CRI: Farbtreue im Foto und im Raum

Fotografen mit Kenntnissen in Fototerminologie werden mit dem Konzept des Weißabgleichs vertraut sein, doch dies ist nicht der einzige Parameter, der mit Licht zu tun hat. Man kann auch messen, wie gut eine Lichtquelle verschiedene Farben im Vergleich zum natürlichen Licht wiedergibt. Diese Auswertung ist sowohl für die Fotografie als auch für andere Farbarbeiten nützlich, sei es beim Malen auf Leinwand oder beim Schminken

Ich habe lange Zeit ohne die Kenntnis des CRI-Werts gelebt, doch beim Fotografieren von Produkten und Menschen bin ich gelegentlich auf Farbprobleme gestoßen, die ich mir nicht ganz erklären konnte. Erst als ich das Konzept der „Farbtreue“ verstand, wurde mir die Situation klar.

In diesem Artikel befassen wir uns mit den Grundlagen der Lichtauswertung im Hinblick auf die Farbwiedergabe, damit wir in einer zukünftigen freien Fortsetzung auf die verschiedenen in der Fotografie verwendeten Lichtarten aufbauen und diese diskutieren können.

Was ist CRI?

CRI steht für Color Rendering Index (Farbwiedergabeindex) und ist eine Zahl zwischen 0 und 100, die ausdrücken soll, wie sich Farben unter einem bestimmten Licht im Vergleich zu dem, was wir bei natürlichem Licht erwarten würden, verhalten.

Je höher die Zahl, desto naturgetreuer sind die Farben und desto besser ist die Qualität des Lichts in dieser Hinsicht.

Für die meisten heute erhältlichen Lichtquellen gibt es CRI-Werte, und gängige Haushaltsleuchten liegen in der Regel knapp über 80, was für akzeptable Farben spricht.

Wie Lichter bewertet werden

Allerdings hat der CRI-Wert seine Tücken, so dass wir immer noch wissen müssen, wie das Licht eigentlich bewertet wird.

Es wird ein Satz von 15 Farbmustern verwendet, von denen wir wissen, wie sie unter natürlichem Tageslicht aussehen.

Diese Proben werden mit dem entsprechenden Licht beleuchtet, und es wird ein numerischer Wert angegeben, der angibt, wie nahe die resultierende Farbe derjenigen kommt, die wir bei natürlichem Licht sehen würden. Die Ergebnisse für jede Stichprobe sind mit R1 bis R15 gekennzeichnet, aber für die normale Auswertung werden nur die ersten 8 Zahlen verwendet, die gemittelt werden, um die Zahl Ra zu erhalten (a steht für average = Mittelwert). Dies wird jedoch üblicherweise als CRI bezeichnet. Wundern Sie sich also nicht, wenn Sie irgendwo in den Lichtparametern CRI und an anderer Stelle Ra finden – die Bedeutung ist dieselbe.

Das verflixte Rot R9

Das Problem beim CRI ist, dass ein Durchschnittswert verwendet wird, sodass ein großer Fehler in einer Farbe durch gute Ergebnisse in anderen Farben ausgeglichen werden kann. Und die problematischste Farbe ist das tiefe Rot, dessen Ergebnis unter R9 versteckt ist und für den durchschnittlichen Ra (d. h. CRI) überhaupt nicht verwendet wird, wo nur die ersten acht Farben enthalten sind!

Rot (R9) kommt in der Hautfarbe vor, sodass es nicht nur für uns Fotografen wünschenswert ist, dass sie möglichst gut zur Geltung kommt.

Deshalb werden irgendwo sowohl der CRI-Wert als auch der R9-Wert angegeben, damit wir uns ein genaueres Bild vom Licht machen können. Leider ist dies nicht mehr so üblich.

Wie Sie gleich sehen werden, sind gut wiedergegebene Rottöne ein viel wichtigeres Kriterium als ein hoher CRI, daher sind Werte über 50 für R9 schon ganz gut.

Neben dem CRI gibt es auch neuere Lichtbewertungssysteme wie TLCI, TLFM, TM-30 usw., aber die entsprechenden Werte sind in der Regel (noch?) nicht bei konventionellen Leuchten zu finden, daher werde ich mich nicht mit ihnen befassen.

