4. Farbe

Für den Laien mag es überraschend klingen, wenn von der Farbe des Lichts die Rede ist. Der Mensch nimmt Farbunterschiede des Lichts meist gar nicht wahr, weil das Gehirn die Farbunterschiede unbewusst korrigiert. Dieser "automatische Weißabgleich" sorgt dafür, dass wir die Farbe der Gegenstände unserer Umgebung immer in etwa gleich wahrnehmen. Erst bei extremen Lichtverhältnissen fallen auch dem Ungeübten Unterschiede auf, etwa beim warmen Licht eines Sonnenuntergangs.

Farbfilme und Kamerasensoren erfassen die Farbe des Lichts hingegen unverfälscht. Um dennoch eine Aufnahme zu erhalten, in der die Farben so wiedergegeben werden, wie das menschliche Auge sie gesehen hat, müssen entsprechende Korrekturen vorgenommen werden. Bei analogen Farbfilmen erfolgte diese Korrektur durch Einsatz von Farbkorrekturfiltern während der Aufnahme. In der digitalen Fotografie übernimmt die Aufgabe der Weißabgleich.

Wellenlänge

Licht besitzt als elektromagnetische Strahlung (auch) die Eigenschaften einer Welle. Was wir als Licht wahrnehmen, ist ein kleiner Bruchteil eines riesigen Spektrums elektromagnetischer Strahlung. Es unterscheidet sich von anderer Strahlung durch den Abstand der aufeinander folgenden Wellen, der sog. Wellenlänge.

Das Spektrum elektromagnetischer Strahlung umfasst einen Bereich von Radiowellen mit einer Wellenlänge von mehreren hundert Metern bis zur Gammastrahlung mit einer Wellenlänge von weniger als einem Zehntausendmillionstel Millimeter. Sichtbares Licht ist allein der Bereich mit Wellenlängen zwischen rund 400 und 700 nm (Nanometer "nm" ist der millionste Teil eines Millimeters).

Innerhalb des Spektrums des sichtbaren Lichts kann je nach Wellenlänge der Strahlung das Licht eine andere Farbe haben. Dabei lassen sich sechs Einzelfarben unterscheiden, die sog. Regenbogenfarben vom kurzwelligen Violett über Blau, Grün, Gelb und Orange bis zum langwelligen Rot.

Farbloses, sog. weißes Licht enthält gleichmäßig alle sichtbaren Wellenlängen. Es ist quasi eine gleichmäßige Mischung aus buntem Licht. Bei einem Regenbogen wird diese Mischung durch die Regentropfen aufgebrochen und das gesamte Farbspektrum des Sonnenlichts sichtbar gemacht.

Enthält Licht überwiegend Wellenlängen eines bestimmten Bereichs, wird das Licht farbig. Blaues Licht enthält beispielsweise überwiegend Wellenlängen von etwa 450 nm, während gelb/oranges Licht überwiegend Wellenlängen von etwa 600 nm enthält. Bei künstlichen Lichtquellen kann das Licht auch begrenzte Wellenlängenbereiche aufweisen oder es fehlen ganze Wellenlängenbereiche.

Entstehung

Dass Licht überhaupt farbig ist, kann ganz unterschiedliche Ursachen haben.

Zunächst wird die Lichtfarbe natürlich von der Lichtquelle beeinflusst. Das direkte Licht der Sonne enthält gleichmäßig alle Wellenlängen und ist deshalb farblos weiß. Das Licht einer Glühbirne enthält auch alle Wellenlängen, allerdings überwiegen hier die Wellenlängen um 600 nm, so dass das Licht gelblich wird. Eine Kerze gibt hingegen überwiegen Wellenlängen um 650 nm ab, so dass das Licht rötlicher wird.

