Experimente mit einer Farbkarte

Die ColorChecker Farbkarte

Ihr kennt bestimmt diese Farbkarten mit ihren unterschiedlichen Farbfeldern und Grautönen, die oft in Testbildern auftauchen. Weil ich mich aktuell viel mit der Farbwiedergabe von Kameras und mit Bildstilen beschäftige, habe ich mir eine solche Farbkarte angeschafft und damit ein paar Experimente angestellt.

Die Karte "Colorchecker Classic" enthält wichtige Naturfarben wie helle und dunkle Hautfarben, Himmelblau, Pflanzengrün etc. (obere Reihe), dann intensive Mischfarben (zweite Reihe), intensive Grundfarben (dritte Reihe) sowie neutrale Grautöne, Weiß und Schwarz (untere Reihe). Die Farben sind genormt und die zugehörigen sRGB-Werte sind bekannt.

Hinweis: Generell sind diese Karten recht teuer. Das kommt wohl daher, dass die Farbkacheln nicht einfach nur mit ein paar Grundfarben gerastert sind, sondern aus speziellen Farbstoffen mit genau definierten Reflexionswerten bestehen. Zum Glück habe ich meine Karte im Rahmen eines Sonderangebots für 40 Euro bekommen.

Die Colorchecker-Karten sind sehr verbreitet; man findet sie z.B. in den Testszenen verschiedener Websites, z.B. bei dpreview. Wenn man die Karte mit ins Bild nimmt, kann man die Aufnahme später mit der Solldarstellung vergleichen und so Abweichungen feststellen, die über einen reinen Weißabgleich hinaus gehen.

Als Referenz kann man die echte Farbkarte oder auch ein generiertes Bild der Farbkarte heranziehen. Letzteres hat den Vorteil, dass Abweichungen bei der Beleuchtung oder Darstellungsfehler des Bildschirms keine Rolle spielen, weil ja sowohl das selbst fotografierte Bild als auch das generierte Bild der Farbkarte beide auf dem gleichen Bildschirm unter den gleichen Bedingungen wiedergegeben werden.

Im Netz gibt es viele solcher generierten Bilder, die die "Colorchecker Classic" Karte darstellen. Auf einem kalibrierten Monitor sieht man damit genau die gleichen Farben und Grautöne wie auf einer echten Karte, vorausgesetzt die echte Karte wird mit Licht beleuchtet, dessen Farbtemperatur dem Monitor entspricht.

So, jetzt zu meinen konkreten Versuchen mit der Farbkarte.

Wie gut ist eigentlich mein Monitor?

Der erste Einsatzzweck meiner Farbkarte war die visuelle Prüfung der Farbwiedergabe meines Monitors.

Ich habe für die Bildbearbeitung einen Asus PA24AC, der ab Werk kalibriert ist und mit einem individuellen Kalibrierungsprotokoll ausgeliefert wird. Ich habe den Bildschirm bisher aus folgenden Gründen nicht selbst kalibriert:

1. weil ich kein Colorimeter besitze
2. weil ich gelesen habe, dass einfache Colorimeter deutlich ungenauer sind als der professionelle, mit dem er im Werk kalibriert wurde
3. weil man moderne Bildschirme ohnehin weniger oft kalibrieren muss, da die RGB-Backlights nicht so schnell altern wie die Kalt-Kathodenstrahler früherer LCDs.

Ob das wirklich stimmt? Wir werden sehen.

Zur Prüfung der Farbwiedergabe habe ich das generierte Referenzbild der Farbkarte auf dem Monitor dargestellt und mit der echte Farbkarte verglichen. Das ganze habe ich dann abfotografiert.

Voilà:

Das sieht doch schon mal ganz ordentlich aus.

Randbedingungen

Das Monitorbild im Hintergrund habe ich absichtlich etwas in der Unschärfe gelassen, damit es nicht zu Moiré-Effekten kommt. Außerdem macht es einen Unterschied, ob das Auge bzw. das Objektiv physikalisch die Farbmischung vornehmen (durch die Unschärfe) oder ob die verschiedenfarbigen Subpixel des Monitors individuell aufgezeichnet und später von einem digitalen Algorithmus verrechnet werden.

Bei solchen Vergleichen muss man auf das richtige Umgebungslicht achten. Der Monitor leuchtet ja selbst, aber die Karte wird von einer separaten Lampe beleuchtet. Abweichungen in Farbtemperatur und Helligkeit zwischen Monitor und Lampe würden den Vergleich verfälschen.

