Schmalband-Farbgebung: SHO-Paletten und häufig genutzte Farbzuweisungs-Skripte

Die Farbgebung von Schmalbandbildern ist für viele die erste Wand, gegen die sie beim Übergang von RGB/LRGB in die Welt der Schmalbandfotografie laufen. Dieser Artikel bündelt die Konzepte und Werkzeuge, die ich mir über die letzten Jahre bei der Schmalband-Farbgebung angeeignet habe — von den Grundgedanken über das Prinzip der SHO-Paletten bis hin zur Kanalnormalisierung und allerlei praktischen Skripten —, damit alle, die noch am Tasten sind, eine Landkarte in der Hand haben, an der sie sich orientieren können.

Zuerst die richtige Einstellung aufbauen

Schmalband-Astrofotografie ist eigentlich nicht so einfach, wie SHO in verschiedenen Permutationen (SHO, HSO, HOO…) in die RGB-Kanäle zu stopfen; wer das tut, bekommt meist ein Ergebnis, das einen unzufrieden zurücklässt.

Es ist genau wie beim Bearbeiten eines Nebels nach dem Entfernen der Sterne: Es ist nicht damit getan, die Sterne einfach wieder hinzuzufügen — tust du das, handelst du dir stattdessen oft blasse Sterne oder verschobene Farben ein. Das echte Know-how steckt genau in diesen entscheidenden Details.

Veranschaulichung, wie sich die Ergebnisse der Schmalband-Farbgebung je nach Bearbeitungskönnen unterscheiden

Deshalb mein Rat: Wer als Anfänger in die Schmalbandbearbeitung einsteigt, sollte auf jeden Fall zuerst bei sich selbst aufräumen. Mach dich erst gründlich mit RGB und LRGB vertraut und geh dann Schritt für Schritt zur Schmalbandtechnik über. Die Ausnahme ist, wenn du programmieren kannst und mit PixelMath überhaupt keine Probleme hast — dann kannst du vielleicht an beiden Fronten zugleich vorankommen, aber ich muss sagen: leicht ist das nicht.

Das Bild unten zeigt dieselbe Ausgangsdatei, bearbeitet auf verschiedenen Stufen des Könnens. Allein die eine Sache „wie man den Staub einfärbt“ — vom Verstehen des Prinzips bis zum tatsächlichen Umsetzen — hat mich zwei Jahre zu lernen gekostet. Es ist nicht so einfach, wie ein bisschen an der Sättigung zu drehen.

Vergleich der Schmalband-Bearbeitungsergebnisse derselben Ausgangsdatei auf verschiedenen Lernstufen

Was ist eine SHO-Palette

Die SHO-Farbgebung ist eine in der Astrofotografie verbreitete „Schmalband-Farbzuweisungsmethode“: Sie nutzt die Emissionseigenschaften dreier Gase, weist in der Nachbearbeitung die Signale unterschiedlicher Wellenlängen verschiedenen Farben zu und „visualisiert“ damit die Verteilung der verschiedenen Elemente im Inneren eines Nebels.

Ihr größter Vorteil: Ein Nebel, der dem bloßen Auge durchweg rot erscheint, wird unter SHO in Schichten aufgetrennt, sodass seine Struktur, seine Grenzen und die Energieunterschiede glasklar werden. Und SHO hat kein festes Aussehen — Farbton, Sättigung und Intensität lassen sich ganz nach dem Stil und dem Geschmack des Fotografen anpassen. Sie ist also zugleich eine Methode wissenschaftlicher Darstellung und eine Form kosmischer Kunst.

Im Folgenden zeigen drei Bilder drei verschiedene Zuordnungsweisen.

1. Sauerstoff blau, Schwefel rot, Wasserstoff in der Mitte

SHO-Farbdemonstration mit OIII als Eisblau, SII als leuchtendem Rot und Ha in dunklem Orangegelb

OIII (Sauerstoff) → Eisblau
Ha (Wasserstoff) → dunkles Orangegelb
SII (Schwefel) → leuchtendes Rot

Sauerstoffreiche Regionen erscheinen eisblau, schwefelreiche Regionen sind rot, und der Wasserstoff liegt zwischen Rot und Grün und wird zu einem warmen, dunklen orangegelben Leuchten; an manchen Stellen, wo er auf Sauerstoff trifft, ergibt sich ein Rosa.

