Farbmischung mit LEDs: - ETC

Farbmischung mit LEDs:
Entscheidende Voraussetzungen für schöne und gleichzeitig funktionale Ergebnisse
Zielgruppe: Beleuchtungsdesigner und -techniker in der Unterhaltungsindustrie und
Architekturbranche, die bereits grundlegende Erfahrungen mit den allgemeinen Vorteilen und
Leistungsparametern der LED-Beleuchtung haben
Diese Auswertung unterscheidet die zahlreichen LED-Angebote auf dem Markt, indem sie die
Qualität des Farblichts der LEDs untersucht.

LED-Farbmischung
Die LED-Farbmischung ist mit zwei wesentlichen Problemen verbunden:
1) LEDs unterliegen dem Prinzip der additiven Farbmischung, die sich entgegengesetzt zu
herkömmlicher Farbe durch weiße Lampen mit Filtern verhält. Irreführende Informationen von
LED-Herstellern geben ein verzerrtes Bild der elementaren Anforderungen für schönes additives
Licht wieder.
2) Konventionelle Verfahren für additive Farbmischung schaffen es nicht, über weite Teile des
Spektrums gesättigte Farben und natürlich wirkende, weiche Farbtöne zu produzieren, und
erzeugen ein eher unnatürliches Licht.
Wenn LEDs richtig eingesetzt werden, können sie über das gesamte Spektrum tief leuchtende
Farben sowie strahlend weißes Licht und lebendige Pastelltöne erzeugen. LED-Geräte lassen
sich nahtlos, sogar unmerklich mit konventionellem Glühlicht mischen. Um das Farbpotential von
LEDs jedoch voll auszuschöpfen, muss bei der Farbmischung sorgfältig vorgegangen werden.
Additive Farbe
Additive RGB-Farbmischung
Das Mischen von Licht durch Aufeinanderlegen gesättigter Farben ist
eine gängige Vorgehensweise, die sich in der Regel durch die
Verwendung mehrerer Geräte in einem Lichtplan äußert. Die additive
Farbmischung innerhalb eines einzelnen Scheinwerfers ist jedoch eine
neue Funktion, die viele Benutzer möglicherweise als eine
Herausforderung empfinden. Infolgedessen entsteht ein verwirrender
Medienrummel, und Werbeaussagen wie „Vollspektrumlicht“, „16
Millionen Farben“ und „RGB-Mischung über das gesamte
Lichtspektrum“ führen dazu, dass der Verbraucher eine Leistung
erwartet, die die meisten LED-Geräte nicht erbringen können.
Während Rot, Grün und Blau die Primärfarben von Licht sind, reichen
diese Farben bei der additiven Farbmischung in vielen Situationen
nicht dazu aus, eine schöne, funktionale Beleuchtung zu erreichen.
Von der RGB-Farbmischung, also einer Mischung aus Rot, Grün und Blau, wird häufig behauptet,
sie könne jede gewünschte Farbe des sichtbaren Spektrums in jedem Sättigungsgrad
produzieren. Die RGB-Farbmischung ist die mit Abstand am häufigsten verwendete
Farbmischungsform für konventionelle LED-Scheinwerfer.
Der Begriff „Primärfarbe“ ist unzuverlässig. Bei der Mischung sogenannter Primärfarben können
nur Annäherungen anderer Farbschattierungen und keine exakten Nachbildungen produziert
werden. Rot, Grün und Blau können genau genommen keine stark gesättigten
Farbschattierungen außer Rot, Grün und Blau produzieren. Andere Farben, die mit RGB
gemischt werden, erscheinen ausgewaschen oder gräulich, insbesondere in den bernsteinfarbiggelben,
cyan-türkisfarbigen und tief violetten Bereichen.