Der Monitor ist ab Werk auf eine Weißpunkt von ca. 6500K kalibriert. Das ist etwas kühler als im sRGB-Standard vorgesehen, wird aber gerne gemacht, um die Lichtausbeute zu erhöhen. Als Umgebungslicht habe ich eine RGB-Lampe genutzt, die ich mit einer App auf 6500K eingestellt habe. Wie man sieht, stimmt die Farbtemperatur fast, aber nicht perfekt überein, der Monitor ist etwas wärmer als das Umgebungslicht.

Ergebnis

Alles in allem bin ich mit der Bildwiedergabe des Monitors sehr zufrieden. Die Farben und Grauwerte sind gut getroffen (lasst euch nicht vom dunkleren Hintergrund des generierten Bildes täuschen). Das Gelb ist etwas wärmer als auf der Karte. Die Farbreihe oben kommt mir etwas dunkler vor, als sie sein sollte. Ich nehme an das kommt von Inhomogenitäten des Backlights.

Was meint ihr dazu? Habt ihr schon ähnliche Versuche angestellt?

Wie behandelt die Kamera die Farben?

Als nächstes kam die JPEG-Farbwiedergabe meiner Kamera dran. Ich wollte herausfinden, ob sie die Farben charaktervoll oder eher neutral behandelt.

Dazu habe ich die Farbkarte bei bedecktem Himmel mit meiner Panasonic G110 fotografiert. Weißabgleich und Belichtung waren so eingestellt, dass das Mittelgrau (18%, dritte Graukachel von rechts) möglichst neutral und in der richtigen Helligkeit aufgenommen wird.

Beim Fotografieren habe ich den Bildausschnitt so gewählt, dass die Karte nur einen kleinen Teil des Bilds ausfüllt, um eine Beeinflussung durch die Vignettierung zu vermeiden (wenn z.B. das Weißfeld ganz in der Bildecke liegt, wird es schon aufgrund der Vignettierung zu dunkel abgebildet).

Die so entstandenen Aufnahmen habe ich anschließend mit JPG-Illuminator noch minimal in Helligkeit und Weißabgleich angepasst, um eine möglichst exakte Übereinstimmung des Neutral-Grautons mit dem Sollwert zu erhalten.

Hier seht ihr eine Aufnahme mit dem Bildstil "Standard" von Panasonic, wiedergegeben auf einem kalibrierten Monitor. Im Vordergrund zum Vergleich die echte Farbkarte als Referenz. Trotz perfekter Belichtung und Weißabgleich werden Unterschiede deutlich:

Die Farben und Graustufen stimmen recht gut überein. Es fällt allerdings auf, dass die Farben aus der Kamera (also bei der Farbkarte im Hintergrund) generell gesättigter sind als beim Original. Das ist vollkommen normal, weil alle Consumer-Kameras auf dem Markt die Sättigung ihrer Bilder um ca. 10-20% anheben.

So ein Ende-zu-Ende Vergleich wie oben enthält jedoch auch die Farbfehler des Monitors und Fehler bei der Beleuchtung des Karte. Um nur die Farbwiedergabe der Kamera darzustellen, habe ich Ausschnitte des Kamera-JPEGs in das generierte Bild des Colorcheckers hinein montiert. Die Sättigung des generierten Colorcheckers habe ich zuvor angehoben, um auf das Sättigungsniveau der Kamera zu kommen.

Hier also die bereinigte Wiedergabe des Bildstils "Standard" von Panasonic im Vergleich zur generierten Farbkarte. Die im Vordergrund eingefügten Farbkacheln stammen von der Aufnahme mit der Kamera:

Diskussion:

• Die Farben sind fast alle gut getroffen, insbesondere die helle Hautfarbe, das helle Rot, das normale Grün.
• Dunkle Grautöne und das dunkelste Feld "schwarz" werden von der Kamera abgedunkelt, um den Bildern mehr Tiefe zu geben. Daher fallen dunkle Farben auch etwas zu dunkel aus, nur Blautöne sind eine Ausnahme.
• Das Weiß (die Kachel links unten) wird von der Kamera dunkler wiedergegeben, damit Spielraum nach oben bleibt und die Lichter in realen Aufnahmen nicht so schnell ausfressen. Sehr helle Farben wie gelb sind daher auch etwas dunkler als im Original.

Soweit meine Analyse des Bildstils "Standard" der Panasonic G110. Wie schlägt sich die kleine Panasonic im Vergleich mit dem iPhone, dem Standard-Adobe-Profil oder den legendären Fuji-Farben? Das kommt bald im nächsten Beitrag.

Die Herstellerfarben: iPhone, Adobe, Fuji, Canon ...

