COLO.Science · Spektroskopie und Farbe · Anwendungsleitfaden
Leitfaden Farbmessung — Licht, Farbmaßzahlen, Proben und Messgeräte
Zwei Musterplatten können an der Spritzgießmaschine identisch und unter Ladenbeleuchtung unterschiedlich aussehen, und zwei Personen beurteilen eine Farbe selten gleich. Die instrumentelle Farbmessung ersetzt Meinungen durch Zahlen: Ein Spektralphotometer misst, wie eine Probe das Licht bei jeder Wellenlänge reflektiert oder transmittiert, und rechnet dies in Normwerte wie CIE L*a*b* und ΔE um. Dieser Leitfaden Farbmessung erklärt Schritt für Schritt, was Sie für eine zuverlässige Farbmessung wissen müssen — von Licht und Wahrnehmung über die Probenvorbereitung und die Vergleichbarkeit zwischen Messgeräten bis zur Wahl der Ausrüstung.
In diesem Leitfaden
1 · Grundlagen der Farbenlehre — Licht, die drei Farbmerkmale und Farbräume

Sichtbares Licht
Licht ist elektromagnetische Strahlung. Radiowellen, Infrarot, Ultraviolett und Röntgenstrahlen gehören zur selben Familie; das Auge reagiert nur auf das schmale Band von etwa 380 nm (Violett) bis 780 nm (Rot). Tageslicht enthält alle diese Wellenlängen und erscheint weiß. Ein Objekt erscheint farbig, weil es einen Teil des sichtbaren Spektrums absorbiert und den Rest reflektiert oder transmittiert: Eine rote Platte absorbiert blaues und grünes Licht und gibt überwiegend rotes Licht zurück.
Genau das misst ein Spektralphotometer: den Anteil des zurückgegebenen Lichts bei jeder Wellenlänge, typischerweise von 360 bzw. 400 nm bis 700 bzw. 780 nm in Schritten von 10 nm. Diese Spektralkurve ist der Fingerabdruck der Farbe — jeder Farbwert wird aus ihr berechnet.
Die drei Farbmerkmale
Jeder Farbeindruck lässt sich durch drei Merkmale beschreiben. Farbräume und Farbabstandsformeln sind lediglich exakte Möglichkeiten, diese auszudrücken:
Von visuellen Farbatlanten zu CIE L*a*b*
Frühe Farbsysteme waren visuell: Das Munsell-System (1905) ordnete gemalte Muster nach Farbton, Value (Helligkeit) und Chroma. Die CIE definierte Farbe dann über Messung — XYZ und Yxy (1931) und 1976 den Farbraum CIE L*a*b*, der so aufgebaut ist, dass gleiche Abstände besser gleichen visuellen Unterschieden entsprechen. Er beruht auf der Gegenfarbentheorie: Eine Farbe kann nicht gleichzeitig rot und grün oder gelb und blau sein, daher genügen zwei Achsen (a*, b*) und eine Helligkeitsachse (L*), um jede Farbe zu verorten.



Auch die Temperatur verändert die Farbe
Viele Farben verschieben sich leicht mit der Temperatur — dieser Effekt heißt Thermochromie. Selbst keramische Referenzfliesen verändern sich: Typische Unterschiede der BCRA-Fliesen Series II bei einer Temperaturänderung von 10 °C sind unten dargestellt. Gesättigtes Rot, Orange und Gelb reagieren am stärksten, neutrale Grautöne kaum. Messen Sie Proben und Standards bei gleicher, stabiler Raumtemperatur und lassen Sie frisch gespritzte oder erwärmte Proben zuerst abkühlen.
