Das Farbspektrum des Lichts für Strahlung mit den Wellenlängen von 380 – 710 nm. Quelle: Wikipedia.

Wellenlängenbereiche der Spektralfarben (Quelle: Wikipedia.de)

Farbton

Wellenlänge

Violett

380 – 420 nm

Blau

420 – 490 nm

Grün

490 – 575 nm

Gelb

575 – 585 nm

Orange

585 – 650 nm

Rot

650 – 750 nm

Zur Vermessung wurden Geräte vom Typ Xrite DTP 41 verwendet. Die Geräte wurde an jedem Messtag und je nach Anzeige durch das Gerät mehrmals täglich mit dem genormten Kalibrierungsstreifen vom Hersteller kalibriert. Alle Marken wurden fortlaufend nummeriert und nach der Vermessung separat aufgesteckt. Ausnahmen von der Nummerierung und separaten Steckung wurden lediglich bei sehr hochpreisigen Exemplaren gemacht, die durch diese Verfahrensweise eine Wertbeeinträchtigung erfahren hätten. Je Wertstufe sollen zwischen 500 und 2000 Marken einbezogen werden. Bei den aus vorsortierten Beständen entnommenen Marken werden jeweils die am besten geeigneten mit gut scanbaren unbestempelten Bereichen ohne sichtbare Verfärbungen ausgewählt. Je Album-Seite 5 bis 20 Exemplare, wobei die Nummer der Albumseite vermerkt wird, um im Bedarfsfalle weitere Marken mit demselben Farbton nachscannen zu können.

Bei der spektrophotometrischen Messung wird das reflektierte Licht in den unterschiedlichen Wellenlängen in Schritten von 10 Nanometern gemessen. Das verwendete Gerät scannt im Bereich 400 bis 700 nm. Es gibt auch Geräte, die einen breiteren Bereich abdecken können (z.B. 350 bis 720 nm).

Eine typische Messreihe sieht so aus:

3,13;3,26;3,55;3,93;4,33;4,93;5,71;6,77;8,09;9,75;10,96;11,42;11,16;10,21;9,03;7,74;6,50; 5,58;4,88;4,37;3,95;3,67;3,53;3,49;3,52;3,59;3,70;3,82;3,95;4,06;4,16;

Der erste Messwert entspricht der Reflektion bei 400 nm, der zweite bei 410 usw. bis 700 nm insgesamt 31 Messwerte. Aus diesen Messwerten generiert das Programm von Wolfram Podien einen Kurvenverlauf, der zum Beispiel bei einer 10-Pfennig-Marke so aussieht:

Projiziert man Spektren verschiedener Marken übereinander, kann man unterschiedliche Typen unterscheiden. Beim 10-Pfg-Wert habe ich zum Vergleich die Spektren der Marken der Gruppe 495 nm und 520 nm dargestellt. Die steilen Kurven sind die helleren, die flacheren die dunkleren Marken des gleichen Farbtons. Andere Töne unterscheiden sich nur geringfügig voneinander, sodass dieser Sortierprozess sehr viel Zeit beansprucht, wenn man genaue Ergebnisse erzielen will.

Dabei ist entscheidend, dass gleiche Kurvenverläufe für einen bestimmten Farbton typisch sind.

Durch weitere Vergleiche ergeben sich viele sehr kleine Gruppen von Farbtönungen, die jeweils typisch sind. Ziel der Sortierung ist es, möglichst homogene Gruppen gleichartiger Spektralverläufe zu erzielen.

Gruppen des 10-Pfennig-Wertes (Stand 6.8.2008), manuell sortiert.

Viele der oben gezeigten Gruppen sehen auf den ersten Blick recht ähnlich aus, aber wenn man eine zu bestimmende Kurve über die Vorlage einer Gruppe projiziert, findet man immer kreuzende Linien, bis auf die eine Gruppe, in der alles „passt“. Dorthin wird die betreffende Marke dann sortiert.

Als zweiten Messwert ermittelt man die LCh-Werte, die tabellarisch erfasst werden. Ein Teil der Messwerte bei Mi. Nr. 215 sieht so aus (L= Helligkeit, C=Sättigung, h= Buntfarbton) :

Nr.