Ich habe ein älteres iPhone 8, das macht meist ordentliche Bilder. Manchmal liefert es aber auch eigenwillige gelbliche Farben ab. Dieses iPhone habe ich mir als erstes vorgeknöpft und einen Vergleich mit der Colorchecker-Referenz durchgeführt:

iPhone8 versus Colorchecker

Diskussion:

• Extrem gesättigte Farben und sehr kontrastreiche Tonwerte
• Genaue Farbtöne, insbesondere die obere Reihe mit den Naturfarben ist überzeugend
• Dunkle Farben werden aufgrund des hohen Kontrasts etwas zu dunkel wiedergegeben, mit Ausnahme der dunklen Hautfarbe

Für mich ist das Ergebnis des iPhones eine echte Überraschung. Bei realen Bildern hellt es sonst häufig die Schatten stark auf und liefert manchmal deutlich veränderte Farben. Hier hält es sich vornehm zurück. Wahrscheinlich hat eine Intelligenz im iPhone die Colorchecker-Karte erkannt und verhindert, dass die sonst krassen automatischen Bearbeitungen angewendet werden.

Bisher hatte ich ich alle Testbilder selbst gemacht. Im Netz findet man aber auch viele fremde Aufnahmen, die die Colorchecker-Karte enthalten, z.B. alle Studio-Testbilder von dpreview seit September 2013. Aufgrund der standardisierten Colorchecker-Farben kann man solche fremden Testbilder nutzen, um Kameras oder RAW-Entwickler zu vergleichen, die man gar nicht selbst besitzt.

Die nun folgenden Vergleiche habe ich mit dpreview-Testbildern angestellt. Zunächst ein RAW der Canon R5 II, entwickelt mit Adobe ACR:

Adobe ACR versus Colorchecker

Diskussion:

• Insgesamt sehr genaue und zurückhaltende Wiedergabe, geringe Farbsättigung, milder Kontrast
• Cyan und Grüntöne sind etwas aufgehellt, Grüntöne mit Tendenz nach Gelbgrün
• Moderate Absenkung dunkler Grautöne und Schwarz.
• Weiß etwas abgedunkelt, um Belichtungsspielraum in den Lichter zu bekommen.

Etwas erstaunlich finde ich, dass sich Adobe beim Grün eine deutliche Abweichung erlaubt. Aber schauen wir uns mal an, wie die großen Kamerahersteller mit den Farben umgehen. Im folgenden Bild habe ich JPEGs fünf verschiedener Hersteller streifenweise zusammen montiert:

Nikon Z6 III, Sony a9 III, Canon R5 Mark II, Fujifilm X-T50, Panasonic GH7 versus Colorchecker

Hier sieht man recht gut, wie die Hersteller den JPEGs ihren Stempel aufdrücken. Was mir aufgefallen ist:

• Bei den Grauwerten hat Panasonic das dunkelste Schwarz, aber auch das dunkelste Weiß. Am Abgleich kann es nicht liegen, denn das Mittelgrau (3. Feld von rechts) stimmt perfekt mit dem Soll überein.
• Helle Hauttöne tendieren bei Nikon, Sony und Fuji zu rosa.
• Helles Rot, Magenta und helle Haut gibt Nikon besonders hell wieder
• Blau enthält bei Fuji eine Brise Cyan, aber auch die anderen Hersteller verschieben Blau weg von Lila hin zu Cyan
• Grün tendiert bei Nikon zu Gelbgrün, Hellgrün ist auch bei Fuji etwas gelblich. Canon hellt Grün und Cyan-Töne generell auf.
• Bei Rot schwanken im Wesentlichen nur Helligkeit und Sättigung
• Bei Orange herrscht herstellerübergreifend Einigkeit
• Magenta und helles Lila gehen bei Panasonic etwas in Richtung blau.

Alles in allem sind die Unterschiede gar nicht so groß. Abweichungen sind weniger bei den Farbtönen zu finden als bei Helligkeit und Sättigung. Aber das reicht offenbar aus, um den Hersteller-spezifischen Look zu erzeugen.

Frage: Farbempfindung ist ja sehr subjektiv. Seht ihr das ähnlich mit den Herstellerfarben oder fallen euch ganz andere Abweichungen auf? Zu welchen Bewertungen würdet ihr kommen?

Die Farben der digitalen Sturm- und Drang Epoche

Ich hoffe, dass hier noch jemand mitliest. Als Belohnung habe ich ein kleines Spielchen vorbereitet.

