Der Lacklaborant Lernwerk

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L-163

Farbabstand ΔE, Toleranzen und Metamerie

Zwei Farben quantitativ vergleichen — und die Fallstricke kennen

WahlqualifikationB 13

KernaussageDer Farbabstand ΔE misst, wie weit zwei Farben im CIELAB-Raum auseinanderliegen. ΔE*ab ist der euklidische Abstand aus ΔL*, Δa* und Δb*; für Lieferungen vereinbart man Toleranzen, und Metamerie bleibt zu beachten.

Der Farbabstand ΔE

Um zwei Farben quantitativ zu vergleichen — etwa Probe gegen Referenz —, berechnet man den Farbabstand ΔE. Der klassische CIELAB-Farbabstand ΔE*ab (nach ISO/CIE 11664-4) ist der euklidische Abstand der beiden Farborte: ΔE*ab = √(ΔL*² + Δa*² + Δb*²). Er zählt zu den am häufigsten verwendeten Farbabstandsmaßen.

Die Komponenten deuten

Der ΔE-Wert allein sagt nur, wie groß der Abstand ist, nicht wohin. Deshalb betrachtet man die Einzelbeträge: ΔL* (heller oder dunkler), Δa* (grüner oder röter) und Δb* (blauer oder gelber). Erst sie zeigen die Richtung der Abweichung — und damit, in welche Richtung die Rezeptur nachgestellt werden muss.

Toleranzen

In der Praxis vereinbart man Farbtoleranzen, oft in Lieferbedingungen. Als grobe Orientierung gilt: Ein ΔE um 1 ist unter üblichen Abmusterungsbedingungen gerade noch bzw. kaum wahrnehmbar; die Wahrnehmbarkeit hängt von Farbton, Messbedingung, Oberfläche und Betrachter ab. Die zulässige Toleranz hängt aber stark von Anwendung, Farbton und Anspruch ab und wird individuell festgelegt.

Grenzen von CIELAB und CIEDE2000

Der CIELAB-Raum ist nicht überall gleichabständig; besonders bei gesättigten und blauen Tönen passt der ΔE*ab-Wert nicht immer zum Seheindruck. Deshalb gibt es verbesserte Formeln wie CIEDE2000 (ΔE00, genormt in ISO/CIE 11664-6); diese wurde entwickelt, um die wahrgenommene Farbdifferenz unter vielen Bedingungen besser abzubilden als ΔE*ab, ist dabei aber deutlich aufwendiger zu rechnen und auch nicht in jedem Fall perfekt wahrnehmungsuniform.

Abmustern in der Lichtkabine

Der visuelle Vergleich ersetzt die Messung nicht, ergänzt sie aber — und ist selbst genormt: DIN EN ISO 3668 legt die Bedingungen fest. Gefordert sind künstliches Tageslicht, eine Beleuchtungsstärke von 1000 bis 4000 Lux auf der Betrachtungsfläche (bei dunklen Farbtönen im oberen Bereich) und eine farbneutrale Umgebung ohne direkte Sonneneinstrahlung. Betrachtet wird unter 45 Grad zur Beleuchtungsrichtung aus etwa 500 mm Abstand; die Probenfläche soll dabei ein Sehfeld von rund 10 Grad einnehmen. Probe und Referenz liegen unmittelbar nebeneinander und in gleicher Ausrichtung.

Für die Metamerieprüfung wird zwischen mehreren Lichtarten umgeschaltet. Deshalb hat eine Abmusterungskabine mehrere Leuchtmittel — typisch Tageslicht, Kunstlicht und Verkaufsraumlicht.

Zwei Fehlerquellen sitzen nicht im Gerät: Die Umgebungskleidung des Prüfers und farbige Wände verfälschen den Eindruck, und das Auge ermüdet — nach längerem Betrachten verschiebt sich die Beurteilung. Deshalb kurz und mit Blickwechsel abmustern.

