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12.01.2005

RGB und CMYK: Farbsysteme für Computer und die Welt des Drucks

Wo Farbe aufs Papier gebracht wird oder Farbwerte digital übermittelt werden, sind die beiden Modelle heute unverzichtbar

Farbsysteme sind unerlässlich, um Farben definierbar und Farbmischungen reproduzier- und berechenbar zu machen. Maßgeblich in der Computertechnik und beim Druck sind heute das RGB- und das auf dem einfacheren CMY-System aufbauende CMYK-System.

Extrem vereinfacht wird das RGB-System manchmal durch einen Würfel dargestellt, weil sich so seine dreidimensionale Grundlage besser erfassen lässt. In Wirklichkeit bildet das System einen verschobenen sechsflächigen Körper mit acht Ecken wie ein Würfel.

Die vom RGB- und CMY-System definierbaren Farben spannen sich zwischen den drei Achsen eines Koordinatensystems auf. An den Eckpunkten liegen in gegenüberliegenden Ecken Schwarz und Weiß sowie in den weiteren Ecken Rot, Grün und Blau, Gelb, Cyan und Magenta. Die jeweiligen Grundfarbentrios Rot, Grün, Blau (RGB) und Cyan, Magenta, Gelb (Yellow) (CMY) definieren dabei die Lage des Koordinatensystems. Extrem vereinfacht werden beide Systeme manchmal auch als würfelförmig dargestellt.

Im RGB-System bilden die drei Farben R, G und B die x-, y- und z-Achse eines kartesischen Koordinatensystems. Dadurch können alle Farben des RGB-Systems mithilfe von drei Koordinatenwerten benannt werden. Diese liegen zwischen 0 und 255. Die erste Ziffer beschreibt den Rotanteil, die zweite den Grün- und die dritte den Blauanteil. So beschreibt beispielsweise die Zahlenkombination 255-255-0 die aus Rot und Grün gemischte Farbe Gelb, die Zahlenkombination 255-0-0 ist Rot, während ein neutrales Grau im Mittelpunkt des Würfels die Werte 128-128-128 hat.

Auf Bildschirmen werden Farben durch die additive Farbmischung der RGB-Farben dargestellt. Die winzigen nebeneinanderliegenden Bildpunkte strahlen, wenn sie angesteuert werden, entweder rotes, grünes oder blaues Licht ab. Die resultierende Mischfarbe entsteht dadurch, dass die einzelnen Bildpunkte unterschiedlich stark leuchten.

In den vom Computer an den Bildschirm gesendeten Daten wird Rot, Grün und Blau jeweils durch ein Byte dargestellt. Jedem dieser Bytes sind dabei 256 mögliche Farbwerte zugeordnet. Die drei Hauptachsen des Systems werden dazu in 256 gleiche Teile unterteilt, so dass theoretisch 256 x 256 x 256 = 16.777.216 Farben definiert werden können, die dann durch jeweils drei Ziffern zwischen 0 und 255 beschrieben werden.

Die Ecken des ebenfalls häufig extrem vereinfacht als Würfel dargestellten CMYK-Systems werden von den gleichen Farbtönen eingenommen wie beim RGB-System.: Schwarz und Weiß, Rot, Grün und Blau, Gelb, Cyan und Magenta. Der mit K bezeichnete Schwarzpunkt ist hier farblich nicht dargestellt.

Im ähnlichen CMY-System bilden die drei Farben Cyan, Magenta und Gelb die drei Hauptachsen. Rot, Grün und Blau entstehen erst durch subtraktive Farbmischung der Grundfarben. Theoretisch kommt es bei der hundertprozentigen Mischung von Cyan, Magenta und Gelb zu Schwarz. Da dies aber praktisch wegen gewissen Unreinheiten der Farben nicht zu erreichen ist – es entsteht eher ein schmutziges Braun –wurde das CMYK-Modell entwickelt, welches beim Vierfarbdruck zusätzlich Schwarz als vierte Farbe hinzufügt. Das K in CMYK steht dabei für den Begriff der Schlüsselfarbe "key", welche nicht für die Farbgebung, sondern lediglich zum Abdunkeln der Farben dient und es ermöglicht, reines Schwarz zu drucken. Reines Weiß entsteht dagegen nur dann, wenn auf reinweißem Papier keine der vier Grundfarben aufgetragen wird.

CMYK hat sich seit Jahren als das gängigste Modell beim Vierfarbdruck etabliert. Die vier Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz in bestimmten Mischungsverhältnissen übereinandergedruckt die gewünschte Druckfarbe. Anders als beim RGB-Modell werden die Abstufungen im CMYK-Modell häufig in Prozent angegeben, was für Tonwerte von 0 bis 100 steht.

Alle anderen Farbtöne können allerdings nur dadurch erreicht werden, dass die Deckkraft der Farben verändert wird, was herkömmliche Druckmaschinen nicht leisten – sie tragen an einem bestimmten Punkt entweder eine bestimmte Farbe auf oder eben nicht. Daher werden die Farben in einem speziellen Rasterverfahren mit unterschiedlichen Punkgrüßen nebeneinander gedruckt. Solche Punktraster sind beispielsweise an Plakatwänden aus der Nähe häufig gut zu erkennen.

Das CMYK-System kommt jedoch nicht nur im professionellen Vierfarbdruck, sondern ebenso wie das RGB-System in der Computertechnik zum Einsatz. Denn auch beim Tintenstrahldrucker werden Farbbilder durch die Farbtöne Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz erzeugt, die sich in den einzelnen Farbkammern der Patronen befinden. Zuvor muss der Druckertreiber die im Rechner meist als RGB-Werte vorliegenden Farbinformationen nach einem komplizierten Algorithmus in CMYK-Werte umrechnen.

Weitere Informationen:
Seite mit den exakten dreidimensionalen Darstellungen der RGB- und CMYK-Systeme »