Das Grundprinzip der additiven Farbmischung führt
bei RGB-Geräten zu ausgewaschenen, gräulichen
Farben, die die Möglichkeiten der Geräte
einschränken. Das Problem wird nicht dadurch
gelöst, einfach bessere Rot-, Grün- und Blautöne
innerhalb eines LED-Felds zu verwenden. Kein
RGB-Scheinwerfer kann je eine wahre
Vollspektrumlichtquelle sein, auch wenn dies häufig
in der Werbung suggeriert wird. Ein vergleichbares
Beispiel findet sich in der Druckindustrie. Schauen
Das Grundprinzip der additiven
Farbmischung führt bei RGB-Geräten
zu ausgewaschenen, gräulichen
Farben, die die Möglichkeiten der
Geräte einschränken.
Sie sich einmal die Druckkennlinie für den Farbaufbau am Rand einer Cornflakes-Schachtel oder
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auf der Webkante eines bunt bedruckten Stoffs an. Häufig werden für den Druck leuchtender
Farben mehr als drei oder vier Druckfarben verwendet – mitunter sogar 10 bis 15 verschiedene
Druckfarben für ein einzelnes Bild. In diesem Fall ist die Farbmischung eher substraktiv als
additiv, aber auch hier kann mit einer größeren
Anzahl Farben eine bessere Farbausgabe erzielt
Mit einer größeren Anzahl Farben
kann eine bessere Farbausgabe
erzielt werden.
werden. Dieses Prinzip gilt für den Druck genauso
wie für das Licht.
Einige Designer sind der Meinung, dass RGB-
Scheinwerfer immer „elektronisch“ wirken – wie Licht,
das von einem Monitor abgestrahlt wird und nicht die
Tiefe oder Reichhaltigkeit einer Glühlampe oder
eines gesättigten Filters aufweist. Das Licht ist ausreichend, wenn keine andere visuelle
Referenz, wie beispielsweise Licht von einer Glühlampe mit einem Filter, zum Vergleich
vorhanden ist. Wenn jedoch Glühlicht sichtbar ist, sticht das RGB-Licht hervor und wirkt digital,
unnatürlich und animiert.
Stellen Sie sich einen Farbkreis vor, in dem sämtliche Farben
entlang des Kreisumfangs dargestellt werden: Die gesättigten
Farben befinden sich am Rand, und die weniger gesättigten und
weißeren Farben sind zur Mitte hin platziert. Die Ausgabe eines
RGB-Geräts wird dargestellt, indem für die Farben Rot, Grün und
Blau jeweils ein Punkt am Kreisrand markiert wird. Durch
Verbinden dieser drei Punkte entsteht ein Dreieck, dessen Fläche
den Farbraum bzw. die Möglichkeiten des RGB-Geräts wiedergibt.
Es wird offensichtlich, dass die Sättigung der verschiedenen Farben an Punkten innerhalb des
Dreiecks zwischen den drei RGB-Ecken geringer ausfällt als an den Punkten für Rot, Grün und
Blau. Wenn also die Farbe Bernstein produziert werden soll, wird durch Mischen von Rot und
Grün ein bernsteinähnliches Licht erzielt, dass
weniger gesättigt ist als reines bernsteinfarbenes
Wenn Glühlicht sichtbar ist, sticht
das RGB-Licht hervor und wirkt
digital, unnatürlich und animiert.
Licht. Dies ist daran erkennbar, dass sich der
bernsteinfarbige Punkt auf der Linie zwischen der
roten und der grünen Ecke in einem größeren
Abstand zum Rand des Farbkreises befindet. Die
Darstellung des Gamut in einem standardisierten
Farbraum wie dem CIE-Chromatizitätsdiagramm führt
zu ähnlichen Ergebnissen.
Die Defizite in der Sättigung von RGB-Farben werden deutlich, wenn weiße Flächen beleuchtet
werden. Auf einer weißen Wand ist jedoch nicht das ungewöhnliche Verhalten von RGB-Licht
erkennbar, das bei der Beleuchtung farbiger Objekte und von Hauttönen auftritt.