Weil der ColorChecker schon recht alt ist, kann man im Netz viele Bilder älterer Kameras finden, die den ColorChecker enthalten. Damit können wir uns ansehen, wie die Farben früher wiedergegeben wurden. Ich hab einige Kandidaten vorbereitet:

Eine recht frische Kamera aus dem Jahr 2012. Sehr souveräne Farbwiedergabe, nur Cyan hat eine Tendenz zum Blau und Gelb-Orange ist ein Schimmer grünlich.

Auflösung: Das ist die Fujifilm X-Pro1. Die erste Kamera mit dem nagelneuen X-Bajonett und mit dem hauseigenen X-Trans-Sensor. Fuji hat damals offenbar alles richtig gemacht.

Ein echter Oldie aus dem Jahr 2004. Gute Farben, nur Orange ist etwas gelblich und Gelb hat einen grünen Schimmer.

Auflösung: Das ist die Canon 20D mit damals stolzen 8 Megapixeln.

Aus dem Jahr 2011. Die dunklen Grundfarben und Violett sind okay, aber sonst gibt es eine Menge Probleme.

Auflösung: Das ist die Panasonic GX1. 2011 hatte Panasonic die G3 und die GX1 mit einem neuen 16 Megapixel Sensor auf den Markt gebracht. Der Sensor war zwar deutlich höher aufgelöst und und rauschte weniger, hatte aber offenbar Probleme bei der Farbwiedergabe.

Eine Kamera aus 2009. Gute Grundfarben, gute Naturfarben, ganz leichte Probleme mit Gelb-Orange und Gelbgrün, Violett und Magenta etwas bläulich. Besonders tiefes Schwarz und leicht flaues Weiß.

Auflösung: Das ist die Nikon D300s. Solide Farbwiedergabe mit Nikon-Touch. (Bei damaligen Usertreffen haben sich Canonianer gerne über die flauen Nikon-Bilder lustig gemacht.)

Zum Schluss noch ein Oldie aus dem Jahr 2007. Sehr gute Farbtöne, nur Violett und Magenta haben einen Hang ins Blaue. Brillantes Weiß.

Auflösung: Das ist die Sony A700. Sony hatte 2006 das Kamerageschäft von Konica Minolta übernommen. (Ich erinnere mich, dass im alten Penum-Forum einige User von den Minolta-Farben geschwärmt hatten, anscheinend zurecht.)

Fazit: Wenn ihr mit dem vorhergehenden Post vergleicht, seht ihr, dass sich bei der Farbwiedergabe einiges getan hat in den letzten Jahren. Deutliche Farbverschiebungen gibt es heute zum Glück kaum noch.

Jetzt das Spielchen:

Könnt ihr einem Jahrgang einen Hersteller (Canon, Nikon, Fujifilm, Sony oder Panasonic) zuordnen? Gebt bitte euren Tipp ab. Für jeden Treffer gibt es Herzchen von mir.

PhilippV3: Danke!

Die Auflösung kommt später.

Chipbelichter:

Hier hab' ich einen Vergleich für zwei Konica Minolta Dimage Kameras gemacht:

Konica Minolta Dimage Z20:

Konica Minolta Dimage Z5:

Beide Kameras sind aus dem Jahr 2005, haben jedoch verschiedene Sensoren. Die Z20 hat tatsächlich ein seltsames Rot und eine rosa Hautfarbe, die Z5 ist schon ein Stück besser.

@Alle:

Es werden noch Wetten angenommen.

Quote from Ponti

Echt nerdig hier

Einerseits nerdig, andererseits schreiben einige, dass sie schon mal von den Farben bestimmter Kameras genervt waren. Ist halt mal ein etwas anderes Thema.

Eine Graukarte haben viele ambitionierte Amateure. Eine Farbkarte ist auch nicht groß was anderes, nur dass man außer Weißabgleich und Belichtung gleich noch Farben und Gradation checken kann. Eigentlich ist das ein Standardwerkzeug der Fotografie.

Man kann sich natürlich auch auf eine fertige Kalibrierungslösung verlassen und darauf vertrauen, dass Kamera und Software korrekt arbeiten. Aber es ist auch nicht abwegig mal selbst nachzuschauen, wie gut der eigene Monitor und die eigene Kamera tatsächlich sind.

Quote from Belastungstester

Wenn ich es recht verstehe geht es um RAW-Entwicklungen, oder?

Bei dem Quiz geht es eigentlich um die Standard-JPEG-Wiedergabe der Kameras udn was sich in den letzten Jahren so getan hat. Adobe ACR hatte ich nur mal so als Vergleich weiter oben mit dazu genommen.