Tonwert

Unter Tonwert sind die unterschiedlichen Stufen zwischen Hell und Dunkel eines Farb- oder Schwarzweiß-Bildes zu verstehen; die Bezeichnung bezieht sich also auf einen Farb- oder Grauwert innerhalb eines vorgegebenen Farbspektrums.

Tonwert in der digitalen Bildtechnik

Foto und dessen Helligkeitswert-Verteilung im Programm Gimp

Der Tonwertbereich eines RGB-Farbkanals digitaler Bilddateien umfasst einen Bereich, der durch die Bittiefe vorgegeben ist. Bei 8 Bit ergeben sich 2⁸=256 diskrete Werte für jede Farbe. Der niedrigste Wert entspricht dabei Farbe nicht vorhanden, der höchste Farbe maximal vorhanden. Aus der Kombination in der Additiven Farbmischung der drei Farbkanäle ergibt sich die endgültige Farbe. So entspricht RGB = (0,0,0) Schwarz und RGB = (255,255,255) Weiß.

Für einige Anwendungsbereiche genügt die Abstufung in 256 Farbwerte nicht mehr. Digitalscanner bieten einen Tonwertbereich von 16 Bit (entsprechend 2^16=65536 Abstufungen) und mehr je Farbkanal. Hochwertige DSLR-Kameras des Jahres 2009 haben einen theoretischen Tonwertumfang von 14 Bit, effektiv ist der Bereich noch kleiner. Er wird u. a. durch die Vorgänge im AD-Wandler begrenzt. Auch für HDR-Bilder kann ein höherer Tonwertumfang nützlich sein. Während JPEG-Bilder meist auf 8 Bit pro Farbkanal begrenzt sind, können 16-Bit-Daten z. B. im TIFF-Dateiformat gespeichert werden.

Tonwertkorrektur

Tonwertkorrektur durch Änderung der Helligkeit, des Kontrasts und/oder Gamma-Werts

Eine Tonwertkorrektur ist in diesem Zusammenhang eine mathematische Funktion f(x), die die Helligkeitsverteilung einzelner Farbkanäle bzw. des Gesamtbildes verändert, zum Beispiel:

• Eine lineare Funktion („Gerade“) f(x) = x lässt die Tonwerte unverändert.
• Eine Korrekturfunktion, die gegenüber der Geraden eine leichte S-Form aufweist, verstärkt den Bildkontrast. Spiegelt man die Kurve an der Diagonale f(x) = x, wird der Kontrast in demselben Maße abgeschwächt.
• Eine lineare Korrekturfunktion („Gerade“) f(x) = 1 - x „invertiert“ die Helligkeitwerte hin zu einem Negativbild.
• Eine einfache Potenzfunktion f(x) = x^γ (sogenannte Gammakorrektur) verändert Hell- und Dunkelwerte nicht-linear.
• Die Tonwertkorrektur kann schließlich auch unstetig über eine Tabelle (Lookup-Tabelle) erfolgen.

Tonwert in der Drucktechnik

Densitometer zur Ermittlung von Druckzuwachs

Eine unbedruckte Fläche hat den Tonwert 0 % und eine Volltonfläche den Tonwert 100 %. Werden alle Tonwerte aller Farben einer Bildstelle zusammengerechnet, so erhält man die Tonwertsumme. Die Tonwertsumme ist auch bekannt unter der Bezeichnung Gesamtfarbauftrag. In der Druckersprache wird ein 25 % Tonwert mit Viertelton bezeichnet. Demzufolge heißt ein 50 % Tonwert Halbton oder halber Ton und ein 75 % Tonwert Dreiviertelton.

Der Tonwertzuwachs oder Druckzuwachs ist ebenfalls ein Begriff aus der Drucktechnik. Er bezeichnet den Effekt, dass Rasterpunkte auf dem bedruckten Bogen verfahrensbedingt größer erscheinen als auf der Druckvorlage, das Druckbild also ungewollt dunkler wird als gewünscht. Der Tonwertzuwachs wird in absoluten Prozentwerten angegeben. Eine Rasterfläche, die mit einer Flächendeckung von 80 % angelegt ist, erzeugt im Druck eine Deckung von 90 %. Der Tonwertzuwachs würde in diesem Fall 10% betragen. Der Druckzuwachs wird mit einem Densitometer gemessen, indem die Differenz zwischen dem geometrisch ermittelten Flächenanteil druckender Farbe auf der Druckplatte und dem auf dem Druckprodukt berechnet wird.

Der Druckzuwachs ist ein Qualitätsmerkmal bei der Wiedergabe von gerasterten farbigen und schwarzweißen Abbildungen und kann verschiedene Ursachen haben. Diese liegen im Wesentlichen an der Oberfläche des Papiers, der verwendeten Druckfarben und der angewandten Drucktechnik. Beim Offsetdruck spielt die Übertragung durch das Gummituch eine wichtige Rolle beim Druckzuwachs.

Der Tonwert ist ein Maß dafür, wie gedeckt eine Farbfläche einem Normalbeobachter erscheint. Dabei gibt es die Vorstellung, dass eine Farbfläche aus einem Anteil voll gedeckter Farbe (Vollton) und farbfreien Stellen besteht und das Auge diese unterschiedlichen Anteile nicht auflösen kann. Wenn diese Vorstellung gilt und ansonsten ideale Bedingungen herrschen (bei bedruckten Flächen kein Lichtfang, vollkommen gleichmäßige Deckung des Volltons), dann und nur dann ist der Tonwert einer zu 50 % bedeckten Fläche tatsächlich 50 %. Der Tonwert gibt also an, wie gedeckt die Farbfläche dem menschlichen Auge erscheint und nicht, wie gedeckt sie tatsächlich ist. Er ist ein optisches und kein geometrisches Maß. Daher wird er auch optisch wirksame Flächendeckung genannt. Er wird nach der Murray-Davies-Formel berechnet und kann mit Hilfe eines Densitometers gemessen werden.

Tonwert auf Film

Er ist eine Bezeichnung für den Grauwert bei Halbtonvorlagen. Der Tonwert ist ein relatives Maß, das Werte zwischen voller Transparenz (0 %) und voller Schwärzung (100 %) kennt. Ein anderes Maß ist die optische Dichte, die ein absolutes Maß darstellt. Alle Tonwerte zwischen Lichtern und Tiefen entsprechen verschiedenen Schwärzungsgraden. Bei einem Positivfilm wird der scheinbare Anteil der bedeckten Fläche in Prozent angegeben. Bei einem Negativfilm dagegen wird angegeben, wie viel Prozent zu 100 % optischer Flächendeckung fehlen.

Weblinks

• Tonwerte, Histogramm und Tonwertkurve

Siehe auch

• Aufsteilung

Literatur

• Helmut Kipphan (Hrsg.): Handbuch der Printmedien. Verlag Springer, November 2000. ISBN 3-540-66941-8