Beleuchtung von Objekten und Personen
RGB-Scheinwerfer, bzw. alle Scheinwerfer, die nur wenige LED-Farben verwenden, betonen
häufig die farbigen Flächen der beleuchteten Objekte und Personen zu stark. Dies führt dazu,
dass die Farben der Gegenstände übertrieben wirken. Alles erscheint sehr farbstark und
unnatürlich grell – entweder zu rot, grün oder blau – und Gegenständen im selben Farbton sind
schwer zu unterscheiden. Hauttöne können je nach Beschaffenheit rötlich oder leicht grünlich
wirken. In Einzelfällen mag dies gewünscht sein – die meisten Designer müssen jedoch in der
Lage sein, die Erscheinung der beleuchteten Personen und Objekte präzise steuern zu können.
RGB bietet nicht die erforderlichen Steuerungsmöglichkeiten, und lässt sich nicht nahtlos mit
Glühlicht oder konventioneller Beleuchtung mischen.
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Es gibt Anwendungsgebiete, für die eine RGB-Farbmischung völlig ausreichend ist, und im
letzten Jahrzehnt wurde die RGB-basierte LED-Beleuchtung für viele innovative Projekte
eingesetzt. Bei Beleuchtungsanwendungen, die eine qualitativ hochwertige Ausgabe mit
schönen, tiefen Farben über das gesamte Farbspektrum und einer leuchtenden Intensität bei
getöntem Licht erfordern, können die Ergebnisse von RGB jedoch weit unter den Anforderungen
des Designers liegen. Tatsächlich waren die Möglichkeiten von RGB vor der Verfügbarkeit
anderer Farbmischoptionen so eingeschränkt, dass LED-Geräte ungerechterweise allgemein als
ungeeignet für seriöse Beleuchtungsarbeiten beschrieben wurden. Der Anwendungsbereich
dieser Technologie war in den Köpfen vieler professioneller Beleuchter auf neuartige Funktionen
und dekorative Beleuchtung beschränkt.
In den letzten Jahren wurden weitere Ansätze für die additive Farbmischung auf den Markt
gebracht, und das Vorurteil der digitalen Beleuchtung wird langsam abgebaut.
Alternative Farbmischungsansätze
Inzwischen sind Scheinwerfer erhältlich, deren LED-Felder mit bersteinfarbigen (A) oder weißen
(W) LEDs ausgestattet sind und die eine kombinierte RGB+A-, RGB+W- oder sogar RGBAW-
Mischung bieten. Der damit erreichte Farbmischungsgamut und die Fähigkeit, farbige
Gegenstände und Hauttöne zu beleuchten, ist eine Verbesserung gegenüber RGB. Die meisten
dieser Scheinwerfer sind jedoch nicht in der Lage, die Ausgabe der verschiedenen Farben
innerhalb der Mischung für ein optimales Ergebnis auszubalancieren.
Die meisten bernsteinfarbigen LEDs sind nicht so hell wie rote oder grüne Emitter innerhalb
desselben Pakets. Dieser Umstand in Kombination mit dem spektralen Anteil, den Bernstein an
einer Farbmischungsanordnung hat, erfordert im Vergleich zu anderen Farben in der Regel eine
höhere Anzahl bernsteinfarbiger LEDs, um einen ausreichenden Effekt in der Leistung des
Scheinwerfers zu erzielen. In einem Großteil der RGB+A- und RGBAW-Geräte wird nur eine
einzige bernsteinfarbige LED für jede rote, grüne und blaue LED verwendet. Dadurch bleibt der
Beitrag der bernsteinfarbigen LEDs relativ gering.
Die Verwendung weißer LEDs in einer Farbmischung kann die Beschaffenheit von weißem Licht
und die Wiedergabe beleuchteter Hauttöne und farbiger Objekte verbessern. Dadurch wird nicht
der Farblichtgamut des Geräts erweitert.
Der ultimative Mehrfarbenansatz
Wie die Farbkreise verdeutlichen, kann der Gamut der gesättigten Farben innerhalb eines
Scheinwerfers durch Hinzufügen zahlreicher weiterer Farben zum LED-Mix erheblich erweitert
werden.