Sog. weißglühende Lichtquellen, zu denen die Sonne, Glühbirnen aber auch Kerzen gehören, geben alle sichtbaren Wellenlängen ab, wenn auch in unterschiedlichen Anteilen. Bei nicht-weißglühenden Lichtquellen, wie fluoreszierenden Leuchten oder Gasentladungslampen ist das Spektrum hingegen unterbrochen. Leuchtstoffröhren beispielsweise geben oft nur eine Kombination aus grünem und orange-rotem Licht ab, die übrigen Wellenlängen fehlen komplett. Auch sog. Energiesparlampen können bis heute nicht das komplette Spektrum sichtbaren Lichts erzeugen, selbst wenn sie mit weißem Licht beworben werden.

Licht kann auch dadurch farbig werden, dass es von einem farbigen Gegenstand reflektiert wird. Farbige Gegenstände reflektieren Licht in ihrer eigenen Farbe, während das übrige Licht absorbiert wird. Eine gelbe Wand  reflektiert beispielsweise gelbes Licht, was bei Aufnahmen in der Nähe dieser Wand bedacht werden muss.

Auch der blaue Himmel an einem wolkenlosen Tag entsteht durch Reflektionen. Das kurzwellige blaue Licht der Sonne wird in der Erdatmosphäre reflektiert, so dass der Himmel blau wird. Bei Landschaftsaufnahmen an sonnigen Tagen hellt dieses reflektierte Licht des Himmels die Schatten auf, die deshalb oft einen sichtbaren Blaustich aufweisen.

Wird ein lichtdurchlässiger, farbiger Stoff vor eine Lichtquelle gehalten, lässt der Stoff nur Licht mit der gleichen Farbe passieren, während er das übrige Licht zurück hält. Der lichtdurchlässige Stoff funktioniert wie ein Filter. Eine rote Folie vor einem Blitz lässt beispielsweise nur die roten Anteile des Blitzlichts passieren.

Farbiges Licht kann auch durch Diffusion erzeugt werden. Steht die Sonne am Morgen oder Abend knapp über dem Horizont, werden die kurzen blauen Wellenlängen des Sonnenlichts durch die Atmosphäre zerstreut, während das orange/rötliche Sonnenlicht übrig bleibt.

Nicht vergessen werden soll schließlich die Möglichkeit der Aufspaltung des Lichts in seine Farbanteile durch Lichtbrechung, wie wir es von einem Regenbogen kennen.

Farbtemperatur

Um die Farbe des Lichts objektiv beschreiben zu können, wurde im 19. Jahrhundert die Farbtemperatur entwickelt. Ausgangspunkt war dabei ein Eisenblock ("schwarzer Körper"), der zunehmend erhitzt wurde. Der Eisenblock änderte dabei seine Farbe von Dunkelrot über Gelb bis er Weiß glühte. Würde der Block im Vakuum weiter erhitzt, würde sich die Farbe schließlich von Weiß in Blau ändern.

Die Farbtemperatur einer Lichtquelle entspricht der Temperatur die notwendig ist, damit der erhitzte Eisenblock Licht in gleicher Farbe abgibt. Die Farbtemperatur wird in Kelvin (nicht Grad-Kelvin) angegeben. Die Farbtemperaturen umfassen ein Spektrum von Rot (1800 K) über Gelb (4000 K), Weiß (5500 K) bis Blau (>7500 K).

Bei allen weißglühenden Lichtquellen kann die Farbe des Lichts sehr treffend durch die Farbtemperatur beschrieben werden. Eine schwach leuchtende Glühbirne beispielsweise gibt bei relativ niedrigen Temperaturen rötlich-oranges Licht ab. Je heißer sie brennt, desto weniger rot ist ihr Licht, da sie mehr energiereiche (blaue) Wellenlängen abgibt.

Die bläulich bis orangefarbige Skala der Farbtemperaturen passt allerdings nicht bei nicht weißglühenden Lichtquellen. Bei solchen Lichtquellen muss deshalb mit Näherungswerten gearbeitet werden, die in etwa die gleiche Farbe wiedergeben. Bei einigen wenigen Digitalkameras und vielen RAW-Konvertierungsprogrammen wird deshalb die Farbtemperaturskala mit einer weiteren Farbskala von Grün nach Magenta kombiniert.