| Fliese | ΔE*ab / 10 °C | Fliese | ΔE*ab / 10 °C |
|---|---|---|---|
| Weiß | 0.01 | Rot | 1.32 |
| Hellgrau | 0.02 | Gelb | 0.92 |
| Mittelgrau | 0.05 | Grün | 0.92 |
| Dunkelgrau | 0.05 | Dunkelgrün | 0.91 |
| Tiefgrau | 0.05 | Tiefblau | 0.17 |
| Tiefrosa | 0.60 | Schwarz | 0.02 |
| Orange | 1.52 |
2 · Licht, Objekt und Beobachter — warum Farbe nicht allein eine Eigenschaft des Objekts ist
Wir sehen Farbe, wenn Licht auf ein Objekt fällt, das Objekt einen Teil des Spektrums absorbiert und den Rest reflektiert oder transmittiert und ein Beobachter — Auge und Gehirn oder ein Messgerät — das Verbleibende empfängt. Ändert sich eine dieser drei Größen, ändert sich der Farbeindruck: Dieselbe rote Platte sieht bei Tageslicht, unter einer Glühlampe und unter Leuchtstoffröhren im Laden unterschiedlich aus.
Ein Messgerät legt alle drei Variablen fest. Es verwendet eine definierte Lichtquelle, eine definierte Messgeometrie und einen Normalbeobachter (2° für kleine Gesichtsfelder, 10° für größere — 10° ist in der Industrie üblich). Deshalb lassen sich instrumentelle Werte zwischen Schichten, Laboren und Unternehmen vergleichen, visuelle Beurteilungen dagegen nicht.
3 · Normlichtarten, Metamerie und die Farbabmusterungskabine
Farbwerte werden stets für eine gewählte Lichtart berechnet. Die gebräuchlichsten sind:
| Lichtart | Entspricht | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| D65 | Mittleres Tageslicht, 6500 K | Standard für die meisten Branchen; Kunststoffe, Lacke, Textilien |
| A | Glühlampe (Wolfram), 2856 K | Prüfung der Farbe unter warmem Innenraumlicht |
| F2 / CWF | Kaltweiße Leuchtstofflampe | Büros, Geschäfte — US-Praxis |
| F11 / TL84 | Schmalband-Leuchtstofflampe | Ladenbeleuchtung — europäische Praxis |
| D50 | Horizont-Tageslicht, 5000 K | Druck und grafische Industrie |
| UV | UV-Anteil des Lichts | Erkennung optischer Aufheller und Fluoreszenz |
Metamerie bedeutet, dass zwei Proben unter einer Lichtart übereinstimmen und unter einer anderen abweichen. Sie tritt auf, wenn Standard und Probe unterschiedliche Spektren haben — typischerweise bei Verwendung eines anderen Pigments, Füllstoffs oder Polymertyps. Ein gutes Messgerät gibt einen Metamerieindex aus und zeigt beide Spektren nebeneinander, sodass die Ursache sofort sichtbar wird.
Eine Farbabmusterungskabine (ein Abmusterungsschrank mit mehreren Normlichtquellen) ermöglicht die visuelle Prüfung auf Metamerie. Sie ergänzt die Messung, ersetzt sie aber nicht: Das Auge sagt Ihnen, dass ein Unterschied besteht, das Spektralphotometer, wie groß er ist und in welche Richtung er geht.
4 · Lichtquellen, Farbabmusterungskabinen und die Messung von Licht
Die Lichtquelle ist der Teil der Farbbeurteilung, der am häufigsten als selbstverständlich angesehen wird — und am häufigsten der Grund, warum zwei Personen uneins sind. Licht wird durch seine spektrale Leistungsverteilung (SPD) beschrieben: wie viel Leistung es bei jeder Wellenlänge abgibt. Zwei Lampen, die gleich weiß aussehen, können völlig unterschiedliche Spektren haben, und eine Probe sieht unter jeder von ihnen anders aus.
Schematische spektrale Leistungsverteilungen, normiert bei 560 nm.
