Jasový kanál a LRGB: extrakce, kombinace a RGB Working Space
LRGB je jeden ze základních konceptů v astrofotografickém zpracování: kanál jasu (L), který nese detaily, se zpracovává odděleně od barevných kanálů (RGB), které nesou barvu, a na konci se oba výsledky spojí. Tento článek shrnuje principy extrakce a kombinace kanálu jasu a také často opomíjené nastavení, které za tím vším stojí – RGB Working Space.
Proč zpracovávat L a RGB odděleně
Nejprve uvedu jedno pojmové přirovnání. Jednou jsem si s několika kamarády z oboru povídal o monochromatické a barevné fotografii a řeč se nějak stočila k lidskému oku. Nakonec jsme to shrnuli do jedné věty:
Režim RGB je volbou ve chvíli fotonové finanční svobody – usiluje se zároveň o vysokou kvalitu barvy i jasu. Režim L+RGB je naproti tomu zákonem přežití ve fotonové chudobě – nejprve je třeba zajistit, aby byla vidět struktura, a teprve pak přichází na řadu barva.
Snímač, který dokáže dlouhodobě akumulovat fotony, do jisté míry vyrovnává nedostatek lidského oka ve tmě – kde je fotonů příliš málo na to, aby uvedly do pohybu čípky rozlišující barvy. Vytáhnout jas samostatně, aby se navýšil poměr signálu k šumu a zajistila se struktura, to je přesně duch LRGB.
Dva principy kombinace kanálu jasu a barevných kanálů
Aby L a RGB po spojení vypadaly dobře, je třeba mít na paměti dva směry:
- Kanál jasu nesmí být příliš světlý (ani příliš tmavý), jinak se barva vyplaví.
- U barevných kanálů lze zvýšit kontrast, což po spojení zvýší sytost barev.
Mezi často používané procesy PI patří: ScreenTransferFunction, HistogramTransformation, ArcsinhStretch, LRGBCombination.
Tady je jedna důležitá myšlenka: na tom, jestli je kanál jasu sám o sobě hezký, ve skutečnosti příliš nezáleží – důležité je, zda po spojení s RGB vypadá dobře celá fotografie a zda vyniknou detaily. Jako příklad si vezměme mlhovinu Tarantule, NGC 2070: jeden jediný snímek automaticky roztažený na obrazovce pomocí STF má sice zřetelný kontrast, ale pozadí je příliš černé a bílá barva mlhoviny Tarantule je zase příliš jasná – ve skutečnosti to není snímek jasu vhodný k míchání s RGB.
V jaké fázi se L a RGB spojují
Proces LRGBCombination se ve většině případů používá v nelineárním stavu. Pokud chcete spojovat v lineární fázi, měli byste použít ChannelCombination – zjistíte ale, že ChannelCombination vůbec nemá možnost volby kanálu jasu, a právě to vysvětluje, proč se L a RGB nehodí spojovat v lineární fázi. A co se stane, když LRGBCombination na lineární fázi násilím použijete? Až uvidíte, že se spojený snímek rozpadl, pochopíte to sami.
Kdy se má tedy vlastně spojovat? Zhruba ve chvíli, kdy jsou jak jas, tak RGB každý zvlášť zpracovány do stavu „tak nějak dobře“ – teprve pak je spojím a pokračuji dál. Častým omylem tady bývá snaha zpracovat jas nebo jednotlivé kanály R, G, B samostatně co nejkrásněji – jenže skutečně důležité není, jestli L nebo RGB vypadají dobře v mezikroku (pokud tedy nechcete jen snímek ve stupních šedi nebo rozmazaný obrázek s pouhou barvou), ale to, zda po konečném spojení hladce vyjde barva a zda se dobře projeví detaily jasu.
A ani po spojení nejde snímek rovnou exportovat – následuje ještě celá řada kroků zesílení a úpravy barev, a na úplný závěr ještě redukce šumu a oprava vad, než lze dílo považovat za dokončené.
I barevné kamery potřebují extrakci kanálu jasu
Postupy, které jsem dosud sdílel, se týkaly hlavně monochromatických kamer, ale při zpracování barevných snímků z DSLR nebo chlazené kamery OSC je hlavní postup vlastně velmi podobný – i tady se kanál jasu a barevné kanály zpracovávají odděleně. Extrakce kanálu jasu v PI je velmi jednoduchá, jen řada začátečníků neví, ve kterém kroku ji provést. Ve srovnání s monochromatickým postupem může být okamžik extrakce:
- hned po dokončení předzpracování, nebo
- po vyvážení barev a DBE.
