Beim Analog-Film sitzt ein Farbfilter vor dem Objektiv und verändert, welche Wellenlängen vor der Belichtung auf die Emulsion treffen. Ein digitaler Sensor nimmt dagegen zunächst ein vollständiges Farbbild auf, weshalb der entsprechende Eingriff erst nach der Aufnahme erfolgt: Die drei Farbkanäle werden gewichtet und zu einem einzigen Grauwert summiert. Genau diese Summe berechnet ein Channel Mixer – und deshalb kann er einen Gelb-, Orange- oder Rotfilter ohne jede Glasoptik imitieren. Die Imitation ist überzeugend, aber nicht identisch; der Unterschied ergibt sich daraus, wie der Sensor die Farbe ursprünglich aufgezeichnet hat.

Was der Regler tatsächlich berechnet

Jede Grauwertkonvertierung reduziert drei Zahlen auf eine. Die Standardgewichte sind nicht willkürlich. Die Luma-Koeffizienten der ITU-R-Empfehlung BT.709 (erstmals 1990 veröffentlicht) weisen Rot 0,2126, Grün 0,7152 und Blau 0,0722 zu; der ältere Standard BT.601 (erstmals 1982, der Standard für Standardauflösung) verwendete 0,299, 0,587 und 0,114. Es handelt sich um Luma-Koeffizienten, die auf gamma-kodierten Werten beruhen – keine echten Leuchtdichtegewichte im linearen Lichtbereich –, doch beide summieren sich zu eins, halten die Gesamthelligkeit konstant und spiegeln die starke Grünempfindlichkeit und schwache Blauempfindlichkeit des menschlichen Auges wider.

Ein Channel Mixer erlaubt es, eigene Gewichte zu wählen. Nehmen wir zwei 8-Bit-Pixel: einen blauen Himmelfleck mit ungefähr R 70 / G 110 / B 200 und einen roten Backstein mit R 170 / G 60 / B 50. Mit der neutralen BT.709-Gewichtung ergibt der Himmel 0,2126·70 + 0,7152·110 + 0,0722·200 ≈ 108, der Backstein ≈ 83 – der Himmel erscheint also heller als der Backstein. Wendet man nun eine Rotfilter-Mischung von R 150 % / G 20 % / B −70 % an (Summe weiterhin 100 %), ergibt sich für den Himmel 1,5·70 + 0,2·110 − 0,7·200 = −13, geklemmt auf 0, nahezu schwarz; der Backstein ergibt 1,5·170 + 0,2·60 − 0,7·50 = 232, nahezu weiß. Der dramatisch geschwärzte Himmel und das leuchtende Mauerwerk einer Rotfilter-Landschaft ergeben sich unmittelbar aus der Arithmetik – ohne dass auch nur ein einziges Lichtquant entfernt wurde.

Die Filter-Äquivalente in Blendenstufen

Ein Glasfilter lässt seine eigene Farbe passieren und absorbiert die Komplementärfarbe – und kostet stets Belichtung. Die Kodak-Wratten-Filterfaktoren bei Tageslicht zeigen den Preis; jeder hat ein Mixer-Äquivalent:

• Yellow 8 (K2), ~2× ≈ 1 Blendenstufe — leichte Blauabschwächung; der klassische „natürliche” Himmelsfilter.
• Green 11 (X1), ~4× ≈ 2 Blendenstufen — Grün angehoben, Blau und Rot beschnitten; lichtet Laub auf, dunkelt Hauttöne ab.
• Orange 21, ~2,5–4× ≈ 1,3–2 Blendenstufen — Rot angehoben, Blau stärker beschnitten als beim Gelb.
• Red 25, ~8× ≈ 3 Blendenstufen — hohes Rotgewicht, Blau stark negativ; tief geschwärzter Himmel.
• Deep red 29, ~16× ≈ 4 Blendenstufen — die extremste Gewichtung, Himmel nahe Schwarz.

Diese Faktoren steigen weiter an in blaureichem, offenem Schatten oder bei Himmelslicht, wo mehr Blau vorhanden ist, das der Filter absorbieren kann. Ansel Adams griff zum tiefrot gefärbten Wratten 29, um den Himmel in Monolith, the Face of Half Dome (1927) nahezu schwarz zu rendern, und legte seine Filterpraxis in The Negative (1981) dar. Der Mixer reproduziert jeden dieser Look – kostet aber keine Blendenstufen: Verschlusszeit und Blende bleiben so, wie man sie gemessen hat.