Farbkorrektur

Wie bereits zu Beginn erwähnt, nehmen wir geringe Farbunterschiede des Lichts meist gar nicht wahr, weil unser Gehirn die daraus resultierenden Farbabweichungen blitzschnell korrigiert. Eine Digitalkamera kann das nicht. Deshalb muss hier der Fotograf (oder die Kameraelektronik) korrigierend eingreifen, wenn die Farbwiedergabe der Aufnahme dem entsprechen soll, was wir gesehen haben.

In der analogen Fotografie konnten die Korrekturen praktisch nur mit Hilfe von Farbfiltern während der Aufnahme vorgenommen werden. In der Digitalfotografie nimmt der Weißabgleich die Korrekturen im Rahmen der RAW-Konvertierung vor.

Farbkorrekturfilter

 

Der analoge Farbfilm ist auf eine bestimmte Farbtemperatur abgestimmt. Der meist verwendete Tageslichtfilm gibt die Farben eines Objekts neutral wieder, wenn das Objekt mit weißem Licht mit einer Farbtemperatur von 5500 K beleuchtet wird. Wird das Objekt mit dem Licht einer Lampe mit einer Farbtemperatur von etwa 3000 K ausgeleuchtet, wird das Foto einen Gelbstich aufweisen.

Um eine neutrale Farbwiedergabe zu erzielen muss beim analogen Farbfilm während der Aufnahme ein Farbkorrekturfilter verwendet werden, der den Gelbstich wieder ausgleicht. Farbfilter sind selektiv durchlässig, sie lassen also vorwiegend das Licht ihrer eigenen Farbe passieren, während andersfarbiges Licht zurückgehalten wird.

Um den Gelbanteil im Licht zu reduzieren wird also ein Filter in der Komplementärfarbe zu Gelb benötigt, also ein Blaufilter. In der Praxis ist dies ein bläulicher Farbfilter, z.B. Wratten 80A.

Soll umgekehrt der Blauanteil im Licht reduziert werden, wird dementsprechend ein Filter in der Komplementärfarbe zu Blau benötigt, also Gelb. In der Praxis sind diese sog. Warmfilter allerdings eher orange- oder rotbraun, z.B. Wratten 81C.

Die Arbeit mit Farbkorrekturfiltern hat zwei entscheidende Nachteile: Zum einen benötigen Sie für die Vielzahl möglicher Lichtsituationen eine entsprechende Vielzahl Filter. Zum anderen schluckt ein Farbfilter Licht, so dass für die Aufnahme eine längere Belichtungszeit oder eine größere Blendenöffnung benötigt wird.

Werden Farbfilter an einer digitalen Kamera verwendet, muss der automatische Weißabgleich der Kamera abgeschaltet werden, da dieser sonst die Wirkung des Filters wieder neutralisiert. In der Nachbearbeitung lässt sich der Effekt eines Farbfilters jedoch recht einfach simulieren (siehe: Dunkelkammer – Gimp).

Weißabgleich

Die Funktion von Farbkorrekturfiltern übernimmt in der digitalen Fotografie der Weißabgleich. Da die vom Sensor gelieferten Rohdaten ohnehin in Bilddaten umgerechnet werden müssen (sog. RAW-Konvertierung), wird dabei auch die Farbbalance den Lichtverhältnissen während der Aufnahme angepasst. Dies geschieht, indem die Farbanteile in den drei Farbkanälen rechnerisch entsprechend verschoben werden.

Wie die Farbbalance angepasst wird, kann vom Fotografen durch die Einstellung des Weißabgleichs an der Kamera beeinflusst werden. Wer mit RAW-Dateien arbeitet, kann den Weißabgleich sogar nachträglich im Rahmen RAW-Konvertierung am Computer verändern.