Kenngrößen zur Beschreibung einer Lichtquelle
| Kenngröße | Was sie aussagt | Typischer Wert |
|---|---|---|
| Ähnlichste Farbtemperatur (CCT) | Ob weißes Licht warm oder kalt wirkt | 2700–3000 K warm · 4000 K neutral · 6500 K Tageslicht |
| Farbwiedergabeindex (CRI, Ra) | Wie naturgetreu Farben im Vergleich zu einem Referenzlicht erscheinen (Mittelwert R1–R8; R9 für gesättigtes Rot) | Ra ≥ 90 für Farbarbeiten; Tageslichtsimulatoren Ra ≥ 95 |
| Beleuchtungsstärke (Lux) | Wie viel Licht auf die Probe fällt | 1000–2000 lx für die Farbabmusterung; 2000 ± 500 lx für die kritische Druckabmusterung (ISO 3664) |
| Farbort x, y und Duv | Genaue Farbe des Lichts und sein Abstand zur Planckschen Kurve | D65: x 0.3127, y 0.3290 |
| Metamerieindex (CIE 51) | Wie gut ein Tageslichtsimulator echtes D65 im sichtbaren und im UV-Bereich nachbildet | Kategorie A–B (sichtbar), B–C (UV) bei guten Kabinen |
| UV-Anteil | Anregung optischer Aufheller und fluoreszierender Pigmente | Erforderlich bei der Beurteilung von Aufhellern oder fluoreszierenden Farben |
Die Farbabmusterungskabine

Eine Farbabmusterungskabine ist ein geschlossener Schrank mit mehreren Normlichtquellen — typischerweise D65 (Tageslicht), TL84 (europäische Ladenbeleuchtung), CWF (US-Ladenbeleuchtung), A oder F (warmes Glühlampenlicht), TL83/U30 (warmweiße Leuchtstofflampe) und UV. Der Innenraum ist matt neutralgrau (etwa Munsell N7), sodass nur das gewählte Licht die Probe erreicht. Der Colorist schaltet zwischen den Lichtarten um und prüft, ob Standard und Probe weiterhin übereinstimmen.
- Betrachten Sie die Proben nebeneinander mit sich berührenden Kanten, bei etwa 45° zum Licht und 0° Betrachtungswinkel.
- Schalten Sie mindestens zwei Lichtarten durch — D65 und das Licht im Geschäft des Endkunden (TL84 oder CWF) —, um Metamerie aufzudecken.
- Ersetzen Sie Leuchtstoffröhren nach etwa 2000 Betriebsstunden; sie altern, und ihr Spektrum driftet lange bevor sie ausfallen.
- Normen: ISO 3664 (Betrachtungsbedingungen in der grafischen Technik), ASTM D1729 (visuelle Farbbeurteilung opaker Materialien).

Licht im Messgerät: Xenon, LED und UV-Steuerung
Ein Spektralphotometer benötigt zum Messen kein Normlicht: Es beleuchtet die Probe mit seiner eigenen Lampe, misst das reflektierte oder transmittierte Spektrum und berechnet dann die Farbe für jede beliebige Lichtart — D65, A, TL84 oder andere. Entscheidend ist, dass die Lampe den gesamten sichtbaren Bereich gleichmäßig abdeckt und stabil ist.
- Gepulste Xenonlampen emittieren wie Tageslicht ein kontinuierliches Spektrum einschließlich UV. Sie sind die Referenz für Tischgeräte wie das CS6080 und das CS6020.
- Vollspektrum-LED-Lichtquellen (weiße LED mit verstärktem Blauanteil) sind kompakt und langlebig und werden in tragbaren Geräten wie dem SC810 eingesetzt; der zusätzliche Blaukanal schließt die Lücke, die gewöhnliche weiße LEDs unterhalb von 450 nm aufweisen.
- UV-Steuerung (UV eingeschlossen / UV-Sperrfilter bei 400, 420 oder 460 nm) ist erforderlich, wenn Proben optische Aufheller oder fluoreszierende Pigmente enthalten — das Ergebnis hängt dann davon ab, wie viel UV das Licht enthält.

