UPRtek MK550T Spectralradiometer vorgestellt und im Einsatz – Upgrade unseres Monitor-Testsetups und Grundlagen zur Messtechnik

Grundlagen in Bezug auf Farbmessgeräte

Um farbkritisch etwas messen zu können, benötigt man ein Messgerät. Also mindestens ein Colorimeter besser noch ein Spektralfotometer oder sogar ein Spektralradiometer. Schauen wir uns als erstes die recht trockne Theorie an, die ich am Ende mal mit meinen eigenen Worten – verständlicher – zusammenfasse.

Was ist ein Colorimeter?

Ein Colorimeter ist ein Gerät, das dazu verwendet wird, die Farbe eines Objekts oder einer Substanz zu messen. Es wird häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter in der Fotografie, Druckindustrie, Textilindustrie, Monitorindustrie, Lebensmittelindustrie und in wissenschaftlichen Forschungsbereichen.

Die Hauptfunktion eines Colorimeters besteht darin, die Farbinformationen eines Objekts zu quantifizieren. Es misst normalerweise die Intensität und den Farbton von Licht, das von einem Objekt reflektiert oder durchgelassen wird. Diese Messungen erfolgen oft unter Verwendung von spezifischen Farbräumen und Standards, um konsistente und genaue Ergebnisse zu gewährleisten.

In vielen Fällen wird ein Colorimeter verwendet, um sicherzustellen, dass Farben konsistent und reproduzierbar sind, insbesondere in Branchen, in denen genaue Farbwiedergabe wichtig ist. Es gibt verschiedene Arten von Colorimetern, darunter tragbare Geräte für den Einsatz vor Ort und Labormodelle mit höherer Präzision. Zwei Beispiele sind zum einen das SpyderX von Datacolor und das ColorChecker Display Plus von Calibrite.

Ein Colorimeter benötigt in der Regel eine Referenz, um genaue Farbmessungen durchzuführen. Die Referenz wird als „weißer Standard“ bezeichnet und dient als Vergleichspunkt für die Farbmessungen. Sie ermöglicht dem Colorimeter, die Farbabweichungen eines bestimmten Objekts oder einer Substanz zu bestimmen, indem es die Farbe des Objekts mit der vordefinierten Referenz vergleicht. In meinem speziellen Fall war das bisher ein dediziertes Preset von Calman Ultimate. Und zukünftig wird diese Aufgabe das UPRtek MK550T übernehmen. Wie das genau funktioniert, zeige ich euch später.

Ein Spektralfotometer ist ein Instrument, das dazu dient, das Spektrum von Licht zu analysieren. Es misst die Intensität des Lichts in verschiedenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums. Im Kontext der Farbmessung und Analyse wird es oft verwendet, um das spektrale Reflexionsspektrum von Materialien zu bestimmen. In meinem konkreten Fall das Lichtspektrum sowie die Farbgenauigkeit, Helligkeit eines Monitors.

Hier sind einige der wichtigsten Aspekte eines Spektralfotometers:

1. Spektrale Auflösung: Ein Spektralfotometer kann die Intensität des Lichts in sehr schmalen Wellenlängenbereichen messen. Die spektrale Auflösung gibt an, wie genau und fein das Spektrum analysiert werden kann.
2. Anwendungen: Spektralfotometer werden in verschiedenen wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen eingesetzt, wie zum Beispiel in der Chemie, Biologie, Materialwissenschaft, Lebensmittelindustrie und Umweltüberwachung. Sie sind besonders nützlich, wenn genaue Informationen über die spektrale Zusammensetzung von Licht benötigt werden.
3. Funktionsweise: Ein typisches Spektralfotometer zerlegt das einfallende Licht mithilfe von Gittern, Prismen oder Interferometern in seine einzelnen Wellenlängenkomponenten. Diese werden dann von Detektoren gemessen, um das gesamte Spektrum zu erfassen.
4. Farbmessung: Spektralfotometer werden auch in der Farbmessung eingesetzt. Durch die genaue Analyse des spektralen Reflexionsspektrums eines Objekts können präzise Informationen über seine Farbzusammensetzung gewonnen werden.

Im Vergleich zu einem einfachen Colorimeter, dass nur die Gesamtfarbe misst, ermöglicht ein Spektralfotometer eine detailliertere Analyse und bietet mehr Informationen über die spektralen Eigenschaften des Lichts, das von einem Objekt reflektiert oder durchgelassen wird. Ein Spektralfotometer benötigt keine Referenzierung, da es selbst eine Kalibrierung besitzt, die in regelmäßigen Abständen überprüft bzw. rekalibriert werden muss.

Was ist ein Spektralradiometer?

