RGBWorkingSpace (RGBWS): princip a použití

Mezi mnoha procesy v programu PixInsight je RGBWorkingSpace (dále jen RGBWS) pravděpodobně jedním z těch, které se nejsnáze přehlédnou. Nemálo uživatelů PI ani netuší, k čemu vlastně slouží – po úpravě jeho různých parametrů se zdá, že se na snímku neprojeví žádný viditelný vizuální efekt, a tak ho nechají ležet stranou.

Ve skutečnosti je ale tento proces naprosto klíčový pro zpracování snímků hlubokého vesmíru, kde je potřeba „extrahovat jas“ nebo „přidat jasový kanál“. Tento článek se dělí na dvě části: nejprve princip RGBWS, poté jeho vliv na barvy v praktickém zpracování.

Začněme u lidského oka: proč je zelená obzvlášť jasná

Lidský zrakový systém je na zelené světlo velmi citlivý, a proto se při výpočtu jasu (luminance) ve standardním barevném prostoru zelené přiřazuje mnohem větší váha než červené nebo modré.

Nevěříte? Podívejte se na snímek s čistými barvami RGB níže – nepřipadá vám zelená obzvlášť jasná, červená o něco méně a modrá spíš tmavá? To je přesně důsledek váhování lidského oka.

Takové rozložení vah je velmi vhodné pro běžné scény osvětlené bílým světlem nebo denním světlem. Jenže tady nastává problém: zelená ve snímcích hlubokého vesmíru ve skutečnosti není důležitá.

Například emise Ha je tmavě červená a reflexní mlhoviny jsou modré. U těchto objektů obsahují červený a modrý kanál většinu informace, zatímco zelený kanál většinou obsahuje jen hvězdy. Světlo OIII je směsí modré a zelené a galaxie vyzařují v celém spektru. Kromě několika málo planetárních mlhovin a některých kometárních ohonů se proto ve snímcích hlubokého vesmíru mimo šum obvykle nenajde žádný pixel, který by šlo označit za „zelený pixel“.

Co RGBWS dělá: nově definuje koeficienty jasu

Když je to tak, můžeme v PI pomocí RGBWS definovat sadu koeficientů jasu, které „neodpovídají fyziologickým vlastnostem lidského oka“, aby se se skutečnými daty z každého kanálu zacházelo spravedlivěji – jinými slovy, aby všechny tři kanály RGB přispívaly k jasu stejnou měrou, a tím se optimalizovalo zpracování snímků hlubokého vesmíru.

Podívejte se na obrázek výše:

• Horní polovina používá parametry Default RGBWS (0.22 : 0.71 : 0.06), což jsou váhy odpovídající lidskému vidění, a proto se jas tří extrahovaných čistých barev liší – vzniknou tak tři snímky ve stupních šedi o různém jasu.
• Dolní polovina naopak nastavuje poměr všech tří kanálů stejně (0.33 : 0.33 : 0.33) – jas všech tří čistých barev vyjde přesně stejný, takže vznikne jeden snímek jasu ve stupních šedi se shodnou hodnotou.

Jas extrahovaný v obou případech je zcela odlišný.

Poznámka: RGBWS nemá nic společného se správou barev ani se soubory ICC. Působí čistě ve fázi zpracování obrazu – tyto dvě věci si nepleťte.

Druhá část: co se stane při přidání jasu, když je RGBWS nastaven špatně

Po pochopení principu se podíváme na to, co se stane při „přidání jasového kanálu“, pokud RGBWS není nastaven správně.

• Horní polovina: barevný snímek používá poměr „neodpovídající lidskému vidění“ R : G : B = 0.33 : 0.33 : 0.33. Po nahrazení původního jasu snímkem ve stupních šedi s jedinou hodnotou zůstávají sytost (Saturation) a odstín (Hue) barevného snímku beze změny.
• Dolní polovina: barevný snímek používá poměr „odpovídající lidskému vidění“ R : G : B = 0.22 : 0.71 : 0.06. Po nahrazení původního jasu snímkem ve stupních šedi s jedinou hodnotou se sytost a odstín změní.

Všimli jste si modré? Už se změnila na fialovou.

Teď už by mělo být jasné, jak důležité je nastavení RGBWS, když chceme v barevném snímku jasový kanál „extrahovat“ nebo „nahradit“. Není to podružný proces, ale klíčový krok, který rozhoduje o tom, zda se barvy, které jste s takovou námahou zachytili, dají zachovat správně.