LCh

Papier

UV

439

L 31,70 C 22,18 h 174,00

p2

UV-

440

L 34,44 C 27,68 h 174,15

p2

UV-

441

L 35,43 C 25,90 h 163,47

p3

UV-

442

L 31,60 C 23,17 h 164,22

p3

UV-

443

L 32,52 C 24,18 h 163,30

p3

UV-

444

L 34,48 C 21,97 h 170,25

p1

UV2

445

L 32,81 C 18,86 h 168,87

p1

UV2

446

L 33,90 C 20,26 h 170,60

p1

UV2

447

L 35,20 C 21,17 h 168,92

p1

UV2

448

L 32,45 C 22,51 h 169,04

p1

UV2

449

L 30,79 C 19,24 h 167,55

p1

UV2

450

L 34,47 C 17,31 h 179,04

p1

UV3

451

L 35,69 C 22,22 h 173,72

p1

UV1

452

L 34,07 C 22,86 h 170,20

p1

UV1

453

L 32,72 C 23,03 h 172,09

p1

UV1

454

L 35,13 C 21,70 h 174,23

p1

UV1

455

L 35,29 C 23,76 h 175,70

p1

UV1

456

L 35,91 C 24,17 h 175,66

p1

UV1

Aus diesen Werten lassen sich Wolken-Diagramme erstellen, die aufzeigen, wie sich die gefundenen Marken im Farbraum verteilen. (Es gibt 2 Darstellungs-Verfahren, nach LCh bzw. L/a/b, die sich beide mithilfe des Programms anzeigen lassen).

Darstellung der Farben bei Mi. Nr. 218

Mithilfe dieser Wolkendiagramme lassen sich in manchen Fällen „Ausreißer“ ermitteln, d.h. die Gruppen werden zuerst durch die Spektren festgelegt und dann durch die Wolken überprüft. In manchen Fällen wurde dann nachgemessen, und geprüft, ob nicht aus Versehen ein Stempel oder eine Verfärbung mit gemessen wurde oder ob die Marke nur falsch eingeordnet wurde.

Im Falle von sehr ähnlichen Farbtönen überdecken sich die Wolken, im Falle sehr stark differierender entstehen separat stehende Wolken.

Als nächsten Schritt werden die Marken für jeden Farbton einzeln nach der Helligkeitsverteilung (L-Wert der LCh-Messung) auf Karten gesteckt. Dabei zeigt sich, dass die Farben auf unterschiedlichen Papieren verschieden wirken. Mithilfe des Papiermodells p1 bis p4 werden dann Gruppen gleicher Papiere gebildet, was letztlich zu homogenen Farbreihen führen soll. In manchen Fällen wurden weitere Untergruppen bei den Papieren gebildet, damit die Reihen homogen wurden.

An dieser Stelle ist dann die Beurteilung der Ergebnisse durch die anderen Mitglieder der Forschungsgruppe Farben bzw. des BPP und der verantwortlichen Prüfer notwendig, um letztlich einen tragfähigen Kompromiss für die Prüfbarkeit der Marken in Zukunft und die weitere Forschung zu finden.

Herkunft der Marken in dieser Untersuchung: Im wesentlichen eigenes Material aus der Sammlung Burkhardt, bei Mi. Nr. 214/329 wurde mit unsortiertem Material aus Bündelposten begonnen, die nach Papieren gruppiert und dann vermessen wurden. Hinzu kamen die geprüften bzw. selbst gefundenen 214b und eine repräsentative Anzahl durch alle BPP-Prüfer signierter 214c.

Bei Mi. 215 wurde vor Beginn der Messungen in 3 Alben Material nach Farben grob vorsortiert. Unter UV wurden 3 unterschiedliche Fluoreszenzen festgestellt und in UV1 bis UV3 unterteilt.

Ähnlich wurde seit 2006 Material in den Wertstufen 2, 6, 16, 25, 30, 40, 50, 60 und 84 Pfg vorsortiert und je Wertstufe in der Regel gesondert für die unterschiedlichen Papiersorten aufgesteckt, wenn die Materialmenge das erlaubte. Bei weiteren Wertstufen (8, 60 und 80 Pfg) wurden nach der ersten Messrunde weitere Lagerbücher angelegt und nach selteneren Farben gesucht sowie die relative Häufigkeit anhand der Lagerbücher korrigiert.

Genauigkeit der Messung/ Fehlerquellen: Das nächste Bild zeigt eine ganze Messreihe von derselben Marke, um die Fehlermöglichkeiten bei der Messung aufzuzeigen.

Die obere flache Kurve ohne Glockenform zeigt einen „Fehlschuss“: Es wurde nur das Papier getroffen, kein Bereich mit Markenfarbe.