Die oben abgebildeten Diagramme stellen ein siebenfarbiges LED-Feld dar. Die Farben sind so
über das Spektrum verteilt, dass
viele der großen Abstände in der
RGB-Anordnung geschlossen
werden. Wenn das Verhältnis der
verschiedenen LED-Farben in
einem solchen Scheinwerfer mit
Bedacht gewählt wird, sodass ihre
relative Ausgabe ausgewogen ist,
wird die Mischung von Farben
intuitiv, und die Bandbreite
wunderschöner, tiefer, satter
Additive Mischung mit sieben
Farben
Farben und reichhaltiger,
attraktiver Pastelltöne kann die anderer Scheinwerfer übertreffen.
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Mit einer ausgewogenen Mehrfarbenmischung können Beleuchtungsdesigner die Ausgabe von
Glühlicht und anderen konventionellen Lichtquellen sowie die gesamte Filterpalette präziser
imitieren. Ein solches LED-Gerät kann sogar die tiefe Sättigung der meisten Filter übertreffen.
Wenn dies gewünscht ist, kann die Sättigung auch ganz einfach zurückgenommen und eine
Filterausgabe mit beliebigem Sättigungsgrad kopiert werden.
Ein weiterer wichtiger Vorteil dieses Farbmischungsansatzes ist die wesentlich natürlichere
Wiedergabe von beleuchteten Objekten und Hauttönen. Die CRI-Werte (Color Rendering Index;
Farbwiedergabeindex) sind bei diesen LED-Geräten wesentlich höher. Farbige Oberflächen
werden jedes Mal wieder intuitiv und vorhersagbar beleuchtet – und die Farben wirken nicht
übertrieben.
Bei der Emulation der Ausgabe einer Glühlampe mit einem Filter kann der Mehrfarbenansatz
nicht nur die sichtbare Farbe sondern auch die spektrale Zusammensetzung der Referenzquelle
mit hoher Präzision nachbilden. Dies ist besonders wichtig für eine genaue Reproduktion der
Farbe auf Kostümen, Szenenelementen, Haut und Make-Up. Es bietet Designern die einzigartige
Möglichkeit, die Ausgabe von LED-Geräten wie Filterfarben zu planen und sich auf
vorhersagbare Ergebnisse verlassen zu können.
Die Mehrfarbenmischung erlaubt
es, mit der LED-Beleuchtung in
großangelegten, hochwertigen
Beleuchtungsfunktionen
hervorragende Ergebnisse zu
erzielen, die anderenfalls mit der
Technologie nicht zu bewältigen
wären.
Die Verwendung einer breiteren Palette führt zu
präziseren Ergebnissen. Der Mehrfarbenansatz setzt
dies praktisch um, kann jedoch kein echtes
Vollspektrumlicht produzieren. Ein
Mehrfarbenscheinwerfer kommt dem Ideal näher.
Natürlich gibt es Anwendungsbereiche, für die RGB-
Scheinwerfer ideal geeignet sind. Die
Mehrfarbenmischung erlaubt es jedoch, mit der LED-
Beleuchtung in großangelegten, hochwertigen
Beleuchtungsfunktionen hervorragende Ergebnisse zu
erzielen, die anderenfalls mit der Technologie nicht zu
bewältigen wären.
In Situationen, in denen die Lichtqualität des LED-
Scheinwerfers von besonderer Bedeutung ist, sollten professionelle Beleuchter mit großen
Beleuchtungsprojekten auf Folgendes achten:
• Mehr als drei verschiedene LED-Farben in der Light Engine
• Ein geplantes und ausgewogenes Verhältnis der Farben, das eine intuitive Farbmischung
und vorhersagbare Helligkeitsstufen ermöglicht, statt ein Eins-zu-eins-Verhältnis der
Farben im Spektrum
• Eine Lichtausgabe, die bei Beleuchtung einer weißen Fläche die Beschaffenheit von
offenem Glühlicht und häufig verwendeten Filterfarben nachbilden kann
• Eine Lichtausgabe, die Personen, farbige Objekte und andere Elemente natürlich
beleuchtet und über eine verbesserte Farbwiedergabe zur nahtlosen Integration mit
anderen Quellen verfügt
• Ein LED-Beleuchtungsgerät, dass nahtlos mit konventionellen Beleuchtungssystemen
interagiert
Selador x7 Farbmischsystem von ETC
Selador-Scheinwerfer von ETC basieren auf einem einzigartigen Farbmischungsansatz, dem
sogenannten x7 Farbsystem*, das für reichhaltige, kräftige und sorgfältig kalibrierte Farben sorgt.
