Luminanzkanal und LRGB: Extraktion, Kombination und RGB Working Space
LRGB ist eine der zentralen Ideen der astrofotografischen Nachbearbeitung: Man bearbeitet den für die Details zuständigen Luminanzkanal (L) getrennt von den für die Farbe zuständigen Farbkanälen (RGB) und führt sie am Ende zusammen. Dieser Artikel bündelt die Prinzipien zur Extraktion und Kombination des Luminanzkanals sowie die dahinterstehende, oft übersehene Einstellung des RGB Working Space.
Warum man L und RGB getrennt bearbeitet
Zunächst eine gedankliche Analogie. Ich unterhielt mich einmal mit ein paar Mitstreitern über Monochrom- versus Farbfotografie, das Thema verirrte sich irgendwie zum Auge, und am Ende brachten wir es auf einen Satz:
Der RGB-Modus ist die Wahl, wenn man die photonische finanzielle Freiheit erreicht hat – man strebt gleichzeitig hohe Qualität in Farbe und Luminanz an. Der L+RGB-Modus dagegen ist die Überlebensregel der Photonen-Armen: Zuerst stellt man sicher, dass man die Struktur sehen kann, und kümmert sich dann erst um die Farbe.
Ein Sensor, der über lange Zeit Photonen sammeln kann, gleicht bis zu einem gewissen Grad das Manko des menschlichen Auges aus – im Dunkeln sind die Photonen zu spärlich, um die farbunterscheidenden Zapfenzellen anzutreiben. Die Luminanz für sich allein herauszuziehen, um das Signal-Rausch-Verhältnis aufzubauen und die Struktur zu sichern, ist genau der Geist von LRGB.
Zwei Prinzipien für die Kombination von Luminanz- und Farbkanälen
Damit L und RGB nach der Kombination gut aussehen, gibt es zwei Richtungen, die du im Blick behalten solltest:
- Der Luminanzkanal darf nicht zu hell (oder zu dunkel) sein, sonst verwässert er die Farbe.
- Die Farbkanäle dürfen im Kontrast angehoben werden, das steigert die Farbsättigung des kombinierten Ergebnisses.
Häufig verwendete PI-Prozesse sind: ScreenTransferFunction, HistogramTransformation, ArcsinhStretch, LRGBCombination.
Hier ein wichtiger Gedanke: Ob der Luminanzkanal für sich genommen gut aussieht, spielt eigentlich keine große Rolle – entscheidend ist, ob er nach der Kombination mit dem RGB das gesamte Foto gut aussehen lässt und die Details zur Geltung bringt. Nimm als Beispiel NGC 2070, den Tarantelnebel: Ein einzelnes Bild, mit STF automatisch am Bildschirm gestretcht, zeigt zwar deutlichen Kontrast, aber der Hintergrund ist zu schwarz und das Weiß des Tarantelnebels wiederum zu hell – eigentlich ist das kein Luminanzbild, das sich gut zum Mischen mit RGB eignet.
In welcher Phase L und RGB kombiniert werden
Der Prozess LRGBCombination wird in den meisten Fällen im nichtlinearen Zustand verwendet. Wenn du im linearen Stadium kombinieren willst, solltest du ChannelCombination nehmen – doch du wirst feststellen, dass ChannelCombination überhaupt keine Option für einen Luminanzkanal hat, und genau das sagt dir, warum sich L und RGB nicht zum Kombinieren im linearen Stadium eignen. Und was passiert, wenn du LRGBCombination mit Gewalt auf ein lineares Bild anwendest? Sobald du siehst, wie das kombinierte Bild zerfällt, wirst du es verstehen.
Wann also sollte man tatsächlich zusammenführen? Ungefähr dann, wenn sowohl die Luminanz als auch das RGB jeweils bis zu einem „ganz ordentlichen“ Zustand bearbeitet sind – erst dann führe ich sie zusammen und arbeite weiter. Ein häufiger Irrtum ist hier der Wunsch, die Luminanz oder jeden der Kanäle R, G und B einzeln richtig hübsch zu bearbeiten. Doch der eigentliche Punkt ist nicht, ob das L oder RGB im Zwischenschritt gut aussieht (es sei denn, du willst nur ein Graustufenbild oder einen reinen Farbmatsch), sondern ob nach dem finalen Zusammenführen die Farbe sauber herauskommt und die Luminanzdetails gut zur Geltung kommen.
Und selbst nach dem Zusammenführen kannst du das Bild nicht einfach direkt ausgeben – danach kommt noch eine ganze Kette an Verstärkungs- und Farbanpassungsschritten, und ganz am Ende sogar noch Rauschminderung und das Ausbessern von Defekten, ehe ein Werk fertig ist.
Auch bei Farbkameras extrahiert man den Luminanzkanal
Die bisher geteilten Abläufe drehten sich meist um Monochromkameras, doch bei der Bearbeitung von Farbbildern einer DSLR oder einer gekühlten OSC-Kamera ist der Hauptablauf eigentlich ganz ähnlich – auch hier bearbeitest du Luminanzkanal und Farbkanäle getrennt. Den Luminanzkanal in PI zu extrahieren ist sehr einfach; nur wissen viele Einsteiger nicht, in welchem Schritt sie das tun sollen. Im Vergleich zum Monochrom-Ablauf kann der Zeitpunkt der Extraktion sein:
- direkt nach abgeschlossener Vorverarbeitung, oder
- nach abgeschlossenem Farbabgleich und DBE.