Automatischer Weißabgleich

Praktisch jede Digitalkamera bietet heute einen automatischen Weißabgleich (AWB, "automatic white balance"). In der Regel arbeitet der automatische Weißabgleich nach folgendem Prinzip:

Zunächst wird das gesamte Bild von der Kameraelektronik analysiert und nach hellen Bildteilen abgesucht, von denen die Elektronik meint, dass sie Weiß oder zumindest fast Weiß wiedergegeben werden sollten. Da Weiß eine unbunte Farbe ist, sollten die Tonwerte in diesem Bildteil in allen drei Farbkanälen gleich sein. Sind sie es nicht, rechnet die Elektronik die Tonwerte in den einzelnen Kanälen entsprechend um (vgl. auch: Dunkelkammer - Farbstich entfernen).

Die Qualität und Zuverlässigkeit des automatischen Weißabgleichs hängt stark von der Güte und Komplexität der Kamerasoftware ab und kann je nach Modell stark variieren. Inzwischen werden von den meisten Kameras in der Mehrzahl der Fälle gute bis sehr gute Ergebnisse erzielt, insbesondere wenn im Motiv tatsächlich weiße Flächen vorhanden sind.

Vordefinierter Weißabgleich

Alternativ kann an vielen Kameras vom Fotografen eine Farbtemperatur gewählt werden, auf die dann der Weißabgleich abgestimmt wird. Kameras für den professionellen Einsatz erlauben oft die Eingabe eines konkreten Kelvinwerts. Bei den meisten Kameras wird hingegen über Symbole die Farbtemperatur für typische Lichtverhältnisse vorgegeben, z.B. für Tageslicht oder Blitzlicht (5500 K), Bewölkt (6500 K), Schatten (7500 K), Kunstlicht (2850 K) oder Neonlicht (3800 K).

Die Auswirkungen der jeweiligen Einstellungen sind vergleichbar mit dem oben beschriebenen Einsatz eines Farbfilters. Wird ein niedriger Kelvinwert gewählt, z.B. Kunstlicht, wird im Weißabgleich der hohe Gelbanteil des Lichts kompensiert indem die Farben nach Blau verschoben werden, ähnlich wie beim Einsatz eines Blaufilters. Wird ein hoher Kelvinwert gewählt, z.B. Bewölkt oder Schatten, wird umgekehrt der Blauanteil des Lichts durch eine Verschiebung der Farben nach Gelb kompensiert, vergleichbar dem Einsatz eines Warmfilters.

Stimmt die Farbtemperatur des Lichts mit dem vorgewählten Wert annähernd überein, werden die Farben im Foto neutral wiedergegeben. Bei Abweichungen wird es jedoch zu deutlichen Farbstichen kommen. Ist der Kelvinwert zu niedrig gewählt, erhält die Aufnahme einen Blaustich; ist der Kelvinwert zu hoch gewählt, erhält die Aufnahme einen Gelbstich.

Manueller Weißabgleich

Wer besonderen Wert auf eine neutrale Farbbalance legt, sollte - wenn möglich - den manuellen Weißabgleich nutzen. Die Bedienung des manuellen Weißabgleichs kann je nach Kamera recht unterschiedlich sein. Deshalb sollte Sie unbedingt ihre Bedienungsanleitung zu Rate ziehen. Im Grunde arbeiten aber fast alle Systeme nach dem gleichen Prinzip.

Zunächst benötigen Sie ein möglichst weißes oder hellgraues Referenzobjekt, das vom selben Licht beschienen wird wie ihr späteres Motiv. Da in der Natur solche Referenzobjekte meist nur schwer zu finden sind, bietet der Fotofachhandel spezielle Weißkarten an, die rein weiß bedruckt sind. Zur Not können Sie aber auch einen Bogen mattweißes Fotopapier nutzen.

