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Rubrik: Science Life
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Publiziert: 29.05.2006 06:00

Neues Gamut-Mapping-Verfahren für besseren Bilderdruck
Damit Buntes bunt bleibt

Der schöne Sonnenuntergang, das azurblaue Meer – auf dem Computer-Bildschirm sahen die Urlaubsbilder so schön aus. Doch ausgedruckt fürs Fotoalbum wirken sie unnatürlich. Das gleiche Problem kennen Fotojournalisten, wenn Sie Ihre Schnappschüsse in der Zeitung wieder finden. Joachim Giesen und Eva Schuberth vom ETH-Institut für Theoretische Informatik sowie die EMPA-Forscher Peter Zolliker und Klaus Simon haben ein Verfahren entwickelt, damit diese Enttäuschung nicht mehr all zu gross wird.

Michael Bartnik

„Ein Drucker kann nicht alle Farben darstellen, die im Bild vorkommen“, fasst Eva Schuberth das Problem zusammen, um das sich alles dreht. „Man muss deshalb Verfahren entwickeln, um beim Druck nicht-darstellbare Farben durch darstellbare zu ersetzen“, klärt die 26-jährige ETH-Doktorandin auf.

Malen nach Zahlen

Die Umrechnung von den Farben, die ein Bild enthält, zu denen, die ein Drucker zu Papier bringt, nennt man Gamut Mapping. Dabei steht Gamut für die Gesamtheit aller Farben, die ein Gerät aufnehmen (z.B. Film, Scanner) oder darstellen kann (z.B. Monitor, Drucker). Das Gamut wird normalerweise in einem dreidimensionalen Farbraum dargestellt.

Der Farbraum, den ein Bildschirm abdeckt, ist gegenüber den Farbräumen beim Foto- oder Zeitungsdruck recht unterschiedlich geformt. Beim Fotodruck stimmt der grösste Teil überein, nur am Rand gibt es Farbbereiche, die sich nicht überlappen. Das heisst ganz praktisch: Ein Bildschirm glänzt damit, dass er gut helle Farben und Farbnuancen abbilden kann. Ein Drucker hat damit Schwierigkeiten. Ihm liegen eher die kräftigen Farbtöne. Viel kleiner noch ist die Farbpalette einer Zeitungsdruckmaschine.

Der Farbraum, der im Fotodruck dargestellt werden kann (links), ist viel grösser als der, den eine Zeitungs-Druckmaschine darstellen kann (rechts). Dennoch sind sie viel kleiner als der Farbraum eines Monitors (graues Gitter). gross


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80 Bilder wurden mit verschiedenen Gamut-Mapping-Verfahren umgerechnet. Die Probanden mussten entscheiden, welche die bessere Version ist. (Grafiken: Eva Schuberth) gross

Bisherige Gamut-Mapping-Verfahren rechnen die Farbwerte so um, dass feine Nuancen leicht verloren gehen. „Bei dem von uns entwickelten Verfahren bleiben die Abstände zwischen den Farben im Farbraum relativ gesehen gleich und Nuancen bleiben erkennbar“, erläutert Eva Schuberth.

Um herauszufinden, welches das beste Gamut-Mapping-Verfahren ist, lud die Passauerin im April dreissig Probanden zu psychophysikalischen Tests ein. Sie sollten an einem Computermonitor jeweils Bilder vergleichen. Dafür wurde ein kleiner Raum im CAB-Gebäude komplett abgedunkelt. Der Bildschirm wurde exakt kalibriert, um eine bestmögliche Farbqualität zu erreichen. Rund um den Arbeitsplatz wurden schwarze Wände aufgestellt, um Reflexion und damit einen verfälschten Eindruck zu vermeiden.

Neues Verfahren signifikant überlegen

Jeder Proband klickte sich durch 80 Bilder. Diese Fotos wurden jeweils im Original und in zwei durch unterschiedliche Gamut-Mapping-Verfahren umgerechneten Versionen dargestellt. Per Klick war zu entscheiden, welche Version dem Original am nächsten kommt. Insgesamt wurden acht Varianten verschiedener Gamut-Mapping-Verfahren getestet. Vier Standardverfahren und vier Varianten der neu entwickelten Methode.

Zwar hat jeder Mensch eine andere subjektive Wahrnehmung der Welt, „die Antworten auf die Frage nach dem besten Verfahren tendieren aber in eine bestimmte Richtung“, fasst Eva Schuberth zusammen. „Der Test hat uns gezeigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind. Unsere Umrechnungsmethode ist den Standardverfahren signifikant überlegen.“ Nun verfassen sie eine wissenschaftliche Publikation. Dennoch wollen die vier Forschenden ihre Gamut-Mapping-Technik weiter optimieren.


Literaturhinweise:
Forschungsprojekt Gamut-Mapping beim Lehrstuhl "Theory of Combinatorial Algorithms" am Institut für theoretische Informatik: www.ti.inf.ethz.ch/ew



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