Ich habe außerdem ein Video aufgenommen, das zeigt, wie man nach der Integration aus einem Farbbild den Luminanzkanal extrahiert: https://youtu.be/TDhaKp2BK4w
Ein verbreitetes Missverständnis: die Sättigung herauszunehmen ≠ der Luminanzkanal
Es gibt eine kursierende Behauptung: Nimm die Sättigung heraus, und was übrig bleibt, ist die Luminanz. Deshalb nehmen manche in Photoshops Camera Raw-Filter oder in Lightroom vorübergehend die Sättigung heraus und passen dann ihre Parameter an, in der Annahme, dass sie so nicht von der Farbe beeinflusst werden und nur die Luminanz einstellen.
Doch diese Behauptung und diese Vorgehensweise sind eigentlich nicht ganz richtig. Ich habe es in Photoshop direkt verglichen: Ein Bild, dem nur die Sättigung entzogen wurde, scheint im Vergleich zum echten Luminanzkanal einige Details zu verlieren. Später führte ich dasselbe Experiment in PI durch, mit übereinstimmendem Ergebnis – ein Bild, dem die Farbsättigung entzogen wurde, verliert tatsächlich einen Teil der Details.
Mit anderen Worten: Um in PS die echte Luminanz zu erhalten, musst du womöglich erst in den Lab-Modus wechseln, damit es genauer ist; in PI dagegen genügt ein Tastendruck, um den Luminanzkanal zu extrahieren – weitaus bequemer.
RGB Working Space (RGBWS): die versteckte Variable der Luminanzextraktion
Das obige Phänomen – dass die Sättigung herauszunehmen nicht der Luminanz entspricht – hängt eigentlich mit einer oft übersehenen Einstellung zusammen: dem RGB Working Space, also dem Verhältnis, wie viel jede der drei Farben zur Luminanz beiträgt.
Phänomen eins: Die Einstellung beeinflusst die extrahierte Luminanz. Nimm zwei Bilder, die von Rot bzw. Blau dominiert werden, und extrahiere die Luminanz unter einem RGBWS, der auf den Standard „menschliches Sehen“ eingestellt ist. Du wirst feststellen, dass der extrahierte Luminanzkanal deutlich dunkler ist und weniger Details hat. (Falls es schwer zu erkennen ist, kannst du es in diesem Video direkt vergleichen: https://youtu.be/s8tRTXSrkh0)
Phänomen zwei: Die Einstellung beeinflusst auch das Ergebnis der LRGB-Kombination. Kombinierst du L und RGB der obigen Bilder per LRGB, wirst du feststellen, dass das kombinierte Bild unter dem Standard „menschliches Sehen“ insgesamt deutlich dunkler ausfällt – manche Blautöne verschieben sich sogar leicht ins Violette. (Auch das kannst du im Video direkt vergleichen: https://youtu.be/rcsXP9HVQs0)
Wie also einstellen? Wenn du willst, dass RGB gleichmäßig zur Luminanz beiträgt, gehst du so vor:
- Öffne den Prozess RGBWorkingSpace.
- Setze die Koeffizienten von Red, Green und Blue alle auf 1 (alle auf 1 zu setzen ist nur einfacher einzugeben; nach dem Anwenden der Konfiguration wird das automatisch in 0.33 : 0.33 : 0.33 umgerechnet).
- Drücke den Kreis unten links, um die globale Konfiguration auszuführen.
Nach dieser Einstellung haben Farbbilder – ob geladen oder erzeugt – künftig standardmäßig einen gleichen RGB-Beitrag zur Luminanz (0.33 : 0.33 : 0.33).
Und gerade deshalb lässt sich noch einmal auf den Punkt „ein RGB-Bild mit entzogener Farbsättigung ist nicht gleich seinem eigenen Luminanzbild“ zurückkommen: Unter der Voraussetzung eines gleichen RGB-zu-Luminanz-Verhältnisses wird das Luminanzbild deutlich heller als das entsättigte Bild (bei dem im LCH-Raum das C, das die Sättigung repräsentiert, herausgenommen wird, sodass die RGB-Werte gleich werden).
Fortgeschritten: der Super-Luminanzkanal (Super L)
Zum Schluss noch eine fortgeschrittene Vorgehensweise. Der Super-Luminanzkanal (Super L) ist ein künstlicher Kanal; eine Art, ihn herzustellen, besteht darin, die bereits integrierten Kanäle L, R, G und B noch einmal zu integrieren.
Als Ersatz für den L-Kanal bietet Super L im Vergleich zum ursprünglichen L-Bild sogar eine leichte Steigerung des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) – und auch wenn du sie mit bloßem Auge kaum erkennst, hilft dieses kleine bisschen Verbesserung bei der weiteren Bearbeitung dennoch.