Metamerie

Zwei Farben können unter einer Lichtart gleich aussehen und unter einer anderen verschieden — das ist Metamerie. Sie entsteht, wenn die Remissionskurven unterschiedlich verlaufen, die Farbwerte unter einer Lichtart aber zufällig übereinstimmen. Deshalb mustert man Farben unter mehreren Normlichtarten ab, bevor man sie freigibt. Dauerhaft vermeiden lässt sich Metamerie nur über die Rezeptur: Je ähnlicher die Remissionskurven von Probe und Referenz verlaufen, desto geringer die Metamerie — etwa durch Nachstellen mit denselben Pigmenten wie in der Referenz.

Merksatz

ΔE*ab = √(ΔL*² + Δa*² + Δb*²) misst den Farbabstand, die Einzelwerte zeigen die Richtung. Kleine ΔE (~1) sind kaum sichtbar, CIEDE2000 rechnet empfindungsgerechter — und Metamerie zwingt zum Abmustern unter mehreren Lichtarten.

FarbabstandDelta EΔEabΔL*Δa*Δb*FarbtoleranzCIEDE2000MetamerieLieferbedingungenCIELABAbmusterungLichtkabineDIN EN ISO 3668Normlichtart
Quellen
  • Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie
  • DIN EN ISO/CIE 11664
  • DIN EN ISO 3668
  • ISO/CIE 11664-4
  • ISO/CIE 11664-6

Übungsblatt Ü-163

Prüfen, ob es sitzt.

Verständnis8 Punkte

1. Erklären Sie, was der Farbabstand ΔE*ab aussagt und warum die Einzelwerte ΔL*, Δa* und Δb* trotzdem wichtig sind.

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ΔE*abDer euklidische Abstand zweier Farborte im CIELAB-Raum: ΔE*ab = √(ΔL*² + Δa*² + Δb*²). Er gibt an, wie groß die Farbabweichung insgesamt ist.
Grenze von ΔEΔE sagt nur, wie groß der Abstand ist, nicht in welche Richtung.
EinzelwerteΔL* zeigt heller/dunkler, Δa* grüner/röter, Δb* blauer/gelber — sie geben die Richtung der Abweichung.
NutzenErst mit der Richtung weiß man, wie die Rezeptur nachzustellen ist.
Warum das eine Eins verdientDie Antwort definiert ΔE korrekt als euklidischen Abstand und begründet die Bedeutung der richtungsweisenden Einzelwerte.
Berechnung10 Punkte

2. Referenz: L*a*b* = (60, 20, 30); Probe: L*a*b* = (61, 18, 33). Berechnen Sie ΔL*, Δa*, Δb* und den Farbabstand ΔE*ab und deuten Sie das Ergebnis.

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DifferenzenΔL* = 61 − 60 = 1; Δa* = 18 − 20 = −2; Δb* = 33 − 30 = 3
FarbabstandΔE*ab = √(1² + (−2)² + 3²) = √(1 + 4 + 9) = √14 ≈ 3,74
Deutung RichtungDie Probe ist etwas heller (ΔL* > 0), grüner (Δa* < 0) und gelber (Δb* > 0) als die Referenz.
Deutung GrößeΔE ≈ 3,7 ist eine deutlich sichtbare Abweichung — je nach Toleranz wäre die Probe nachzustellen.
Warum das eine Eins verdientDifferenzen und ΔE korrekt gerechnet; die Antwort deutet zusätzlich Richtung und Größe der Abweichung praxisgerecht.
Anwendung7 Punkte

3. Ein Kunststoffteil und ein lackiertes Metallteil sollen farblich zusammenpassen. Unter Tageslicht stimmen sie überein, unter Kunstlicht nicht. Erklären Sie das Phänomen und die richtige Vorgehensweise.

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PhänomenMetamerie: Die beiden Teile haben unterschiedliche Remissionskurven, ergeben aber unter der einen Lichtart zufällig gleiche Farbwerte; unter anderer Lichtart weichen sie ab.
VorgehenFarben unter mehreren Normlichtarten abmustern (z. B. Tageslicht und Kunstlicht), bevor man sie freigibt.
RezepturMöglichst so einstellen, dass die Remissionskurven ähnlicher werden — das verringert die Metamerie.
Warum das eine Eins verdientDie Antwort benennt Metamerie korrekt über die Remissionskurven und nennt das Abmustern unter mehreren Lichtarten als richtige Vorgehensweise.

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