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Forschungsschwerpunkt Farbe

Bei verschiedenen Beleuchtungen unterscheiden sich die Farben von Original (unten) und Kopie (oben) kaum.

Wir leben in einer bunten Welt, in der Farbe nicht nur ein wichtiger Teil unserer visuellen Wahrnehmung ist, sondern häufig auch ein Informationsträger, der unsere Entscheidungen im Alltag maßgeblich beeinflusst. Wir treffen diese Entscheidungen immer öfter auf Basis von Kopien, wenn wir beispielsweise in Katalogen oder im Internet einkaufen. Zu unserem Leidwesen müssen wir immer wieder feststellen, dass die kopierte Welt mit der Realität wenig gemeinsam hat.

Woran liegt das? Und wie können diese Kopien verbessert werden?

Die Farbgruppe am IDD beschäftigt sich genau mit diesen Fragen. Um sie zu beantworten, ist nicht nur eine genaue Modellierung sowie Verbesserung bildgebender Systeme wie Kameras, Projektoren oder Druckmaschinen notwendig, sondern auch die detailierte Kenntnis der menschlichen visuellen Wahrnehmung.

Unsere multidisziplinäre Forschung behandelt physikalische, chemische, ingenieurswissenschaftliche, mathematische und wahrnehmungspsychologische Fragestellungen rund um das Thema Farbe.

Beispielsweise haben wir den Prototypen eines multispektralen Kopiersystems entwickelt, mit dem sich Kopien erstellen lassen, die unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen ihren Originalen gleichen.

Viele Teilprobleme sind hierbei noch aktives Forschungsgebiet. Ein Beispiel ist die physikalische Modellierung von Drucksystemen mit sehr vielen Grundfarben. Dies erfordert ein genaues Verständnis der Interaktion von Photonen, dem Bedruckstoff und der Grundfarben.

Ein weiteres Problem ist der typische Fall, dass ein Ausgabesystem physikalisch nicht in der Lage ist ein bestimmtes Bild zu kopieren. Wie müssen diese Bilder verändert werden, damit die resultierende Kopie den kleinsten wahrnehmbaren Unterschied zum Original hat? Zur Optimierung solcher Reproduktionen ist ein wahrnehmungsbasiertes Bildabstandsmaß notwendig, an dem wir zur Zeit arbeiten.

Neue Materialen stellen neue Herausforderungen für die Reproduktion dar. Beispielsweise ändern Interferenzeffektdrucke je nach Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel ihre Farben und zeigen zudem je nach Pigmentgröße auffällige Texturen mit Glitzereffekten. Wie viele Dimensionen sind notwendig, um die Wahrnehmung solcher Materialen ausreichend genau zu beschreiben? Wie lässt sich mit diesem Wissen ein Wahrnehmungsraum konstruieren, bei dem der euklidische Abstand zweier Punkte weitgehend mit dem wahrgenommenen übereinstimmt? Dies sind Probleme, deren Lösungen maßgeblich die Toleranzschwellen in der Reproduktion beeinflussen und die darüber entscheiden, ob eine Kopie als gut empfunden wird oder nicht.

Unsere Vision ist es, das komplexe Zusammenspiel physikalischer Effekte mit der Wahrnehmung exakt zu modellieren und zur Verbesserung bildgebender Systeme und Reproduktionsmethoden zu nutzen. Auf diese Weise sollen Kopien entstehen, die unabhängig von den Betrachtungsbedingungen mit den Originalen übereinstimmen.