قناة اللمعان و LRGB: الاستخراج والدمج و RGB Working Space

يُعدّ LRGB من المفاهيم الجوهرية في المعالجة اللاحقة في التصوير الفلكي: تُعالَج قناة اللمعان (L) المسؤولة عن التفاصيل بمعزل عن قنوات الألوان (RGB) المسؤولة عن اللون، ثم تُدمج الاثنتان في النهاية. يجمع هذا المقال مبادئ استخراج قناة اللمعان ودمجها، إضافةً إلى إعداد RGB Working Space الذي كثيرًا ما يُغفَل خلف كل ذلك.

لماذا نعالج L وRGB كلًّا على حدة

لنبدأ بتشبيه مفاهيمي. تحدثت ذات مرة مع بضعة من الهواة عن التصوير الأحادي اللون مقابل التصوير الملون، ثم انحرف الحديث بطريقة ما إلى العين، وانتهى بنا الأمر إلى تلخيص ذلك في جملة واحدة:

نمط RGB هو خيار من بلغ الحرية المالية في الفوتونات؛ إذ يسعى إلى جودة عالية في اللون واللمعان في آنٍ واحد. أما نمط L+RGB فهو قانون البقاء في زمن فقر الفوتونات: يُضمَن أولًا أن تكون البنية مرئية، ثم يُطلَب اللون بعد ذلك.

المستشعر القادر على تجميع الفوتونات زمنًا طويلًا يعوّض إلى حدٍّ ما حسرة العين البشرية في الظلام، حيث تقلّ الفوتونات كثيرًا عن أن تُشغّل الخلايا المخروطية التي تميّز الألوان. واستخلاص اللمعان وحده لبناء نسبة الإشارة إلى الضوضاء وتثبيت البنية هو بالضبط روح LRGB.

مبدآن لدمج قناة اللمعان مع قنوات الألوان

لكي يبدو الناتج جميلًا بعد دمج L مع RGB، هناك اتجاهان يجدر الانتباه إليهما:

1. يجب ألّا تكون قناة اللمعان شديدة السطوع (أو شديدة العتمة)، وإلا خفّفت اللون.
2. يمكن رفع التباين في قنوات الألوان، وهذا يزيد تشبّع اللون بعد الدمج.

ومن عمليات PI الشائعة الاستخدام هنا: ScreenTransferFunction وHistogramTransformation وArcsinhStretch وLRGBCombination.

وهنا فكرة مهمة: كون قناة اللمعان جميلة بحدّ ذاتها أو غير جميلة لا يعني الكثير في الحقيقة؛ المهم هو ما إذا كانت، بعد دمجها مع RGB، تجعل الصورة كلها جميلة وتُبرز التفاصيل. ولنأخذ NGC 2070، سديم الرتيلاء (Tarantula Nebula)، مثالًا: فاللقطة المفردة التي تُمدَّد تلقائيًا على الشاشة بواسطة STF يظهر تباينها واضحًا، لكن الخلفية شديدة السواد وبياض سديم الرتيلاء شديد السطوع؛ وهي في الواقع ليست صورة لمعان مناسبة للمزج مع RGB.

في أي مرحلة يُدمج L مع RGB

عملية LRGBCombination تُستخدَم في معظم الحالات في الحالة غير الخطية. وللدمج في المرحلة الخطية ينبغي استعمال ChannelCombination، غير أنه سيتبيّن أن ChannelCombination لا يتضمّن أصلًا أي خيار لقناة اللمعان، وهذا بالضبط ما يوضّح لماذا لا يصلح دمج L مع RGB في المرحلة الخطية. أما ماذا يحدث عند فرض LRGBCombination على صورة خطية؟ حين تظهر الصورة المدموجة وقد فسدت، يتّضح الأمر من تلقاء نفسه.

فمتى ينبغي الدمج إذن؟ عادةً حين يصل كلٌّ من اللمعان وRGB إلى حالة «لا بأس بها»، عندئذ أدمجهما وأتابع المعالجة. والمزلق الشائع هنا هو الرغبة في إخراج اللمعان أو كلٍّ من قنوات R وG وB جميلًا بمفرده، لكن الجوهر ليس في جمال L أو RGB في المراحل الوسيطة (إلا إن كان المطلوب صورة رمادية فحسب، أو صورة ضبابية لا تحمل سوى اللون)، بل في ما إذا كان اللون يخرج بسلاسة بعد الدمج النهائي، وما إذا كانت تفاصيل اللمعان تظهر بسلاسة.

كما أن اكتمال الدمج لا يعني إمكانية التصدير مباشرة؛ فبعده تأتي سلسلة كاملة من خطوات التعزيز وضبط الألوان، بل ويلزم في النهاية خفض الضوضاء وإصلاح العيوب، وعندها فقط يكتمل العمل.

الكاميرات الملونة تحتاج أيضًا إلى استخراج قناة اللمعان

مسارات العمل التي شاركتها سابقًا كانت تدور غالبًا حول الكاميرات الأحادية اللون، لكن عند معالجة الصور الملونة الملتقطة بكاميرا DSLR أو بكاميرا OSC مبرَّدة يكون المسار الرئيسي متشابهًا في الواقع؛ إذ تُعالَج قناة اللمعان وقنوات الألوان كلٌّ على حدة كذلك. واستخراج قناة اللمعان في PI سهل للغاية، غير أن كثيرًا من المبتدئين لا يعرفون في أي خطوة ينبغي فعل ذلك. وبالمقارنة مع مسار الكاميرا الأحادية، يمكن أن يكون توقيت الاستخراج:

1. مباشرةً بعد الانتهاء من المعالجة الأولية، أو
2. بعد الانتهاء من موازنة الألوان وDBE.