Das Referenzobjekt bzw. die Weißkarte wird möglichst formatfüllend fotografiert. Wichtig ist dabei, dass sich das Objekt im selben Licht befindet, wie das spätere Motiv. Befindet sich Ihr Motiv im Schatten, muss auch die Weißkarte im Schatten fotografiert werden und nicht im direkten Sonnenlicht. Achten Sie darauf, dass Sie selbst nicht versehentlich einen Schatten auf die Karte werfen und damit die Lichtverhältnisse ändern.

Nach der Aufnahme wird das Foto auf dem Kameradisplay ausgewählt und über das Kameramenü der manuelle Weißabgleich aufgerufen. Wie beim automatischen Weißabgleich ermittelt die Kameraelektronik nun die passende Farbbalance, um das Referenzobjekt weiß wiederzugeben.

Die so ermittelte Farbtemperatur wird gespeichert und für den Weißabgleich aller nachfolgenden Aufnahmen verwendet, bis Sie die Weißabgleicheinstellungen wieder ändern.

Nachträglicher Weißabgleich

Wer das RAW-Format seiner Kamera nutzt, kann die Einstellungen für den Weißabgleich auch noch nach der Aufnahme verändern, ohne dass die Bildqualität dabei Schaden nimmt.

RAW-Dateien enthalten die vom Kamerasensor gelieferten unbearbeiteten Rohdaten. Die Umwandlung der Rohdaten in Bilddaten erfolgt erst am heimischen Computer mit Hilfe eines RAW-Konverters. Im Rahmen dieser Konvertierung können die Einstellungen des Weißabgleichs individuell auf die Aufnahme abgestimmt werden. Diese Methode bietet eine Reihe von Vorteilen:

RAW-Konverter erzeugen aus den Rohdaten eine Vorschau des Fotos. In dieser Vorschau können Sie die Auswirkungen von Einstellungsänderungen auf das Foto unmittelbar am großen Bildschirm nachvollziehen (vorausgesetzt, sie haben einen kalibrierten Bildschirm, der die Farben nicht verfälscht wiedergibt). Da die eigentliche Konvertierung erst erfolgt, wenn das Bild in einem anderen Format gespeichert wird, können Sie gefahrlos verschiedenste Einstellungen ausprobieren.

An der Kamera kann der Weißabgleich in der Regel nur über die Einstellung der Farbtemperatur geregelt werden. Dies führt allein zu Farbverschiebungen zwischen Blau und Gelb. Bei Motiven, die durch nicht weißglühende Lichtquellen ausgeleuchtet werden (z.B. nächtliche Straßenszene), können Farbverschiebungen nur annähernd ausgeglichen werden. RAW-Konverter bieten deshalb meist zusätzlich die Möglichkeit, die Farben auch zwischen Grün und Magenta zu verschieben.

RAW-Konverter bieten - wie bereits die Kamera - eine Reihe vordefinierter Einstellungen für typische Lichtverhältnisse, wie Tageslicht, Kunstlicht usw. Daneben besitzt auch der RAW-Konverter eine Automatikfunktion, die wie der oben beschriebene automatische Weißabgleich arbeitet. Die Ausgangswerte des RAW-Konverters sind aber immer die von der Kamera während der Aufnahme gespeicherten Einstellungen. Nutzen Sie während der Aufnahme den automatischen Weißabgleich der Kamera, können Sie im Konverter zwischen den Einstellungen des automatischen Weißabgleichs der Kamera, des automatischen Weißabgleichs des Konverters und zahlreichen vordefinierten Einstellungen auswählen. In der Regel findet sich bereits so eine passende Einstellung.

Noch komfortabler ist die Arbeit mit dem Pipettenwerkzeug des RAW-Konverters. Wählen Sie in der Bildvorschau eine Stelle im Foto, die Weiß oder Hellgrau dargestellt soll. Durch einen einzigen Klick mit der Pipette auf diese Stelle im Bild wird der Weißabgleich passend eingestellt.