Ideales Licht: Sonne und Kerze

Der CRI-Indikator wurde in Anlehnung an das Sonnenlicht entwickelt, und so ist es nicht verwunderlich, dass der CRI-Wert für Tageslicht bei ungefähr 100 liegt.

Die Zahl wird durch die Art der Messung beeinflusst, aber ich habe trotzdem versucht, mit meinem Spektrometer, das hauptsächlich für die Kalibrierung von Monitoren entwickelt wurde (X-Rite ColorMunki Photo), ein paar Amateurversuche zu machen. Die von ihm gemeldeten Ergebnisse lagen in der Regel bei 98 bis 99, und das übliche Spektrum der Lichtfrequenzen im Freien sieht so aus:

Die Tabelle zeigt die Frequenzen und ihre relative Darstellung im Licht. Die Lichtintensität selbst spielt dabei keine Rolle. Sowohl CRI als auch R9 sind bei Tageslicht hoch, trotz der verwendeten einfachen Messung.

Eine Kerze gibt ein ähnlich gutes Licht ab, hat aber eine viel niedrigere Farbtemperatur, sodass alles orange erscheint. Das Spektrum wirkt daher anders, aber es wird auch mit einer Art theoretischem Idealspektrum derselben Temperatur verglichen. Am Ende sieht das Diagramm sogar für das Auge „schön“ aus, und die Farben werden im Vergleich zum Tageslicht zu wärmeren Tönen verschoben, aber gleichmäßig und vorhersehbar.

Das schlechteste Licht: Straßenlaterne

Bei einer Natriumdampflampe, also einer normalen Straßenlaterne, habe ich nachts eine absolut katastrophale Farbwiedergabe messen. Sein CRI betrug nur 6! Interessanterweise fällt der R9-Wert mit -267 negativ aus, was bei einzelnen Farben durchaus möglich ist.

Eine Natriumdampflampe strahlt ein sehr begrenztes Spektrum von Frequenzen ab, die wir als gelb wahrnehmen. Und aus dem Funktionsprinzip des Lichts wissen wir, dass ein Gegenstand nur dann als lila gelten kann, wenn er die entsprechenden Frequenzen reflektiert. Andere Frequenzen als gelb sind für dieses Licht jedoch kaum verfügbar, sodass solche Objekte für uns praktisch schwarz sind.

Wenn Sie nachts durch die Straßen gehen, sollten Sie darauf achten, wie wenige grüne Autos Sie sehen. Oder besser gesagt, sie sind zwar da, aber sie erscheinen plötzlich schwarz oder grau. Das Gleiche gilt für Blau, allerdings gibt die Lampe ein wenig blaues Licht ab, sodass man das manchmal erkennen kann. Aber Achtung, dieser Effekt funktioniert nur, wenn es nur Natriumdampflampen gibt und keine andere Lichtquelle in der Nähe ist, wie z. B. Hausfenster, Scheinwerfer von fahrenden Autos, Restlicht vom Abendhimmel usw.

Anhand der Kugeln oben können Sie einen Vergleich einer solchen Natriumdampflampe mit der gleichen Szene sehen, die am nächsten Tag bei Tageslicht aufgenommen wurde. Eine lange 15-Sekunden-Belichtung mit der Lampe zeigte Spuren von Blau, aber ein Grün ist hier nicht vorhanden und auch das Rot ist sehr schlecht geworden.

Wenn Sie also eine Stadt bei Nacht fotografieren, können Sie zwar Ihr Bestes geben, erhalten aber mit keiner Weißabgleichseinstellung die richtigen Farben.

Nächstes Mal: Haushaltsleuchten

Bisher haben wir die grundlegenden Fragen angesprochen und die Extreme aufgezeigt, auf die man stoßen kann. Glücklicherweise sind die Haushaltslampen viel konsistenter, doch für uns Fotografen gibt es immer noch erhebliche Unterschiede zwischen den beiden, auf die wir in einer lockeren Fortsetzung dieses Artikels eingehen werden.