Dank dieses Systems ermöglichen die für die Theateranwendung konzipierten Selador-Produkte
die tiefste Farbsättigung und anspruchsvollsten Beleuchtungsproduktionen, die mit LED-Geräten
möglich sind.
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Das fein abgestimmte x7-System ignoriert die
überbewertete Prämisse der sogenannten Primärfarben
und verlässt sich stattdessen auf bewährte
Farbmischprinzipien. Sehr einfach ausgedrückt ist x7
die Verkörperung der Philosophie, dass mehr Farbe in
einem Light Engine zu einer besseren Lichtausgabe
führt. In jedem Selador-Gerät sind sieben verschiedene
LED-Farben optimal angeordnet, um leuchtende,
kräftige Farben und weiches, reines Licht zu erzeugen.
In jedem Selador-Gerät sind sieben
verschiedene LED-Farben optimal
angeordnet, um leuchtende,
kräftige Farben und weiches, reines
Weißlicht zu erzeugen.
Viele Designer stellen fest, dass Selador x7-Scheinwerfer nicht sofort anhand ihrer Lichtausgabe
als LED-Geräte erkennbar sind, da sie nicht die digitale Dissonanz konventioneller LED-
Beleuchtung aufweisen. Sie harmonieren hingegen mit Glühlicht und sind – sofern dies
gewünscht ist – in Beleuchtungsabläufen nahezu unsichtbar. Wenn sie sich abheben sollen, hat
das Licht der Selador-Scheinwerfer eine Kraft und Sattheit, die erdig und natürlich wirkt. Dank
ihrer spektralen Vielfalt und tiefen Farben werden sie von professionellen Beleuchtern für
unterschiedlichste Anwendungen bevorzugt eingesetzt.
Ganz gleich, ob sie für tiefe Farben, weiche Pastelltöne oder brillantes Weißlicht eingesetzt
werden – Selador-Scheinwerfer von ETC verfügen im Vergleich zu anderen LED-Geräten über
herausragende Eigenschaften:
• Sie erzielen eine Farbsättigung, die kein anderes Gerät erreicht.
• Sie imitieren konventionelle Lampen und Filterfarben auf spektraler Ebene, wodurch
Objekte und Personen vorhersagbar und intuitiv beleuchtet werden können.
• Sie lassen sich nahtlos mit Glühlichtlampen und anderen konventionellen Lichtquellen
mischen und können so für echte Beleuchtungsprojekte statt nur für einfache neuartige
Funktionen eingesetzt werden.
• Sie überwinden die Grenzen der additiven Drei- oder Vierfarbenmischung und können so
das Potenzial der LED-Technik für wunderschönes Licht voll ausschöpfen.
Die Mischung lebendiger Farben ist ein einzigartiger Vorteil der Selador-Geräte von ETC. Diese
Fähigkeit wird durch weitere Technologien ergänzt, die die Leistung der Selador-Scheinwerfer
weiter steigern und sie zweifellos in die Lage versetzen, eine hochwertige Beleuchtung
bereitzustellen. Wenden Sie sich an eine ETC-Vertretung in Ihrer Nähe, um einen Termin für eine
Demonstration der Selador x7-Technologie in Ihren eigenen Räumlichkeiten zu vereinbaren.
*Das x7 Farbsystem ist durch das US-Patent 6,683,423 B2 vom 27. Januar 2004 geschützt.
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