Die Glockenkurven darunter zeigen allesamt Kurven, bei denen kein vollfarbiger Bereich getroffen wurde, sondern nur teilweise bedruckte, zum Beispiel mit Schrift etc.

Die untersten allesamt parallelen Glockenkurven stammen alle von vollfarbig bedruckten Bereichen, bei denen mit unterschiedlich großen bzw. verschieden reflektierenden Blenden gemessen wurde. Wichtig ist: Alle Kurven sind parallel und keine davon kreuzt.

Das nächste Bild zeigt die Ergebnisse von Messreihen der selben Marken mit 2 verschiedenen Geräten. Auf den ersten Blick sind die Kurvenverläufe identisch, in der 10%-Darstellung fallen aber sehr unterschiedliche Charakteristiken der beiden Geräte im Bereich 400 bis 440 nm auf.

Das vorstehende Bild zeigt Spektren der selben Marken, einmal mit Gerät B (grün) und einmal mit Gerät H (lila) gemessen. Die Unterschiede zwischen den Geräten sind größer als die zwischen den unterschiedlichen Farbtönungs-Gruppen, woraus folgt, dass trotz genormter Kalibrierung eine direkte Vergleichbarkeit von Spektren aus verschiedenen Quellen nicht gegeben ist. Es muss also zur Gruppenbestimmung immer dasselbe Gerät verwendet werden. Bei Einbeziehung eines neuen Gerätes müssen mit diesem von vorbestimmten Marken Testmessungen zur Abgleichung vorgenommen werden.

Noch deutlicher wird das, wenn man sich die Kurvenstatistik (Maxima) einer Forschungfarbe unter Berücksichtigung von 2 Messperioden mit verschiedenen Geräten ansieht: Die lilafarbenen Punkte stellen ein anderes Gerät dar (Nr.1), als die roten (Nr. 2). Gerät 1 produziert bei 405-410 nm einen Knick, den Gerät 2 nicht macht. Am deutlichsten ist aber die sehr schmale Linie bei 445 nm von Gerät 1, während die Messwerte von Gerät 2 eine erhebliche Streuung aufweisen. Die erhaltenen Kurven sehen trotzdem fast identisch auf. Die Kurvenstatistik deckt aber selbst solche „kleinen“ Knicke erbarmungslos auf.

Die zu dieser Kurvenstatistik gehörigen Kurven

Vergleich der Studie mit der Stichprobe von Joachim Bernhöft von 2002: Die Methodik ist dieselbe, aber durch die Anwendung des neuen Programmes FarbAuswertung von Wolfram Podien kommen wir zu anderen Ergebnissen. Das Programm wurde immer weiter entwickelt, um möglichst einfach verstehbare und nachvollziehbare Ergebnisse bestmöglich zu visualisieren. Im Einzelnen liegen die Unterschiede im Folgenden:

1. Die Vergleichbarkeit der Kurven ist bei einzelnen Wertstufen schwierig bzw. nicht gegeben, weil in den durch Bernhöft übermittelten Kurvendiagrammen häufig nur die 10%-Darstellung gewählt wurde, die meist nur den Bereich bis 550 nm erkennen läßt. Unsere Kurvenanalyse stellt möglichst immer den gesamten Kurvenverlauf dar, notfalls in mehreren Diagrammen, wenn eine Vergrößerung zur Beurteilung des Kurvenanfangs in einer 10%-Darstellung notwendig war. Zum Zeitpunkt der Verfassung dieser Zeilen liegen nur die Befunde der Wertstufe 20 Pfg. aus dem Jahr 2002 vor. Außerdem die Befunde und Diagramme der Wertstufen 6, 10 und 16 Pfg. von einer durch Siegfried Paul in Auftrag gegebenen Vermessung.

2. Da die Darstellungen Bernhöfts immer schwarz-weiß sind, kann die Abgrenzung der Forschungsfarben manchmal nicht beurteilt werden.

3. Bernhöft hat keine Papiere untersucht, dieser Studie liegt eine intensive Forschung zu den verwendeten Papieren zugrunde.

4. Die Befunde und Erklärungen Bernhöfts sind in einem hohen Maße mit Fachchinesisch belastet, das es einem nicht Fachkundigen sehr erschwert, den Sinn der Befunde zu verstehen und anzuwenden.

Copyright-Hinweis: © 2009 Forschungsbeirat der ARGE DDR-Spezial.