Die Erfassung, Verarbeitung und Ausgabe von farblichen Darstellungen erfolgt nach Farbmodellen. Die Farbmodelle bilden eine Optimierung dessen, was theoretisch an Farben darstellbar ist. Dieser Farbbereich heißt Farbraum oder Gamut und ist abhängig von den Farbtemperaturen oder den Koordinatenwerten der einzelnen Primärfarben.
Ein Farbraum ist als die Menge an Farben definiert, die von Peripheriegeräten - von Eingabe- als auch von Ausgabegeräten - erkannt bzw. dargestellt werden kann.
Da die lichtumwandelnden Sensoren und Farbfilter in den Eingabegeräten von Scannern, Digitalkameras und Videokameras eigene Kennlinien und Hysteresen haben, und außerdem nicht exakt die Werte repräsentieren, die die Theorie vorgibt, kann die Farberfassung immer nur eine Näherung an die Farbmodelle darstellen. Gleiches gilt für die Ausgabegeräte, wie Monitore, Projektoren, Displays und Farbdrucker. Hier spielen die Wellenlängen von den Primärfarben Rot, Grün, Blau ( RGB) der Phosphore, Projektorlampen und Farbfilter sowie die Kennlinien und die Intensität der Druckerfarben eine entscheidende Rolle.
Die Erfassung und Darstellung kann allerdings kein größeres Farbspektrum umfassen als die Farbmodelle theoretisch vorgeben. Der darstellbare Farbbereich der Geräte ist deren Farbraum und dieser liegt immer innerhalb des Farbraums von dem entsprechenden Farbmodell. Der Farbraum der Peripheriegeräte umfasst alle Farben, die nachgebildet werden können. Er ist also geräteabhängig und wird in bestimmten Druckerprogrammen im Farbkreis eingeblendet.
Erweiterung der Farbräume
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Mit anderen Farbräumen wie dem xvYCC-Farbraum, RGBW (White), RGBY (Yellow), RGBCY ( Cyan, Yellow) und Hintergrundbeleuchtungen mit Wide Color Gamut ( WCG) kann der RGB-Farbraum von Displays so erweitert werden, dass er fast alle in der Natur vorkommenden Farben umfasst. Einer der umfangreichsten Farbräume ist der in BT.2020 für Ultra-HDTV definierte, der rund 76 % aller im CIE-Farbraum darstellbaren Farben abdeckt. Insgesamt gibt es zwischen 30 und 40 verschiedene Farbmodelle bzw. Farbräume.
Farbräume sind für die gleichen Farbmodelle unterschiedlich und hängen von den Wellenlängen der verwendeten Primärfarben ab, die unterschiedlich sein können. Um eine einheitliche Farbreproduktion mit einer breiten Farbpalette von der Bilderfassung bis zur Bildausgabe zu erhalten, benutzt man standardisierte Farbräume. Diese setzen zwangsläufig eine hochwertige Hardwaretechnik voraus und werden ausschließlich in der professionellen Bildbearbeitung eingesetzt. Anders ist es in der Konsumelektronik, dort werden Farbpaletten mit reduzierten Farbräumen eingesetzt. Ein solcher Farbraum ist der von Standard-RGB ( sRGB). Mit Standard-RGB gibt es zwar einen definierten Farbraum, der allerdings nicht von allen Computer- und Konsumelektronikherstellern angewendet wird.
Der Farbraum wird durch das ICC-Farbprofil vom International Color Consortium, einem normierten Datensatz, beschrieben. Der Anwender erkennt dies an der Extension *.icc.