Natočil jsem k tomu i video, které ukazuje, jak po integraci extrahovat kanál jasu z barevného snímku: https://youtu.be/TDhaKp2BK4w
Časté nepochopení: odebrání sytosti ≠ kanál jasu
Koluje jedno tvrzení: když stáhnete sytost na nulu, to, co zbyde, je jas. Proto někteří lidé v programu Photoshop ve funkci Camera Raw Filter nebo v programu Lightroom dočasně stáhnou sytost a teprve pak upravují parametry v domnění, že se tak vyhnou vlivu barev a upravují jen jas.
Toto tvrzení ani tento postup ale nejsou úplně správné. Sám jsem to prakticky porovnal v programu Photoshop: snímek, kterému byla odebrána pouze sytost, ve srovnání se skutečným kanálem jasu jako by ztratil část detailů. Později jsem stejný experiment provedl i v PI a výsledek byl shodný – snímek, kterému byla odebrána barevná sytost, skutečně přišel o část detailů.
Jinými slovy, aby bylo možné v programu Photoshop získat skutečný jas, bude patrně nutné nejprve přepnout do režimu Lab, aby výsledek byl přesnější; v PI naproti tomu stačí stisknout jednu klávesu a kanál jasu se rovnou extrahuje – mnohem pohodlnější.
RGB Working Space (RGBWS): skrytá proměnná extrakce jasu
Jev popsaný výše, totiž že „odebrání sytosti není totéž co jas“, se ve skutečnosti týká často opomíjeného nastavení: RGB Working Space, tedy poměru, jakým každá ze tří barev RGB přispívá k jasu.
Jev první: nastavení ovlivňuje extrahovaný jas. Vezměte dva snímky, v nichž převažuje červená, respektive modrá, a extrahujte jas při nastavení RGBWS podle standardu „lidského vidění“ – zjistíte, že extrahovaný kanál jasu je zřetelně tmavší a má méně detailů. (Pokud to není moc vidět, můžete si přímé srovnání prohlédnout v tomto videu: https://youtu.be/s8tRTXSrkh0)
Jev druhý: nastavení ovlivňuje i výsledek kombinace LRGB. Když provedete kombinaci LRGB kanálu L a RGB výše uvedených snímků, zjistíte, že při nastavení podle standardu lidského vidění je výsledný snímek jako celek zřetelně tmavší, a u části modré barvy se dokonce mírně změní odstín, který se posune směrem k fialové. (Přímé srovnání opět najdete ve videu: https://youtu.be/rcsXP9HVQs0)
Jak to tedy nastavit? Pokud chcete, aby RGB přispívalo k jasu rovnoměrně, postupujte takto:
- Otevřete proces RGBWorkingSpace.
- Nastavte koeficienty Red, Green a Blue všechny na 1 (nastavit všechny na 1 je jen kvůli snadnějšímu zadávání – po potvrzení konfigurace se automaticky přepočítají na 0.33 : 0.33 : 0.33).
- Stiskněte kolečko vlevo dole a proveďte globální konfiguraci.
Po tomto nastavení bude mít napříště každý barevný snímek – ať už načtený, nebo vygenerovaný – ve výchozím stavu stejný příspěvek RGB k jasu (0.33 : 0.33 : 0.33).
Právě proto se lze vrátit k tomu, že „snímek RGB s odebranou barevnou sytostí není totéž co jeho vlastní snímek jasu“: při stejném poměru příspěvku RGB k jasu bude snímek jasu zřetelně světlejší než snímek s odebranou sytostí (tedy snímek, ze kterého byla v prostoru LCH odebrána složka C představující sytost, takže se hodnoty RGB srovnaly).
Pokročilé: superkanál jasu (Super L)
Na závěr ještě jeden pokročilý postup. Superkanál jasu (Super L) je uměle vytvořený kanál; jedním ze způsobů, jak ho vytvořit, je znovu integrovat již integrované kanály L, R, G a B dohromady.
Jako náhrada za kanál L dává Super L ve srovnání s původním snímkem L mírně vyšší poměr signálu k šumu (SNR) – i když to pouhým okem téměř není vidět, toto nepatrné zlepšení se při dalším zpracování přesto hodí.
