Relative Leuchtdichte.
Die relative Leuchtdichte drückt die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit einer Farbe als Wert zwischen 0 und 1 aus und ist die Grundlage der Kontrastberechnung.
Das Kontrastverhältnis wird nicht unmittelbar aus den Farbwerten berechnet; zuerst wird für jede Farbe die relative Leuchtdichte bestimmt, dann das Verhältnis beider gebildet. Dieser Zwischenschritt erklärt auch, warum die Rechnung mitunter gegen die Intuition ausfällt.
Die Berechnung verläuft in zwei Stufen. Zunächst wird jeder Farbkanal auf den Bereich 0–1 gebracht und die Gammakorrektur herausgerechnet — ein notwendiger Schritt, denn Bildschirme erzeugen Farben entlang einer nichtlinearen Kurve. Danach werden die drei Kanäle gewichtet summiert.
Die Gewichte sind nicht gleich, und der Unterschied ist groß: Grün 0,7152, Rot 0,2126, Blau 0,0722. Rund drei Viertel der wahrgenommenen Helligkeit einer Farbe bestimmt also der Grünkanal. Darin spiegelt sich die Dominanz der grünempfindlichen Zapfen des Auges.
- Praktische Folge eins: Liegen die Grünwerte zweier Farben nah beieinander, bleibt der Kontrast gering — so verschieden Rot und Blau auch sein mögen.
- Praktische Folge zwei: Wer eine Palette abdunkeln oder aufhellen will, wirkt am stärksten über den Grünkanal.
- Praktische Folge drei: Reines Blau auf weißem Grund ergibt mehr Kontrast als erwartet; reines Gelb deutlich weniger.
Die Verhältnisformel enthält zudem eine Konstante: Zu beiden Leuchtdichten wird 0,05 addiert. Sie steht für die Annahme, dass Bildschirme nie absolutes Schwarz erzeugen und stets etwas Umgebungslicht reflektiert wird. Dadurch wird das Verhältnis nie unendlich; die Obergrenze liegt bei 21:1 — dem Wert zwischen reinem Schwarz und reinem Weiß.
Diese Rechnung muss man nicht von Hand ausführen, doch zu wissen, wie sie funktioniert, lehrt eines: Das Auge täuscht. Weißer Text auf leuchtendem Gelb wirkt kräftig und misst 1,1:1. Kontrast wird nicht angeschaut, sondern berechnet.
Eine weitere praktische Folge der Formel zeigt sich beim Entwurf dunkler Themes. Ein dunkles Blau, das auf hellem Grund 10:1 misst, fällt auf dunklem Grund auf 1,5:1 und wird unlesbar — weil seine Leuchtdichte der des Hintergrunds nahegekommen ist. Deshalb definieren ernsthafte Palettensysteme für dunkle Hintergründe einen eigenen Akzentton und messen beide Themes getrennt.
Auch die Automatisierung ist einfach: Eine Funktion von wenigen Zeilen kann alle Farbpaare einer Palettendatei durchgehen und die unter der Schwelle liegenden melden. Damit wird aus einer einmaligen Messung eine dauerhafte Wache — und die Kontrastentscheidungen veralten nicht, wenn die Palette bearbeitet wird.