2. Eine natürlich wirkende Palette: Wasserstoff grün, Sauerstoff blau, Schwefel rot

Dieses Bild zeigt eine andere Art, SHO umzusetzen: Ha wird hauptsächlich Grün zugeordnet, OIII Blau und SII Rot. Sie unterscheidet sich leicht von der klassischen Hubble-Palette; diese Zuordnung bringt die Farben des Nebels näher an einen natürlichen Eindruck, bewahrt aber zugleich die Eigenschaft von Schmalbandbildern, die Elementverteilung sichtbar zu machen.

Natürlich wirkende SHO-Farbdemonstration mit Ha ins Olivgrüne, OIII ins Himmelblaue und SII ins Ziegelrote

Ha → ein dunkleres Oliv-/Grasgrün — kein grelles, leuchtendes Grün, sondern ein ruhiges, natürliches Grün mit gesetztem Charakter, das dazu dient, das Hauptgerüst und die Konturen des Nebels zu umreißen.
OIII → Himmelblau bis Seeblau, wie ein klarer Himmel oder eine seichte Meeresoberfläche, das ein kühles, transparentes Gefühl vermittelt; es verteilt sich vor allem über große Flächen und schafft eine Atmosphäre von Weite und Entrücktheit.
SII → Ziegelrot / versengtes Orangerot — nicht so grell wie reines Rot, sondern ein warmes Rot mit orangefarbenem Einschlag, das schwerer wirkt und sich vor allem am unteren Rand und an den Rändern des Bildes sammelt und wie Flamme oder Lava ein Gefühl von Energie in Szene setzt.

Durch eine solche Farbgebung wird die Ausdehnung der verschiedenen ionisierten Elemente auf einen Blick klar, und der Nebel gewinnt eine dreidimensionale Anmutung wie eine „farbige Landkarte“.

3. Eine Palette nahe der klassischen Hubble-Palette

Das letzte Bild dieser Reihe verwendet eine SHO-Farbgebung nahe der klassischen „Hubble-Palette“: SII wird Rot zugeordnet, Ha Grün und OIII Blau. Diese Zuordnungsweise wurde ursprünglich vom Hubble-Weltraumteleskop populär gemacht, mit dem Ziel, die drei Schmalband-Wellenlängen in für das menschliche Auge unterscheidbare Farben zu übersetzen.

SHO-Farbdemonstration nahe der Hubble-Palette (SII rot, Ha grün, OIII blau); das Bild ist noch dunkel, da es noch nicht stark verstärkt wurde

Das Rot des Schwefels (SII) bringt ruhige Übergangsabstufungen
Das Grün des Wasserstoffs (Ha) bildet die Hauptstruktur und die Konturen
Das Blau des Sauerstoffs (OIII) breitet sich über die Hohlräume und Ränder aus

Diese Kombination hebt die komplexe Morphologie und die Energieunterschiede des Nebels hervor und verwandelt Gas, das zuvor schwer auseinanderzuhalten und Schicht um Schicht übereinandergelagert war, in eine kosmische Szenerie wie ein Ölgemälde.

Anmerkung: Das obige Bild befindet sich im Farbgebungsstadium und wurde noch kaum verstärkt, deshalb erscheint es dunkel.

Kanalnormalisierung und die Abwägungen der „Ein-Klick-Farbumwandlung“

In den letzten Jahren ist es im Netz populär geworden, mit PixelMath HOO mit einem einzigen Klick in eine SHO-Palette umzuwandeln — sehr einfach zu bedienen, schnell und anfängerfreundlich. Doch nachdem ich es an Bildern ausprobiert hatte, die ich früher mit einem Dualband-Filter aufgenommen hatte, stellte ich fest, dass die Ergebnisse dazu neigen, einander sehr ähnlich zu sehen (es fehlt ihnen an Abwechslung).

Vorher-Nachher-Vergleich einer Ein-Klick-Umwandlung von HOO zu SHO mit PixelMath

Mein Rat, wenn du solche Formeln verwendest:

Für Anfänger: Verwende sie mit Bedacht und passe die Farben bei Bedarf selbst an. Bedenke außerdem, dass diese PixelMath-Formeln die Kanäle lediglich normalisieren (Normalization) — sie haben keine weitere Funktion, um Details zu verstärken. Deshalb solltest du zuerst die Grundlagen richtig beherrschen und die Farbgebung zuletzt vornehmen.
Für Fortgeschrittene: Sieh dir das Video des ursprünglichen Autors an, um das Prinzip zu verstehen, zerlege die Schritte und mach sie dir zu eigen, und füge deinem Werkzeugkasten ein weiteres Werkzeug hinzu. Wenn du auf ein Problem stößt, das du nicht sofort lösen kannst, hilft es, ein weiteres Werkzeug zum Umschalten zu haben.

