Originalbild - Daltonizing:
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Bild
Bild 1
Lichtquelle
Reines Weiß
Aufnahme
Neutral
Ausgabe
Neutral
Auge
Normalsichtig
Reines Weiß
Glühlampe (CIE A)
Glühlampe (metamer)
Sonnenlicht (CIE D50)
Bewölkter Himmel (CIE D65)
Neutral
Weißabgleich Glühlampe (CIE A)
Weißabgleich Sonnenlicht (CIE D50)
Weißabgleich bewölkter Himmel (CIE D65)
Neutral
Beamer (Vivitek H9080FD)
TFT-Monitor (Eizo CG19)
LED-Monitor
Plasma-Fernseher (Panasonic TH-50PX700U)
Protanop
Deuteranop
Tritanop
Normalsichtig

Hinweis: Die Berechnung der Farbfehlsichtigkeiten bei gleichzeitig aktivierten Farbfiltern ist aufwendig und kann einige Sekunden in Anspruch nehmen.

Hilfe

Willkommen!

Diese Seite stellt Möglichkeiten zur Verfügung, das Zusammenspiel verschiedener Lichter, Sensoren, Wiedergabegeräte und Farbfehlsichtigkeiten und deren Auswirkungen auf ein Bild zu simulieren.

  1. Wählen Sie zunächst ein Bild aus. Sie können eines der Beispielbilder aus der Galerie wählen oder ein eigenes hochladen. Letzteres wird nicht veröffentlicht – nur Sie selbst können Ihre eigenen Bilder sehen. (Beachten Sie bitte, dass die Bilder nicht permanent auf dem Server gespeichert bleiben. Sie werden nach einigen Tagen automatisch gelöscht. Außerdem können Sie Ihre eigenen Bilder jederzeit wieder entfernen, indem Sie das "X" am Vorschaubild anklicken.)
  2. Anschließend wählen Sie ein Licht aus. Sie können die vorgegebenen Beispiel-Lichter wie „Tageslicht“, „Glühlampe“ etc. verwenden oder aber ein eigenes, benutzerdefiniertes Lichtspektrum erstellen.
  3. Zusätzlich können Sie einen Sensor wählen, um die Aufnahme Ihres Bildes mit einem bestimmten Gerät (beispielsweise einer Kamera mit einem voreingestellten Weißabgleich) zu simulieren.
    Ebenso können Sie ein Wiedergabegerät wählen (beispielsweise einen Beamer oder LCD-Monitor). Alternativ können Sie auch für Sensor und Wiedergabegerät eigene Lichtspektren erstellen.
    Sie können aber auch Sensor und Wiedergabegerät ganz deaktivieren, wenn Sie nur das direkte Betrachten eines Bildes bei einer bestimmten Beleuchtung simulieren möchten. In diesem Fall wählen Sie als Sensor bzw. Wiedergabegerät einfach die Voreinstellung "Neutral".
  4. Zu guter Letzt entscheiden Sie, ob Sie das Bild durch ein gesundes oder ein farbfehlsichtiges Auge betrachten wollen. Beachten Sie bitte, dass die Berechnung der Farbfehlsichtigkeit sehr komplex ist und daher einige Sekunden in Anspruch nehmen kann.

Auf der linken Seite sehen Sie jeweils das Originalbild, während auf der rechten Seite die Einwirkung der von Ihnen gewählten Lichter, Sensoren, Farbfehlsichtigkeiten usw. simuliert wird.

Viel Spaß beim Ausprobieren!

Bildupload

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Außerdem werden hochgeladene Bilder jeweils nach einigen Tagen automatisch wieder gelöscht.

Hinweis: Je größer das Bild ist, desto länger dauern die Farbberechnungen.
Idealerweise sollte das Bild daher nicht viel größer als etwa 500 x 500 Pixel sein.
Die maximal erlaubte Dateigröße ist 1 MB.


Impressum

Diese Seite entstand im Sommersemester 2013 als Projekt im Studiengang Medieninformatik (B. Sc.) der FH Düsseldorf.
Es gilt das Impressum des Webservers: http://mi.medien.hs-duesseldorf.de/impressum

Umsetzung

Vivian Buttkereit
Fabian Fetting
Regina Struminski

Betreuung

Prof. Markus Dahm

FAQ

Welche Wellenlänge entspricht welcher Farbe?

Es gibt nicht „die eine“ Methode, um einer Wellenlänge einen bestimmten RGB-Farbwert zuzuordnen. Welche Wellenlänge entspricht zum Beispiel „reinem Grün“ und somit [0,255,0]? 530 nm? 540? Oder vielleicht 537?
Es muss eine mehr oder weniger willkürliche Einteilung des Farbspektrums in die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau und deren Mischfarben Gelb, Orange und Violett vorgenommen werden. Diese Einteilung kann nach Augenmaß erfolgen oder aber durch technische Messungen, die sich z. B. an den Absorptionsmaxima der drei Zapfentypen im Auge orientieren.

spectrum Einteilung des Farbspektrums in Blöcke von Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot.

Um nun den RGB-Wert für eine bestimmte Wellenlänge zu berechnen, geht man zunächst von der „vorherrschenden“ Farbe des Blocks aus, in dem sie sich befindet. Je nachdem, wie weit die Wellenlänge vom Zentrum des Blocks entfernt liegt, wird die Farbe mehr oder weniger stark (oder gar nicht) mit ihrer Nachbarfarbe gemischt. In dieser Anwendung wird die Einteilung und Farbberechnung von Dan Bruton verwendet. Genauere Informationen darüber findet man auf seiner Website zum Thema Farbwissenschaft: midnightkite.com/color

Weiterführende Informationen: daltonize.org

Wie wird aus einem Spektrum ein RGB-Wert?