5 · Farbe in Zahlen: CIE L*a*b* und L*C*h
- L* — Helligkeit, von 0 (Schwarz) bis 100 (Weiß)
- a* — Rot (+) oder Grün (−)
- b* — Gelb (+) oder Blau (−)
- C* — Buntheit (Chroma), wie gesättigt die Farbe ist
- h° — Bunttonwinkel, 0° Rot, 90° Gelb, 180° Grün, 270° Blau
L*a*b* und L*C*h beschreiben denselben Punkt im Farbraum. L*C*h ist in der Produktion oft leichter zu interpretieren: „Die Probe ist weniger gesättigt“ (ΔC* negativ) ist für einen Coloristen klarer als eine Kombination aus Δa* und Δb*.
Andere Farbräume — XYZ, Yxy, Hunter Lab, CIE LUV, Munsell — sowie Indizes wie Weißgrad (WI), Gelbwert (YI) und Gardner oder APHA/Hazen für Flüssigkeiten werden aus demselben gemessenen Spektrum berechnet. Es genügt daher, das Spektrum einmal zu messen; welche Werte ausgegeben werden, ist eine Frage der Auswahl.
6 · Farbabstand ΔE — Formeln und Toleranzen
ΔE ist der Abstand zwischen Standard und Probe im Farbraum. Welche Formel Sie verwenden, ist ebenso wichtig wie die Zahl selbst:
| Formel | Funktion | Anwendung |
|---|---|---|
| ΔE*ab (CIE 1976) | Geradliniger Abstand in L*a*b* | Einfach und weit verbreitet; weniger gleichabständig bei gesättigten Farben |
| ΔE*94 | Gewichtet Helligkeit, Buntheit und Farbton | Ältere Industrietoleranzen, Beschichtungen |
| ΔE*cmc (l:c) | Elliptische Toleranzen; 2:1 für Akzeptanz, 1:1 für Wahrnehmbarkeit | Textilien und Kunststoffe |
| ΔE*00 (CIEDE2000) | Beste Übereinstimmung mit der visuellen Beurteilung | Empfohlen für neue Spezifikationen |
Nur zur Orientierung: Unter etwa 1 ist ein Unterschied kaum sichtbar, bei 1–2 ist er für ein geschultes Auge im direkten Vergleich sichtbar, über 2–3 ist er deutlich sichtbar. Die zulässige Toleranz hängt von Material, Farbe und Anwendung ab und wird zwischen Kunde und Lieferant vereinbart — stets zusammen mit Formel, Lichtart und Beobachter. Eine Toleranz von „ΔE 1“ ohne diese drei Angaben ist keine Spezifikation.
Lesen Sie die Komponenten, nicht nur den Gesamtwert: ΔL* positiv bedeutet, die Probe ist heller, Δa* positiv röter, Δb* positiv gelber, ΔC* positiv gesättigter. So weiß der Colorist, welches Pigment zu korrigieren ist.
7 · Messgeometrie: d/8, 45/0 und d/0
SCI und SCE — die Rolle des Glanzes
SCI (Glanz eingeschlossen) misst die Farbe des Materials unabhängig vom Glanz — am besten für die Rezeptierung und den Materialvergleich. SCE (Glanz ausgeschlossen) lässt die Glanzreflexion weg und folgt dem visuellen Eindruck — nützlich, wenn die Oberflächenbeschaffenheit wichtig ist. Geräte, die beides gleichzeitig messen, zeigen den Einfluss des Glanzes direkt: Ein großer SCI–SCE-Unterschied bedeutet, dass die Oberfläche und nicht das Farbmittel den visuellen Unterschied verursacht.