Häufig genutzte Schmalband-Farbskripte

Die Prozesse und Skripte von PI können von Mitwirkenden aus der Community selbst entwickelt und herausgebracht werden — genau das ist der Grund, warum PI sich in den letzten Jahren bei der Astrobildbearbeitung im Gleichschritt mit der Community so schnell entwickeln konnte. Du findest, ein offizieller Prozess sei schlecht geschrieben oder werde zu langsam aktualisiert? Dann schreib ihn einfach selbst. Wenn du ein Amateurastronom bist, der programmieren kann, ist das PixInsight-Forum genau der Ort, um dein Können zur Geltung zu bringen. Im Folgenden ein paar Skripte, die ich häufig verwende oder empfehle.

Veranschaulichung der Bedienoberfläche eines Schmalband-Farbskripts

Veranschaulichung des Ausgabeergebnisses eines Schmalband-Farbskripts

SHO-AIP

Wenn dich das Mischen von Kanälen mit PixelMath abschreckt, ist SHO-AIP eine großartige Alternative. Es funktioniert sowohl im linearen als auch im nichtlinearen Zustand und lässt dich das Ergebnis sofort in der Vorschau sehen. Die HSO-, HOO- und SHO-Varianten im Bild unten wurden alle mit diesem Skript erzeugt. Wenn sich PixelMath für dich unintuitiv anfühlt, ist das genau das Richtige.

Vergleich dreier Farbzuordnungen — HSO, HOO und SHO —, erzeugt mit dem Skript SHO-AIP

Color Shifter

Ebenfalls ein Skript, das häufig zur Farbgebung von Schmalbandbildern genutzt wird und sich gut zum Feinabstimmen des Farbtons eignet. Falls es in deinem PI nicht eingebaut ist, findest du mit einer kurzen Google-Suche einen Download-Link.

NB Colour Mapper

Dieses Skript wurde von Mike Cranfield und Adam Block gemeinsam entwickelt, und seine Besonderheit ist, dass es die Schmalbandkanäle im linearen Zustand einfärben kann. Die meisten gängigen Kanalmisch-Skripte arbeiten im nichtlinearen Zustand; das Zusammenführen im linearen Zustand lässt dem Bild daher nach dem Zusammenlegen der Kanäle mehr Spielraum für die weitere Bearbeitung.

Veranschaulichung des Skripts NB Colour Mapper

NB to RGB Star Combination

Wenn du Schmalband aufgenommen hast (mono oder Dualband), aber keine RGB-Sterne, empfehle ich, die Sterne im linearen Zustand zu trennen und dann mit diesem Skript die linearen Schmalband-Sterne in Sterne umzuwandeln, die RGB-Farben nahekommen — das funktioniert recht gut.

Herkömmlich blieb einem, um diese magentafarbenen oder grünen Schmalband-Sterne zu behandeln, nur, die Farbsättigung herauszuziehen oder über recht umständliche Schritte RGB-Sterne zu erzeugen; dieses Skript liefert dir mit einem einzigen Schritt einigermaßen normal gefärbte RGB-Sterne. Das Skript steht in setiastros PI-Skript-Repository zur Verfügung: https://raw.githubusercontent.com/setiastro/pixinsight-updates/main/

Veranschaulichung des Ergebnisses der Umwandlung von Schmalband-Sternen in RGB-Farben mit NB to RGB Star Combination

Offizielle Tutorial-Ressourcen

Schaust du dir immer noch diese Bearbeitungsvideos an, bei denen nicht einmal der Autor selbst das Prinzip so recht durchschaut? Wendest du immer noch fertige PixelMath-Formeln an, nur um dann ständig auf Farbprobleme zu stoßen oder Ergebnisse zu bekommen, die flach und fade aussehen?

Das PixInsight-Team hat auf seinem offiziellen YouTube-Kanal Tutorial-Videos zur Schmalband-Bildbearbeitung veröffentlicht, die die Grundelemente der Schmalbandbearbeitung samt der PixelMath-Formeln erklären. Wenn du mit der Schmalbandbearbeitung noch nicht vertraut bist, sind sie durchaus einen Blick wert; und für Skripte wie NB Colour Mapper bietet auch Adam Blocks Kanal ausführliche Erklärungen und Vorführungen.

Offizielle Tutorial-Videos von PixInsight zur Schmalband-Bildbearbeitung (drei insgesamt):

Veranschaulichung aus dem offiziellen Tutorial zur Schmalband-Bildbearbeitung

Eine ausführliche Erklärung zu NB Colour Mapper findest du über die Suche auf Adam Blocks YouTube-Kanal.