Ein Spectralradiometer ist ein Instrument, das dazu dient, die Intensität von elektromagnetischer Strahlung über verschiedene Wellenlängen im Spektrum zu messen. Anders als ein Spektralfotometer, das Licht in seine einzelnen Wellenlängen zerlegt und misst, erfasst ein Spectralradiometer direkt die Intensität des Lichts über einen bestimmten Wellenlängenbereich, ohne eine detaillierte Zerlegung vorzunehmen.

Hier sind einige Schlüsselmerkmale eines Spectralradiometers:

1. Messung der Strahlungsintensität: Ein Spectralradiometer misst die Strahlungsintensität über verschiedene Wellenlängenbereiche des elektromagnetischen Spektrums. Diese Messungen können für sichtbares Licht, Infrarotstrahlung oder andere Teile des Spektrums erfolgen, je nach Anwendungsbedarf.
2. Anwendungen: Spektralradiometer werden in verschiedenen wissenschaftlichen, industriellen und umweltbezogenen Anwendungen eingesetzt. Beispiele hierfür sind die Charakterisierung von Lichtquellen, die Messung der Sonnenstrahlung, die Überwachung atmosphärischer Bestandteile oder die Untersuchung von elektromagnetischer Strahlung in der Forschung.
3. Funktionsweise: Das Instrument besteht typischerweise aus einem Detektor, der auf die zu messende Strahlung reagiert, und einem optischen System, das die Strahlung auf den Detektor fokussiert. Das optische System kann spezielle Filter oder Gitter enthalten, um bestimmte Wellenlängenbereiche auszuwählen.
4. Kalibrierung: Wie bei vielen Messinstrumenten ist die Kalibrierung entscheidend, um genaue und zuverlässige Messergebnisse zu gewährleisten. Die Kalibrierung ermöglicht es, die gemessenen Intensitäten in physikalische Einheiten umzuwandeln.

Spektralradiometer sind wichtig für Forschung und Anwendungen, bei denen eine genaue Messung der Strahlungsintensität über verschiedene Wellenlängen von Interesse ist. Speziell in der Monitorindustrie kommen Spectralradiometer zum Einsatz, um z.B. das Lichtspektrum eines Panels zu erfassen: Thema EyeSafe Display. Vereinfacht: je weniger blaues Licht, desto besser. Die Ausprägung des Lichtspektrums und die Differenzierung insbesondere zwischen Blau Grün und Rot. Wie sie zum Beispiel ein QD-OLED Monitor liefern kann.

Zwischenfazit

Ein Colorimeter ist vereinfacht gesagt, ziemlich hilflos bzw. kann ungenaue Messwerte ausgeben, wenn man keinen „Weißabgleich“ als Referenz hernimmt. Referenziert man das Colorimeter, dann können diese sehr schnell und genau messen. Preislich geht es hier schon um die 100 Euro los und ein gutes Mittelklassegerät liegt im Bereich von 200 bis 300 Euro. Aus meiner Sicht reicht das für den Hausgebrauch im Grunde völlig aus. Auch wenn jetzt gleich wieder die Profis innerlich die Krise bekommen: „Ohne Spectralphotometer darf man nicht kalibrieren oder validieren“ Ja, für die Bereiche wo die Kollegen unterwegs sind, ist das sicher richtig. Für den Heimanwender, der seinen Monitor auf sRGB kalibriert sehe ich das aber mal ganz anders!

Ein Spectralphotometer muss zwingend kalibriert sein, dann sind die Messergebnisse sehr genau. Die Messungen selbst und insbesondere die Kalibrierung eines Monitors dauert deutlich länger als mit einem Colorimeter. Das Ergebnis ist dafür aber noch etwas genauer. Wer also auf die kleinsten DeltaE Werte aus ist, der kommt um ein Spektralfotometer nicht umher. Das günstigste Spektralfotometer ist aus meiner Sicht wohl das ColorChecker Studio mit ca. 500 Euro. Preislich geht es aber auch deutlich teurer. Ein x-Rite i1-Pro3 kostet min. 1.600 Euro und wer will, der kann auch um die 5.000 Euro investieren. Aus meiner Sicht ist das nur, was für Leute, die auf den perfekten Workflow angewiesen sind. Wer nur den Monitor kalibriert, um sRGB zu genießen?

Ein Spektralradiometer ist im Grunde der Mercedes unter den Messgeräten. Der Einsatzbereich übersteigt den eines Spektralfotometers bei weitem. Auch ein Spektralradiometer ist in Bezug auf die Messungen und Kalibrierungen eines Monitors vergleichsweise sehr langsam. Dafür aber auch das Genaueste, was der Markt zu bieten hat. Preislich liegt das UPRtek MK550T bei ca. 7.000 Euro, so ganz genau kann ich das gar nicht sagen, weil man mir den Preis nicht offiziell bestätigt hat. Ihr seht also: für den Hausgebrauch total überzogen. Für das, was ich hier mache, sicherlich das Beste, was man haben kann.