Die Werkzeuge und was sie mischen

Photoshops Channel Mixer drückt die Gewichte in Prozent aus, bietet ein Monochrome-Kontrollkästchen und einen Constant-Offset und rät dazu, die Summe bei etwa 100 % zu halten; gemischt werden die drei echten Kanäle. Lightroom und Adobe Camera Raw gehen einen anderen Weg: Das Schwarzweiß-Mix-Modul bietet acht Farbband-Regler (Rot, Orange, Gelb, Grün, Aqua, Blau, Lila, Magenta), keine drei Rohkanäle. Diese arbeiten in einem HSL-ähnlichen Farbraum, sodass ein „Orange”-Regler gezielt Orangetöne anhebt statt den gesamten Rotkanal – feinere Farbtonsteuerung, aber ein anderes Denkmodell. Capture One, RawTherapee und Nik Silver Efex Pro verteilen sich auf diesem Spektrum. Der Unterschied ist wesentlich: Drei-Kanal-Mixing verteilt die tatsächlichen Rot-, Grün- und Blaudaten des Sensors neu, während Band-Regler interpretierte Farbtöne nach dem Demosaicing umordnen.

Warum die Übereinstimmung nicht perfekt ist

Die Grenze der Emulation liegt im Farbfilterarray über dem Sensor. Das Bayer-Muster – erfunden von Bryce Bayer bei Eastman Kodak, US-Patent 3.971.065, eingereicht 1975, erteilt 1976 – ordnet 50 % grüne, 25 % rote und 25 % blaue Fotodioden an; Bayer bezeichnete die grünen als „luminanzsensitive Elemente” und verdoppelte sie, um der Spitzenempfindlichkeit des Auges zu entsprechen – dieselbe Logik, die Grün das Luma-Gewicht von 0,7152 gibt. Demosaicing interpoliert die fehlenden Werte an jedem Pixel.

Diese Farbstofffilter sind organische Pigmente, fotolithografisch aufgebracht, mit breiten, überlappenden Durchlassbändern statt scharfer Grenzfrequenzen – sodass der Rotkanal teilweise auf Grün reagiert: das ist spektrales Übersprechen (spectral crosstalk), das sich mit kleiner werdendem Pixelabstand verschlimmert. Silizium verstärkt das Problem am langen Wellenlängenende. Seine ~1,1-eV-Bandlücke macht es bis etwa 1100 nm empfindlich, weit in den Nahinfrarotbereich hinein, weshalb Farbkameras einen IR-Sperrfilter oder Hot-Mirror-Filter tragen (Übergang typischerweise 650–720 nm), um zu verhindern, dass Infrarot die Kanäle erreicht. Ohne ihn wäre der Rotkanal stark kontaminiert; mit ihm verbleibt nur noch das Übersprechen der Farbstoffe. Wie auch immer – der Rotkanal hat bereits eine Mischung von Wellenlängen absorbiert, die sich nachträglich nicht mehr entmischen lässt. Ein Glasrotfilter sperrt Blau vor der Belichtung; der Mixer verteilt nur Daten um, die bereits aufgezeichnet wurden. Ist ein Bereich einmal auf Weiß ausgebrannt oder in den Schatten vergraben, kann keine Gewichtung ihn zurückgewinnen – was für die Arbeit mit Raw-Dateien gilt, wo jeder Kanal seine eigene Reserve behält: Blau neigt unter Kunstlicht als Erstes zum Übersteuern, Rot als Erstes bei Sonnenuntergängen und Hauttönen.

Der Film, den man emuliert – und das Rauschen, das man nicht hat

Ein Channel Mixer emuliert eine panchromatische Emulsion plus Filter. Panchromatische Filme – FP4, HP5, Tri-X – sind über das gesamte sichtbare Spektrum empfindlich, weshalb ein Rotfilter den blauen Himmel abdunkelt und Rottöne aufhellt. Orthochromatisches Material ist eine andere Geschichte: Ilford Ortho Plus 80 ist praktisch blind für Rot und rendert Rottöne nahe Schwarz – ein Rotfilter darauf ist kontraproduktiv. Keine zwei Emulsionen teilen dieselbe spektrale Kurve, deshalb ist „der Rotfilter-Look” von Film zu Film verschieden, und der Mixer approximiert immer nur eine ganz bestimmte Kombination aus Emulsion und Glasfilter.

Zwei Hinweise zur digitalen Seite. Der Blaukanal ist in der Regel der rauschärmste – gemeint: der rauschreichste –, weil der Blaustofffilter am wenigsten Photonen durchlässt: Niedriges Signal bedeutet, dass Photonen-Schrotrauschen dominiert, das mit der Wurzel des Signals skaliert, und die Weißabgleich-Verstärkung bei warmem Licht verstärkt es zusätzlich. Bei modernem CMOS-Ausleserauschen von etwa 2 e⁻ pro Pixel sind die meisten Tageslichtaufnahmen schrotrauschbegrenzt, sodass ein stark angehobenes Blaugewicht Korn erzeugt, das sich nicht wegbelichten lässt. Und die „kostenlose, reversible” Natur der Mischung gilt nur so lange, wie die Farbdaten erhalten bleiben – in einer Raw-Datei oder einem mehrschichtigen Dokument. Auf Graustufen reduzieren oder als JPEG abspeichern, und die Konvertierung ist ebenso unumkehrbar wie ein entwickeltes Negativ.