8 · Proben und Vorbereitung — was und wie gemessen wird
Eine gute Messung beginnt mit einer repräsentativen, gut vorbereiteten Probe. Die Tabelle fasst die übliche Vorgehensweise je Probenart zusammen:
| Probe | Modus und Geometrie | Vorbereitung und Messblende |
|---|---|---|
| Opake Kunststoffplatten, Paneele | Reflexion d/8, SCI (und SCE für das Erscheinungsbild) | Eben, sauber, ohne Einfallstellen; größte Messblende, die die Platte zulässt (Ø25.4 mm); Mittelwert aus mehreren Positionen |
| Transluzente Platten | Reflexion vor definiertem weißem Hintergrund oder Transmission d/0 | Immer gleiche Dicke und gleicher Hintergrund — sonst verändert der Hintergrund das Ergebnis |
| Folien, Platten, Glas | Transmission d/0; Haze nach ASTM D1003 | Sauber, ohne Kratzer; plan in der Transmissionskammer gehalten |
| Flüssigkeiten, Öle, Lösungen | Transmission d/0 in Küvetten; APHA/Hazen, Gardner, Saybolt | Gleicher Küvettentyp und gleiche Schichtdicke (z. B. 10 mm) für Standard und Probe; keine Blasen |
| Pulver, Granulate, Pigmente | Reflexion d/8 in einer Pulverzelle oder Schale | Gleiche Füllhöhe und Verdichtung; Glas der Zelle sauber halten; mehrere Füllungen messen |
| Pasten, Cremes, Lebensmittel | Reflexion d/8 durch eine Glasküvette | Gleiche Schichtdicke; Lufteinschlüsse vermeiden; zügig messen, wenn die Probe trocknet oder oxidiert |
| Textilien, Papier | Reflexion d/8; UV-Steuerung für Aufheller | Zu einem opaken Stapel falten (mehrere Lagen) oder definierten Hintergrund verwenden; zwischen den Messungen drehen |
| Beschichtungen, Lacke auf Prüfblechen | Reflexion d/8 SCI/SCE; 45/0 für das Erscheinungsbild | Vollständig ausgehärtete und konditionierte Prüfbleche; gleiche Schichtdicke; Aufzüge auf Schwarz-Weiß-Kontrastkarten für das Deckvermögen |
9 · Kunststoffe und Masterbatch in der Praxis
10 · Vergleichbare Ergebnisse — Wiederholbarkeit, Geräteübereinstimmung und ein zweites Messgerät
Wiederholbarkeit beschreibt, wie genau ein Messgerät sein eigenes Ergebnis wiederholt (bei guten Tischgeräten ΔE*ab etwa 0.01–0.02). Geräteübereinstimmung (Inter-Instrument Agreement) beschreibt, wie genau zwei Geräte desselben Modells übereinstimmen (typischerweise ΔE*ab 0.1–0.2). Die Übereinstimmung zwischen Geräten verschiedener Hersteller und Bauarten ist keine veröffentlichte Spezifikation — sie wird in der Praxis mit Referenzstandards ermittelt.
Wenn neben einem vorhandenen Messgerät ein zweites hinzukommt, planen Sie den Übergang:
- Verwenden Sie die gleiche Geometrie (d/8 mit d/8), dieselbe SCI/SCE-Einstellung, Messblendengröße, UV-Einstellung, Lichtart, denselben Beobachter und dieselbe ΔE-Formel.
- Messen Sie einen Satz eigener physischer Standards — hell, dunkel, gesättigt und transluzent — auf beiden Geräten und dokumentieren Sie die Offsets.
- Legen Sie Standards auf dem neuen Gerät anhand physischer Messungen an, nicht nur aus übertragenen Zahlenwerten; verwenden Sie übertragene Werte erst nach Prüfung des Offsets.
- Prüfen Sie beide Geräte regelmäßig mit denselben Referenzfliesen und halten Sie die Kalibrierfliesen sauber und innerhalb ihrer Gültigkeit.
- Definieren Sie Toleranzen als ΔE zwischen Standard und Probe, gemessen auf demselben Gerät — das ist für die Gut/Schlecht-Entscheidung maßgeblich.
11 · Checkliste für gute Praxis
12 · Messgeräte für Farbe und Erscheinungsbild — was jedes Gerät misst
Farbe ist nur ein Teil des Erscheinungsbilds einer Oberfläche. Glanz, Haze, Weißgrad, Druckdichte und die Farbverschiebung von Effektlacken erfordern jeweils ein eigenes Messprinzip. Die folgende Übersicht zeigt, welches Gerät welche Frage beantwortet und wie es mit der Farbmessung zusammenhängt.

