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混合模式的原理与 PixInsight 的图层式操作

PS 天文后期2021.07

像素混合(blending)是天文图像处理的核心技巧之一。不论你用的是 Photoshop 还是 PixInsight,理解混合模式怎么运作,往往比记住一堆操作步骤更重要。这篇整理我对混合模式的笔记,以及在 PixInsight 中如何用图层式思维来达成类似效果。

Photoshop 的强项就是混合

Photoshop 最擅长的事情,就是一路 blend 到底,再配合无数的图层蒙版(layer mask)来精细控制。天文图像处理中比较常用到的几种混合模式有:

  1. Darken(变暗)
  2. Multiply(正片叠底)
  3. Screen(滤色)
  4. Overlay(叠加)
  5. Soft Light(柔光)
  6. Luminosity(明度)

Photoshop 常用混合模式的操作画面

混合模式背后的数学公式

要真正把混合模式用好,理解每一种模式背后的数学公式会很有帮助。每个混合模式其实都对应着一条像素运算公式——知道公式,就能预期两张图像叠在一起时会发生什么事,而不只是凭感觉乱试。

deepskycolors 网站的作者 RBA 早年就把所有混合模式与其对应公式整理成一张表格,非常实用,建议想深入理解的同好找来对照。

PixInsight 中的图层式操作

PixInsight 没有 Photoshop 那样的图层面板,但它其实可以把每一张独立的图像当成一个“图层”来看待。要达成 Photoshop 的图层混合,主要有两条路:

  • PixelMath:可以做到与混合模式完全相同的事,只是公式要自己写。
  • Blend 脚本:菜单中的模式几乎跟 Photoshop 一样,另外还多了一些专为天文图像设计的模式,也能自动做屏幕拉伸。

平心而论,PixInsight 的图层混合在操作弹性上,大概连 Photoshop 的十分之一都不到。但值得高兴的是,社区里有能够实时预览的脚本可用。例如 Cosmic Photons 的 imageblend 脚本,就提供了实时预览混合结果的能力。

PixInsight 的 imageblend 脚本混合两张图像的界面

如果你熟悉 Photoshop 的图层混合,会发现 imageblend 脚本的设置很容易上手。它最大的限制是无法随意调整混合的张数——完全受限于脚本提供的选项(例如这个脚本一次只处理两张图像)。不过对 PixInsight 用户而言,能有实时预览已经是很方便的一步了。脚本的下载链接可在原作者网站取得,手动加入 PixInsight 的更新数据库后,选择更新即可安装。

完整的混合模式数学公式整理,可参考 Deep Sky Colors 的〈Formulas for Photoshop blending modes〉:https://www.deepskycolors.com/archivo/2010/04/21/formulas-for-Photoshop-blending-modes.html