CMYK – das Geheimnis der vier Farben
Farben drucken konnte man schon zu Gutenbergs Zeiten, aber das Verfahren, um beispielsweise farbige Bilder wiederzugeben, wurde erst ein paar hundert Jahre später für gedruckte Massenmedien tauglich. Seit 1954 gibt es genormte Farbskalen in Deutschland, die DIN 16 508 für den Buchdruck und DIN 16 509 für den Offsetdruck. Heute sind Farbdrucker bis in den heimischen Bereich oft Standard. Wie aber gelangt das RGB-Bild vom Computer-Monitor auf das bedruckte Papier? Und warum braucht es dazu vier Farben? Hier erfahren Sie mehr über CMYK-Farben und die Unterschiede zu RGB- und weiteren Farbmodellen.
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Wie funktioniert CMYK?
Die Nutzung von Farben für Darstellungen auf Bildschirmen und im Druck folgt den physischen Besonderheiten des menschlichen Auges. Dieses ist gegenüber drei Lichtwellenlängen besonders empfindlich. Genau diese Farben Rot, Grün und Blau macht man sich beim RGB-Farbraum zu Nutze. Das sorgt für eine farblich ausgewogene Wiedergabe auf Farb-Monitoren.
Beim Druckvorgang dagegen wird in der Regel weißes Papier bedruckt. Papier ist nicht transparent und lässt somit kein Licht hindurch. Die vier Druckfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz – CMYK also –, werden im industriellen Offset-Farbdruck nacheinander auf das Papier aufgetragen. Dabei wird nicht flächig gedruckt, sondern mit sehr kleinen, dicht nebeneinander liegenden Punkten (Dots), die vom menschlichen Auge aus der normalen Betrachtungsentfernung als farbiges Bild wahrgenommen werden. Für eine angemessene Bildqualität wird im industriellen Offsetdruck oft mit 300 Dots per Inch (dpi) gedruckt, umgerechnet ins metrische System sind das 11,8 druckende Punkte pro Millimeter. Diese Druckpunkte sind je nach der gewünschten Stärke des Farbauftrags unterschiedlich groß. Ist ein Farbanteil gleich null Prozent, befindet sich an dieser Stelle kein Dot und somit keine Farbe.
Bei Farb-Tintendruckern werden winzige Tintentropfen als Druckpunkte, die ebenfalls dicht beieinander liegen, auf das Papier geschleudert. Die Punktgröße liegt bei 0,3 bis 0,4 Millimeter. Die Summe der einzelnen Tröpfchen in den CMYK-Farben erzeugt dann die „Illusion“ eines farbigen Bildes. Das gleiche Ergebnis liefert ein Farblaserdrucker, allerdings auf einem anderen Weg. Es gibt vier elektrisch geladene Trommeln, die durch einen Laserstrahl an den Stellen entladen werden, an denen kein Toner aus einer der vier CMYK-Kartuschen haften soll. Die verbleibenden geladenen Stellen werden dann mit den Tonerfarben dünn beschichtet. Diese beschichteten Druckpixel werden nacheinander auf das Papier übertragen und dort mit Hitze fixiert.
Diese drei Beispiele – Offset-, Farbtinten- und Farblaserdruck – illustrieren die Anforderungen an die Präzision der Druckmaschinen. Wie die Farben dafür aufgeteilt und genutzt werden, erfahren Sie im Folgenden.
Wie viele Farben hat der CMYK-Farbraum?
Der CMYK-Farbraum arbeitet mit den Grundfarben Cyan (ein Blau), Magenta (Pink) und Yellow (Gelb). Der Buchstabe K steht für „Key“ oder „Kontrast“ und bezeichnet das Schwarz. Das „B“ war im RGB-Farbraum schon für „Blue“ vergeben, sodass es für „Black“ nicht mehr infrage kam. CMYK-Farben sind aktuell nach ISO 2846 genormt – ein Nachfolger der sogenannten Euroskala, die in der DIN 16539 von 1971 verbindlich festgelegt worden war.
CMYK gehört zu den subtraktiven Farbmodellen. Etwas vereinfacht heißt das: Sind alle Farben zu 100 Prozent aktiv, ist das Ergebnis die Farbe Schwarz; sind alle Farben abwesend, also bei null Prozent, bleibt das (weiße) Papier weiß. Die Intensität der Farbnuancen lässt sich mit dem Mischen von Farben aus dem Tuschkasten vergleichen, bei dem z. B. Blau mit Gelb vermischt die Farbe Grün ergibt und je nach Höhe der Wasser- und Farbanteile eine andere Grün-Nuance entsteht.
Der wichtige Unterschied zu RGB: Die Abwesenheit aller drei Farben (RGB = 0, 0, 0) sorgt im RGB-Farbraum für Schwarz. Sind Rot, Grün und Blau jeweils auf ihrem Maximalwert von 255, wird Weiß wiedergegeben. RGB ist als additives Farbmodell CMYK also genau entgegengesetzt.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass beim Druck von jeweils 100 Prozent Cyan, Magenta und Yellow ein sehr dunkler Braunton entsteht. In der obigen Abbildung lässt sich dies am Farbfeld CMYK = 90/90/90/0 näherungsweise erkennen. Das erforderte eine weitere Komponente, um ein richtiges Schwarz drucken zu können. Deshalb wurde die Farbe Schwarz (K) in den Farbraum aufgenommen. Das ermöglichte gleichzeitig, die anderen drei Farben besser abstufen zu können. Mit CMYK-Farben ist es theoretisch möglich, bis zu 4 Milliarden verschiedene Farbtöne abzubilden.