Farbe, Glanz und Haze gehören zusammen
Ein Kunststoffteil kann genau die richtigen L*a*b*-Werte haben und dennoch abgelehnt werden, weil es glänzender ist als der Standard. Eine transparente Folie kann die richtige Transmissionsfarbe haben und wegen Haze trotzdem milchig wirken. Messen Sie für die Freigabe des Erscheinungsbilds Farbe (SCI und SCE), Glanz und — bei transparenten Materialien — Haze und berichten Sie diese Werte gemeinsam.
13 · Gerätewahl
| Bedarf | Gerätetyp | Beispiel von COLO.Science |
|---|---|---|
| Rezeptierung und QK von Kunststoffen, Lacken, Textilien; Reflexion und Transmission in einem Gerät | Tischspektralphotometer mit Kugel d/8 + d/0, Xenonlicht | CS6080 · CS6020 |
| Enge Übereinstimmung mit anderen Laboren, fluoreszierende Proben | Tischgerät mit UV-Sperrfiltern und enger Geräteübereinstimmung | CS6080 |
| Zweitgerät für tägliche Kontrollen, Budget im Vordergrund | Xenon-Tischgerät d/8 + d/0 mit einem UV-Sperrfilter | CS6020 |
| Große oder gewölbte Teile an der Produktionslinie | Tragbares Spektralphotometer d/8 oder 45/0 | SC810 |
| Metallic- und Perlglanzoberflächen | Mehrwinkel-Spektralphotometer | auf Anfrage |
| Glanz von Lacken, Kunststoffen, Keramik | Glanzmessgerät 20°/60°/85° | auf Anfrage |
| Haze und Transmission von Folien und Platten | Haze-Messgerät oder Tischgerät d/0 mit Haze | CS6080 · CS6020 |
| Weißgrad und ISO-Helligkeit von Papier, Mehl, Füllstoffen | Reflexionsmessgerät / Weißgradmessgerät | auf Anfrage |
| Druckdichte und Tonwertzunahme | Spektraldensitometer | auf Anfrage |
| Visuelle Beurteilung unter Normlicht | Farbabmusterungskabine mit D65, TL84, CWF, A und UV | Katalog Spektroskopie und Farbe |
Nennen Sie uns Ihre Probenarten, ob Sie Reflexion, Transmission oder beides messen, sowie die Farbwerte und Toleranzen, die Sie berichten — wir schlagen die Konfiguration vor und messen bei Bedarf Ihre Proben, bevor Sie sich entscheiden.
14 · Häufig gestellte Fragen
Ist ΔE 1 immer akzeptabel?
Nein. Die Akzeptanz hängt von der Farbe, dem Material und der Vereinbarung mit Ihrem Kunden ab. Helle neutrale Farben werden strenger beurteilt als dunkle gesättigte; ΔE*00 bildet dies besser ab als ΔE*ab.
Warum liefern zwei Messgeräte für dieselbe Probe unterschiedliche L*a*b*-Werte?
Meist wegen unterschiedlicher Einstellungen (Geometrie, SCI/SCE, Messblende, UV) oder Probenpräsentation. Bei identischen Einstellungen stimmen Geräte desselben Modells eng überein; Geräte unterschiedlicher Bauart werden mit physischen Standards abgeglichen.
Benötige ich Transmission?
Ja, wenn Sie mit transparenten oder transluzenten Folien, Platten, Glas oder Flüssigkeiten arbeiten oder Haze berichten. Für opake Proben genügt die Reflexion.
Welche Lichtart und welchen Beobachter sollte ich verwenden?
D65 und der 10°-Beobachter sind der industrielle Standard. Ergänzen Sie eine zweite Lichtart (A oder TL84), um Metamerie zu prüfen.
Wie oft sollte ich kalibrieren?
Mindestens zu Beginn jeder Schicht, nach dem Einschalten und Aufwärmen sowie immer dann, wenn sich die Umgebungsbedingungen merklich ändern.
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Die druckbare Version dieses Leitfadens ist als PDF verfügbar. Anwendungshinweise und Praxisbeispiele veröffentlichen wir auf COLO.Science, unserer Wissensdatenbank.
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