2°- und 10°-Beobachter in der Video- und Displayanalyse
Von Florian Friedrich | Juni 2023
Kurz nach der Display Week 2023 in Los Angeles wurde mir eine interessante Frage gestellt: Welcher Beobachter ist für Videosignalanalyse und Displaymessungen relevanter – der 2°- oder der 10°-Beobachter? Weil wir Beobachterfunktionen bei vielen Mess- und Analyseaufgaben verwenden, berührt das unmittelbar meine Arbeit an Bildqualität und Displaymesstechnik. Für vergleichbare Ergebnisse muss das Beobachtermodell zur jeweiligen Farbraumdefinition passen.
Wissenschaftler haben zahlreiche Farbräume und Beobachtermodelle entwickelt, um Farbwahrnehmung zu verstehen und zu quantifizieren. Beobachtermodelle sollen beschreiben, wie Menschen Farbe wahrnehmen. Bei den Standards der International Commission on Illumination (CIE) sind insbesondere der 2°- und der 10°-Beobachter relevant. Beide haben Einsatzbereiche; für Videosignale und Displaymessungen bevorzuge ich aus den folgenden Gründen häufig den 2°-Beobachter.
Was 2°- und 10°-Beobachter beschreiben
Der 2°-Beobachter nach CIE 1931 beruht auf Versuchen mit einem kleinen Gesichtsfeld im Zentrum der Wahrnehmung. Dieser Bereich liegt im Umfeld der Fovea, die für detailliertes zentrales Sehen besonders wichtig ist. Der 1964 eingeführte 10°-Beobachter berücksichtigt ein größeres Gesichtsfeld.
Displaymessung, Beobachter und moderne Colorimeter
Für präzise Videosignalanalyse und Displaymessungen sind die Details entscheidend. Das zentrale Sehen spielt bei vielen farbkritischen Aufgaben eine wichtige Rolle. Der 2°-Beobachter liefert dafür eine etablierte farbmetrische Referenz.
Moderne Colorimeter besitzen physische Filter, die gut an die Funktionen des 2°-Beobachters angepasst sind. Diese Funktionen werden auch verwendet, um Spektroradiometermessungen in Koordinaten wie X,Y,Z, x,y,Y oder u′,v′,Y umzuwandeln. Ich verwende beispielsweise häufig das Konica Minolta CA-410 für Displaymessungen, auch im InnoPQ™-Messsystem. Seine passend abgestimmten Filter ermöglichen in vielen Situationen schnellere Messungen als ein Spektroradiometer. Zum Zeitpunkt dieses Artikels wollte ich außerdem das ADMESY Prometheus ausprobieren und mit meinen Erfahrungen am CA-410 vergleichen.
Bei aller Weiterentwicklung der Messtechnik bleibt die Wahl des Beobachters als Grundlage der Farbraumdefinition entscheidend für konsistente Ergebnisse.
Größere Farbräume
DCI-P3 und BT.2020 ermöglichen gesättigtere Farben. Daraus ergibt sich die Frage, ob für solche größeren Gamuts der 10°-Beobachter vorzuziehen wäre: Gerade bei hoch gesättigten Farben unterscheiden sich die beiden Modelle besonders deutlich.
Trotz der Entwicklung größerer Farbräume sind zahlreiche Farbraumdefinitionen, darunter sRGB, DCI-P3 und BT.2020, auf den 2°-Beobachter bezogen. Er ist eine etablierte und praktische Referenz für viele farbmetrische Anwendungen.
Konsistenz ist deshalb zentral. Bei der Analyse von Videosignalen und der Messung von Displays muss das gewählte Beobachtermodell zu dem der Farbraumdefinition passen. In vielen dieser Definitionen ist das der 2°-Beobachter.
Displayeigenschaften, Betrachtungsbedingungen und individuelle Unterschiede der Wahrnehmung beeinflussen das Ergebnis ebenfalls. Die Wahl des Beobachtermodells ist ein Teil dieses Gesamtbilds; sie bildet nicht sämtliche Unterschiede zwischen Personen ab.
Meine praktische Empfehlung
Für Videosignalanalyse und Displaymessungen ist der 2°-Beobachter eine verlässliche, etablierte Referenz. Der 10°-Beobachter ist damit nicht falsch, sondern für andere Fragestellungen und Gesichtsfelder relevant. Ausschlaggebend ist, dass Messung und verwendete Farbraumdefinition zusammenpassen.
Auch bei größeren Farbräumen sollten wir die Referenz beibehalten, auf der die betreffende Spezifikation beruht. Für viele Video- und Displayanwendungen empfehle ich deshalb weiterhin den 2°-Beobachter. Das erleichtert vergleichbare Messergebnisse und eine konsistente Bewertung von Farbe.