Das Farbspektrum ist kontinuierlich, besteht also aus unendlich vielen Farbwerten. Um aus der Kurve einen einzelnen RGB-Wert ermitteln zu können, muss man daher einen Kompromiss eingehen und die unendlich vielen Farbwerte auf eine endliche Anzahl diskreter Werte reduzieren.

In dieser Anwendung geschieht das, indem der Bereich des sichtbaren Lichts zwischen 380 und 750 nm in Zehnerschritte aufgeteilt wird. Daraus ergeben sich 38 Farbwerte, nämlich die Farben bei 380 nm, 390 nm, 400 nm usw. (Daher auch die 38 farbigen Balken in der Spektral-Ansicht). Anschließend werden alle diese Farbwerte anhand der jeweils eingestellten Intensität skaliert und aufaddiert. Die Summe wird dann gemittelt, also durch die Summen aller 38 R-, G- und B-Werte geteilt. Das Ergebnis ist der Gesamtfarbwert der Spektralkurve in RGB.

Wie simuliert man Farbfehlsichtigkeiten?

Mithilfe der sogenannten Konfusionslinien lassen sich Farbfehlsichtigkeiten mathematisch darstellen. Für jede der drei Arten (Protanopie, Deuteranopie, Tritanopie) existieren solche Linien, die in einem Punkt konvergieren. Die Farben entlang einer solchen Linie sehen für den Farbfehlsichtigen jeweils identisch aus, obwohl sie sich in Wirklichkeit quer durch den ganzen Farbraum ziehen. Ein Farbfehlsichtiger sieht also deutlich weniger unterschiedliche Farben als ein Normalsichtiger.

protanop deuteranop tritanop Protanop ("rotblind") Deuteranop ("grünblind") Tritanop ("blaublind")

Um eine Farbfehlsichtigkeit nachzustellen, muss man daher alle Farben, die sich auf derselben Konfusionslinie befinden, auf ein- und dieselbe Farbe abbilden. Die Anzahl unterschiedlicher Farben im Bild wird so reduziert, dass ein normalsichtiger Betrachter ungefähr dasselbe sieht wie ein fehlsichtiger.

Weitere Informationen über die Simulation von Farbfehlsichtigkeiten: daltonize.org

Was ist Daltonizing?

Daltonizing ist ein Verfahren, um Bilder (bzw. deren Farben) so aufzubereiten, dass sie von Menschen mit Farbfehlsichtigkeiten besser erkannt werden können. Für einen Rot-/Grün-Blinden würde beispielsweise dieses Gemälde von Gauguin etwa so aussehen:

Orginal Simulierte Rot-/Grün-Blindheit
daltonize_before daltonize_before
Quelle: vischeck.com/daltonize/

Wie man sieht, sind für einen Farbenblinden die unterschiedlichen Felder und Details wie Bäume und andere Pflanzen kaum bis gar nicht mehr auseinanderzuhalten. Unterzieht man das Bild nun einem Daltonizing-Algorithmus, dann werden die Farben für einen Normalsichtigen zwar stark verfälscht, aber für einen Farbfehlsichtigen verbessert sich die Erkennbarkeit enorm:

Daltonisiertes Bild
aus Sicht eines Normalsichtigen
Daltonisiertes Bild
aus Sicht eines Rot-/Grün-Blinden

daltonize_before daltonize_before
Quelle: vischeck.com/daltonize/

Wie funktioniert das Ganze? – Daltonizing besteht aus zwei Methoden, die miteinander kombiniert werden:

1.) Der Rot-Grün-Kontrast im Bild wird erhöht. Die meisten Menschen mit einer Rot-Grün-Sehschwäche haben trotz allem noch eine eingeschränkte Fähigkeit, die beiden Farben zu unterscheiden. Indem man einfach den Kontrast in den roten und grünen Regionen erhöht, wird der Unterschied für sie deutlicher.

2.) Die Farbunterschiede in den rot-grünen Bildanteilen werden verwendet, um die Helligkeit und/oder die blau-gelben Bildanteile abzuändern. Unterschiede, die Rot-Grün-Blinde normalerweise nicht wahrnehmen können, werden sozusagen in einen für sie sichtbaren Bereich „umgelenkt“.

Mehr Informationen über das Daltonizing-Verfahren findet man unter:
vischeck.com/daltonize
daltonize.org

Was sind metamere Farben?

Metamere Farben sind Farben, die spektral zwar anders aufgebaut sind, im Auge aber denselben Farbeindruck hervorrufen.

Man kann das auf dieser Seite an den beiden Beispiel-Lichtern "Glühlampe (CIE A)" und "Glühlampe (metamer)" beobachten:
Während erstere ein gleichmäßig ansteigendes Spektrum aufweist, besteht die andere Farbe nur aus drei Spitzen in den Farbanteilen Rot, Grün und Blau. Dennoch ist die Ergebnisfarbe bei beiden gleich.

Theoretisch lässt sich ein- und derselbe Farbeindruck durch unendlich vielen verschiedenen Spektren erzeugen.

Spektralverlauf

Farbe:
nm