Wer ganz sicher gehen will, kann im Fotohandel eine Farbkarte erwerben. Eine Farbkarte besteht meist aus zwölf Feldern, von denen sechs in Grautönen von Weiß bis Schwarz und weitere sechs in den Grundfarben gedruckt sind. Von dieser Farbkarte wird eine Aufnahme im gleichen Licht des Motivs gemacht. Diese Aufnahme dient im RAW-Konverter als Ausgangsmaterial für den Weißabgleich.

Mit dem Pipettenwerkzeug können Sie in das weiße oder hellgraue Feld klicken, um den Weißabgleich zu starten. Die Änderung der Farbbalance können Sie anhand der sechs Farbfelder genau erkennen und notfalls korrigieren; die Farbkarte kann dabei als Referenz neben den Bildschirm gehalten werden. Wenn die richtige Einstellung des Weißabgleichs gefunden ist, können die Einstellungen mit Hilfe von Synchronisations- oder Stapelfunktionen - notfalls auch manuell - auf andere Bilder übertragen werden.

Subjektive Farbwiedergabe

Eine objektive, neutrale Wiedergabe von Farben ist nur in wenigen Fällen tatsächlich das Ziel eines Fotografen. Wollen Sie z.B. einen Pullover für eine Internetauktion fotografieren, können Sie sich durch eine objektive Farbwiedergabe eine Menge Ärger mit dem Käufer ersparen. Die romantische Wirkung eines Sonnenuntergangs würde bei einer neutralen Farbwiedergabe aber zerstört werden.

Wollen Sie mit einer Aufnahme Ihre ganz persönlichen Eindrücke und Empfindungen wiedergeben, kann die Farbe des Lichts ein entscheidendes Gestaltungsmittel sein. Hier kommt es nicht auf eine objektiv richtige Wiedergabe, sondern auf eine Farbgestaltung an, die Ihren kreativen Ideen entspricht. Farbstiche sind hier kein Fehler, sondern Mittel zum Zweck.

Farben - vor allem die Farbe des Lichts - sind wichtige Hilfsmittel, um Emotionen mit einem Foto auszudrücken. Blau signalisiert gemeinhin Kälte und Distanziertheit, aber auch Neutralität und Objektivität. Gelb und Orange gelten hingegen als warm und geborgen; sie signalisieren Nähe und Vertrautheit. Grün gilt zwar als Farbe der Hoffnung und der Natur, ein durch das Licht verursachter Grünstich wirkt hingegen unnatürlich und künstlich. Hierdurch lassen sich mit geeigneten Motiven futuristische, aber auch beängstigende Szenarien entwerfen.

Mit Hilfe des Weißabgleichs oder durch den Einsatz von Farbfiltern lassen sich diese Effekte weiter verstärken:

Mit einem Strand assoziieren viele Menschen Sommer, Sonne und Wärme. Durch wärmere (gelblichere) Farben lässt sich dieser Eindruck zusätzlich verstärken. Deshalb wurde hier für den Weißabgleich eine höhere Farbtemperatur (7500 K) eingestellt. Wenn Sie mit der Maus über das Foto fahren, sehen sie im Vergleich dazu eine Variante mit einem (objektiv richtigen) Weißabgleich auf 5500 K. Diese kleine Änderung verleiht dem Foto einen ganz anderen Charakter.

Mit einer Winterlandschaft verbinden wir hingegen entsprechende Kälte, die durch blaue Farbtöne signalisiert wird. Im Foto rechts wurde dementsprechend für den Weißabgleich eine relativ niedrige Farbtemperatur von 4850 K gewählt. Um den Blaustich auch in den Schatten zu beseitigen, ist hingegen ein Weißabgleich auf 7850 K erforderlich. Dies führt zu einem ganz anderen Foto.

Es lohnt sich also, den Weißabglich nicht einfach der Kameraautomatik zu überlassen, sondern ihn als Instrument für die Umsetzung eigener Bildideen zu nutzen.