind. Das PVA-Panel hat durch diese Technik einen etwas größeren Blickwinkel von 160 Grad horizontal und vertikal und ein etwas höheres Kontrasverhältnis ( 1000:1 und mehr). Die Reaktionszeit (> 8 Millisekunden) der MVA und PVA-Panel ist weitaus höher als die eines TN-Panels. Bei schnellen Bewegungen – z.B Spielfilmszenen kann so es zur Schlierenbildung kommen.

S-PVA-Panel fangen diese „negativen“ Punkte wieder auf. Hier wird unter anderem durch eine bessere Ansteuerung der Flüssigkeitskristalle, eine geringere Reaktionszeit und ein noch größere Blickwinkel von bis zu 180 Grad horizontal und vertikal erzielt. Zudem ist die Farbtonverschiebung geringer als bei MVA und PVA-Panel. Das heisst, dass der Bildschirm bei verändertem Blickwinkel nur bedingt heller wird. Aussedem verfügen die S-PVA Panel über ein nochmals gesteigertes Kontrastverhältnis gegenüber MVA und PVA-Panel, was zugleich einen besseren Schwarzwert bedeutet.

Im Hinblick auf die Bildbearbeitung ist ein Monitor mit S-PVA-Panel gegenüber MVA, PVA und vorallem  einem TN-Panel die bessere Wahl. Zum einen bietet er dem Betrachter neben einem hohen Kontrastverhältnis und  einer weitaus besseren Farbdarstellung auch einen sehr großen Blickwinkel ohne große Farbtonverschiebung. Diese Punkte schlagen sich natürlich im höheren Preis bei Monitore mit verbautem S-PVA Panel nieder.

Im Punkt 2 des 1. Teils werde ich dann auf die IPS-Paneltypen und das OLED-Panel eingehen. (folgt in Kürze)

EDIT vom 24.10.210:
TEIL 1.2

EDIT vom 12.12.2010
TEIL 2

EDIT vom 09.01.2011
TEIL 2.2