وسجّلت أيضًا مقطع فيديو يوضّح كيفية استخراج قناة اللمعان من صورة ملونة بعد التجميع: https://youtu.be/TDhaKp2BK4w

سوء فهم شائع: خفض التشبّع ≠ قناة اللمعان

هناك قول متداول: «ما إن يُزال التشبّع حتى يكون ما تبقّى هو اللمعان». ولهذا يعمد بعضهم إلى خفض التشبّع مؤقتًا في Camera Raw Filter داخل PS أو في Lightroom، ثم يضبطون المعاملات ظنًّا منهم أنهم بذلك يتجنّبون تشويش اللون ولا يضبطون سوى اللمعان.

لكن هذا القول وهذه الطريقة ليسا دقيقين تمامًا في الحقيقة. لقد أجريت المقارنة فعليًا في Photoshop: الصورة التي أُزيل منها التشبّع وحده تبدو، مقارنةً بقناة اللمعان الحقيقية، وقد فقدت شيئًا من التفاصيل. ثم أجريت التجربة نفسها لاحقًا في PI فجاءت النتيجة متطابقة: الصورة التي أُزيل منها تشبّع اللون تفقد بالفعل جزءًا من التفاصيل.

بعبارة أخرى، للحصول على اللمعان الحقيقي في PS قد يلزم التحويل أولًا إلى نمط Lab حتى تكون النتيجة أدقّ؛ أما في PI فيكفي ضغط مفتاح واحد لاستخراج قناة اللمعان، وهو أيسر بكثير.

RGB Working Space (RGBWS): المتغيّر الخفي في استخراج اللمعان

الظاهرة المذكورة أعلاه، أي أن خفض التشبّع لا يساوي اللمعان، ترتبط في الواقع بإعداد كثيرًا ما يُغفَل: RGB Working Space، أي نسبة إسهام كلٍّ من الألوان الثلاثة RGB في اللمعان.

الظاهرة الأولى: الإعداد يؤثّر في اللمعان المستخرَج. يرجى اختيار صورتين يغلب عليهما الأحمر والأزرق، واستخراج اللمعان منهما ضمن إعداد RGBWS المضبوط على معيار «الرؤية البشرية»؛ عندها يتبيّن أن قناة اللمعان المستخرَجة أعتم بوضوح وأقل تفصيلًا. (وإن كان الفرق غير واضح، ففي هذا الفيديو مقارنة مباشرة: https://youtu.be/s8tRTXSrkh0)

الظاهرة الثانية: الإعداد يؤثّر أيضًا في نتيجة دمج LRGB. عند إجراء دمج LRGB بين L وRGB للصور المذكورة، يتبيّن أن الصورة الناتجة تميل إلى العتمة بوضوح ضمن الإعداد المبني على معيار الرؤية البشرية، بل إن درجة لون بعض المناطق الزرقاء تتغيّر تغيّرًا طفيفًا فتميل نحو البنفسجي. (ويمكن كذلك مشاهدة المقارنة المباشرة في الفيديو: https://youtu.be/rcsXP9HVQs0)

فكيف يُضبط إذن؟ إن كان المطلوب أن يكون إسهام RGB في اللمعان متساويًا، فالطريقة كالآتي:

1. يرجى فتح عملية RGBWorkingSpace.
2. يرجى ضبط معاملات Red وGreen وBlue كلها على 1 (ضبطها جميعًا على 1 أسهل في الإدخال فحسب، وبعد الضغط على التطبيق تُحوَّل تلقائيًا إلى 0.33 : 0.33 : 0.33).
3. يرجى الضغط على الدائرة في الزاوية السفلية اليسرى لتنفيذ التطبيق الشامل.

وبعد هذا الضبط، سيكون إسهام RGB في اللمعان متساويًا افتراضيًا في أي صورة ملونة لاحقًا، سواء حُمِّلت أم أُنتِجت (0.33 : 0.33 : 0.33).

ولهذا السبب بالذات يمكن العودة إلى مسألة «صورة RGB التي أُزيل منها تشبّع اللون لا تساوي صورة لمعانها الخاصة»: فبافتراض تساوي نسب إسهام RGB في اللمعان، تكون صورة اللمعان أسطع بوضوح من الصورة التي أُزيل منها التشبّع (بإزالة المكوّن C الذي يمثّل التشبّع في فضاء LCH بحيث تتساوى قيم RGB).

متقدّم: قناة اللمعان الفائقة (Super L)

وأختم بإضافة أسلوب متقدّم. قناة اللمعان الفائقة (Super L) قناة اصطناعية، وإحدى طرق صنعها هي إعادة تجميع قنوات L وR وG وB التي سبق تجميعها.

وبوصفها بديلًا عن القناة L، تمنح Super L تحسّنًا طفيفًا في نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) مقارنةً بصورة L الأصلية — وحتى لو كاد التحسّن لا يُرى بالعين المجردة، فإن هذا القدر اليسير يظل مفيدًا في المعالجة اللاحقة.