CMYK und RGB – wer kommt wann zum Zuge?
Das Modell der CMYK-Farben wird benutzt, wenn eine bildliche Darstellung physisch auf Druckmedien ausgegeben wird – also auf Druckmaschinen verschiedenster Technologien, ebenso auf Computer-Farbdruckern, die mit Tintenstrahl- oder Lasertechnologie arbeiten. Das bedeutet bei einem Vierfarb-Laserdrucker, dass neben der schwarzen Toner-Kartusche drei weitere mit Cyan, Magenta und Yellow eingesetzt werden. Bei Farbtinten-Druckern verhält sich das genauso, wobei hier schon seit geraumer Zeit auch mit weiteren Farben gearbeitet wird. Mit steigenden Ansprüchen an Druckerzeugnisse wurden auch industrielle Druckmaschinen um weitere Farbdruckwerke ergänzt. Beim Sechsfarbdruck sind das Grün und Orange. Andere Mehrfarbdrucktechniken nutzen definierte Schmuckfarben, auch Sonderfarben genannt.
Wann spielt das RGB-Farbmodell seine Stärken aus? Lesen Sie dazu unseren Ratgeber zu RGB-Farben, der die Geheimnisse der additiven Farbmischung bei RGB lüftet und auch weitere Farbräume auflistet.
RGB ist immer dann im Spiel, wenn etwas auf Bildschirmen bzw. Monitoren ausgegeben wird. Digitale Fotoapparate erzeugen ebenfalls RGB-Bilddateien. Mit RGB sind 16,8 Millionen verschiedene Farbtöne erzielbar.
Welche weiteren Farbräume gibt es?
Jedes bedruckbare Medium, so auch jede Papiersorte, gibt Druckfarben bei gleichen CMYK-Werten etwas anders wieder. Manche saugen die Druckfarbe stark auf, andere haben eine glatte, glänzende Oberfläche, wieder andere sind matt. Um darauf reagieren zu können, haben sich standardisierte Farbprofile etabliert, die sicherstellen, dass für bestimmte Papiersorten und Druckfarben immer ein gleiches Druckergebnis erzielt wird. Ein Beispiel für ein solches Farbprofil ist das Standardfarbprofil der Druckbranche in Europa „ISO Coated v2“.
Farbprofile gibt es ebenso für Scanner und Monitore, um Farben auf ihrem Weg über die technischen Geräte so abzugleichen, dass eine maximale Farbtreue auf dem Ausgabemedium erreicht wird. Die Datensätze zur Vereinheitlichung von Farbmanagementsystemen werden vom International Color Consortium (ICC) koordiniert.
Farbsysteme gehen darüber hinaus und definieren die Zusammensetzung von Farben anders und z. T. umfangreicher. Manche von ihnen beruhen auch auf anderen theoretischen Modellen der Farbwahrnehmung des menschlichen Auges.
CIELAB
Das Farbsystem wird auch mit CIEL*a*b* oder als Lab-Farben bezeichnet. Es beruht auf der menschlichen Wahrnehmung des sogenannten Normalbeobachters – umfasst also alle wahrnehmbaren Farben – und beruht nicht auf einem mathematischen Modell wie RGB oder CMYK. Die zugrundeliegende Norm ist die EN ISO 11664-4 „Colorimetry -- Part 4: CIE 1976 L*a*b* Colour space“. In Fachartikeln ist hierfür oft die Begrifflichkeit „Tristimulus“ zu finden.
HKS
Das Farbsystem HKS besteht gegenwärtig aus 88 Basisfarben und 3.520 Volltonfarben, mit denen sich Natur- und Kunstdruckpapier bedrucken lässt. Anders als bei CMYK sind diese Farben bereits vor dem Druck fertig gemischt. Ziel ist eine objektive Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit von Farbnuancen. HKS-Farben können durch CMYK simuliert werden, dabei wird aber in den seltensten Fällen deren Brillanz erreicht.
Pantone
Das Pantone Matching System ist ein international genutztes Farbsystem für Grafik und Druck, entwickelt von der US-Firma Pantone. Es enthält 1.867 Sonderfarben (Stand: 2016), die mit dem herkömmlichen Vierfarbdruck meist nicht dargestellt können.
RAL
Das Farbsystem RAL Classics von 1927 umfasst 213 Farbtöne. Seit 1993 gibt es das RAL-Design-System mit 1.625 genormten Farben. Einige RAL-Farben sind Unternehmensfarben oder Signalfarben für bestimmte Gegenstände, so z. b. RAL 3024 als Lackierung für Feuerwehr- und Rettungs-Kfz, Seenotkreuzer und Rettungsboote der DGzRS. Die farbgetreue Darstellung von RAL-Farben ist auf Monitoren und Druckern nicht einheitlich möglich und wird durch CMYK- oder RGB-Farbangaben lediglich genähert.
Weiteres Wissen über die Verwendungen von Farben und Bildformaten liefern Ihnen unsere Ratgeber „Was ist ein Pixel“, „Zehn Bildformate im Überblick“ und „Was ist TIFF? Einführung in das Bildformat“.