{"id":2227,"date":"2017-06-19T00:43:13","date_gmt":"2017-06-18T22:43:13","guid":{"rendered":"http:\/\/www.freiefarbe.de\/?page_id=2227"},"modified":"2023-01-03T12:26:46","modified_gmt":"2023-01-03T11:26:46","slug":"grenzen-des-cielab-farbraums","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/freiefarbe.de\/en\/artikel\/grenzen-des-cielab-farbraums\/","title":{"rendered":"CIELAB Boundaries - the limits of the CIELAB colour space"},"content":{"rendered":"

Softwareprogramme, die Lab-Farbe unterst\u00fctzen, lassen auch Farbwerte wie z.B. Lab(0, 100, 100) zu. Das Beispiel wird \u00fcblicherweise als Dunkelrot angezeigt, ist aber v\u00f6llig sinnlos, denn in der Realit\u00e4t kann kein Licht der Welt diese Lab-Farbwerte erzeugen. Mit anderen Worten: eine Helligkeit 0 kann keine anderen a;b Werte als 0 aufweisen, oder: \u201enachts sind alle Katzen grau\u201c. <\/em>In the article it is shown that only about 60% of the usual Lab coordinate space (0..100, -128..127;-128..127) consists of colours, the rest are Lab coordinates without colour correspondence. <\/em><\/p>\n

It would be important to develop a suitable algorithm for non-colours that corrects incorrect Lab coordinates already during input (= projects them onto the envelope). This would greatly increase the comprehensibility and applicability of the CIELAB model. The task is solvable, because the projection of the non-colour coordinates onto the range of visible colours could be done in a similar way as the gamut mapping of out-of-gamut colours.\u00a0<\/em><\/p>\n

Which colours make up the CIELAB shell?<\/h2>\n

Die intensivsten Farbt\u00f6ne, die wir kennen, sind die Regenbogenfarben. Dieses sogenannten \u201emonochromatischen\u201c Farben weisen maximale Intensit\u00e4t in einem Wellenl\u00e4ngenbereich auf. Example: A remission maximum in the interval 570-590nm leads to the CIELAB values (2 degrees D50): Lab 55.91 8.58 96.38.<\/span> It is the most intense possible for this yellow and this brightness, as there is no spectrum that could produce this colour more intensely at this brightness.
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The broader the maximum wavelength range is, the brighter the extremely possible colour is, until white light is produced in maximum intensity for all wavelength ranges.<\/p>\n

Nach Wilhelm Ostwald werden die \u00e4u\u00dferst-m\u00f6glichen Farbt\u00f6ne von sogenannten \u201eRechteckspektren\u201c erzeugt: dies sind Spektralverteilungen, bei denen ein mehr oder weniger breiter Wellenl\u00e4ngenbereich die maximale Intensit\u00e4t aufweist und alle anderen Wellenl\u00e4ngenbereiche die Intensit\u00e4t 0. Auch Violett ist einzubeziehen, welches am Anfang und am Ende des sichtbaren Spektrums maximale Intensit\u00e4t aufweist. Rechenbar formuliert: bei Rechteckspektren sind nur minimale (0) oder maximale (1) Intensit\u00e4t sowie maximal 2 Sprungstellen (0\/1 oder 1\/0) innerhalb des sichtbaren Wellenl\u00e4ngenbereichs der Fall.<\/p>\n

If this rule is applied to the 10-nanometre step size in the range 400-700 nanometres, which is common for colour measuring instruments, 962 rectangular spectra are obtained. These colours form the outer shell of the CIELAB colour space, all other colours lie in the inner area. Lab coordinates that lie outside the body spanned in this way are not colours, but purely theoretical computational variables that have no counterpart in the real world because they cannot be generated with any light spectrum.<\/p>\n

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CIELAB colour space from above. The irregular body fills only about 60% of the coordinate space and also exceeds it in the green and yellow areas.
(H. Everding CC-BY-SA 4.0)<\/figcaption><\/figure>\n
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CIELAB colour space from the front. (H. Everding CC-BY-SA 4.0)<\/figcaption><\/figure>\n

Software Lab colour input and CIELAB colour space<\/h2>\n

Die in Software \u00fcblichen Grenzen f\u00fcr a und b (-128\u2026127) werden in der Realit\u00e4t in mehreren Bereichen von den Rechteckspektren \u00fcberschritten. Das \u00e4u\u00dferste denkbare Gr\u00fcn hat beispielsweise einen a-Wert von -164. \u00c4hnlich ist es im Gelbbereich (bmax=146). Mit anderen Worten: nicht alle Gr\u00fcn- und Gelbt\u00f6ne k\u00f6nnen per Lab-Farbwert in Software abgebildet werden.<\/p>\n

Gravierender ist der Umstand, dass man in Lab-f\u00e4higen Softwares mit Farbwerten arbeiten kann, die au\u00dferhalb der CIELAB-Farbraum-Grenzen liegen. Diese werden sogar farbig angezeigt, was v\u00f6llig unsinnig und verwirrend ist. Ein Beispiel: F\u00fcr die Koordinaten (Lab 0 100 100) zeigt Software eine dunkelrote Voransicht. Schon der gesunde Menschenverstand besagt aber, dass bei einer Helligkeit 0 kein Farbton au\u00dfer Schwarz vorliegen kann: \u201eNachts sind alle Katzen grau\u201c. Dies wird durch die Rechteckspektren best\u00e4tigt: Die einzige Farbe der Helligkeit 0 ist die, bei der kein Wellenl\u00e4ngenbereich eine Intensit\u00e4t aufweist, bei ihr ist a=0 und b=0.<\/p>\n

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Photoshop displays non-colours as colours.<\/figcaption><\/figure>\n

So there is a double need for development of Lab colours in software. Above all, an algorithm would be important that, similar to the gamut calculations, returns any colour value to the outer limit of the CIELAB colour space if required, but at least does not display such colour values as a colour.<\/p>\n

List of rectangular spectra<\/h2>\n

The file cielab-boundaries<\/a> contains the Lab coordinates of the rectangular colours at 10nm measuring interval under the following conditions:<\/p>\n