RGBWorkingSpace (RGBWS): Prinzip und Anwendung

Unter den zahlreichen Verarbeitungsprozessen von PixInsight ist RGBWorkingSpace (im Folgenden kurz RGBWS) wohl der am leichtesten übersehene. Nicht wenige PI-Nutzer wissen nicht einmal, wofür er da ist—nachdem sie an seinen diversen Parametern gedreht haben, scheint das Bild keinerlei sichtbaren visuellen Effekt zu zeigen, also legen sie ihn zur Seite.

Tatsächlich aber ist dieser Prozess für die Deep-Sky-Bildbearbeitung, bei der man „Luminanz extrahieren“ oder „einen Luminanzkanal hinzufügen“ muss, von entscheidender Bedeutung. Dieser Artikel gliedert sich in zwei Teile: zuerst das Prinzip von RGBWS, dann seine Auswirkung auf die Farbe in der praktischen Bearbeitung.

Beim menschlichen Auge angefangen: Warum Grün besonders hell wirkt

Das menschliche Sehsystem ist sehr empfindlich für grünes Licht, weshalb Grün bei der Berechnung der Luminanz (Helligkeit) in einem Standard-Farbraum eine weit größere Gewichtung erhält als Rot oder Blau.

Du glaubst es nicht? Sieh dir das RGB-Reinfarbenbild unten an—wirkt das Grün nicht besonders hell, das Rot etwas weniger und das Blau eher dunkel? Genau das ist das Ergebnis der Gewichtung des menschlichen Auges.

Diese Art der Gewichtungsverteilung ist für gewöhnliche, von Weißlicht oder Tageslicht beleuchtete Szenen sehr passend. Doch nun das Problem: Grün ist in Deep-Sky-Bildern eigentlich gar nicht wichtig.

Zum Beispiel ist die Ha-Emission tiefrot, und Reflexionsnebel sind blau. Für diese Objekte tragen der Rot- und der Blaukanal den Großteil der Information, während der Grünkanal meist nur Sterne enthält. Das Licht von OIII ist eine Mischung aus Blau und Grün, und Galaxien strahlen über das gesamte Spektrum. Daher findet man in Deep-Sky-Bildern—abgesehen von einigen wenigen planetarischen Nebeln und manchen Kometenschweifen—außer Rauschen für gewöhnlich kein einziges Pixel, das man als „grünes Pixel“ bezeichnen könnte.

Was RGBWS tut: die Luminanzkoeffizienten neu definieren

Wenn dem so ist, können wir in PI mithilfe von RGBWS einen Satz Luminanzkoeffizienten definieren, die „nicht den physiologischen Eigenschaften des menschlichen Auges entsprechen“, damit die tatsächlichen Daten aus jedem Kanal fairer behandelt werden—das heißt, wir lassen die drei RGB-Kanäle gleichermaßen zur Luminanz beitragen und optimieren so die Deep-Sky-Bildbearbeitung.

Sieh dir das Bild oben an:

• Die obere Hälfte verwendet die Default-RGBWS-Parameter (0.22 : 0.71 : 0.06), was die dem menschlichen Sehen entsprechende Gewichtung ist; daher sind die drei extrahierten Reinfarben-Luminanzen unterschiedlich, und man erhält drei Graustufenbilder unterschiedlicher Helligkeit.
• Die untere Hälfte setzt das Verhältnis der drei Kanäle gleich (0.33 : 0.33 : 0.33); man erkennt, dass die Helligkeit der drei Reinfarben völlig gleich ausfällt, sodass man ein Graustufen-Luminanzbild mit identischem Wert erhält.

Die in beiden Fällen extrahierte Luminanz ist völlig verschieden.

Anmerkung: RGBWS hat nichts mit Farbmanagement oder ICC-Profilen zu tun. Es wirkt rein auf der Stufe der Bildbearbeitung; verwechsle die beiden nicht.

Teil zwei: Was passiert, wenn man bei falscher RGBWS-Einstellung Luminanz hinzufügt

Nachdem wir nun das Prinzip verstanden haben, sehen wir uns an, was beim „Hinzufügen eines Luminanzkanals“ passiert, wenn RGBWS nicht korrekt eingestellt ist.

• Obere Hälfte: Das Farbbild verwendet das „nicht dem menschlichen Sehen entsprechende“ Verhältnis R : G : B = 0.33 : 0.33 : 0.33. Nachdem die ursprüngliche Luminanz durch ein Graustufenbild mit einem einzigen Wert ersetzt wurde, bleiben die Sättigung (Saturation) und der Farbton (Hue) des Farbbilds unverändert.
• Untere Hälfte: Das Farbbild verwendet das „dem menschlichen Sehen entsprechende“ Verhältnis R : G : B = 0.22 : 0.71 : 0.06. Nachdem die ursprüngliche Luminanz durch ein Graustufenbild mit einem einzigen Wert ersetzt wurde, haben sich Sättigung und Farbton verändert.

Ist dir das Blau aufgefallen? Es ist bereits zu Violett geworden.

An diesem Punkt dürftest du erkennen, wie wichtig die RGBWS-Einstellung ist, wenn wir in einem Farbbild den Luminanzkanal „extrahieren“ oder „ersetzen“ wollen. Es ist kein verzichtbarer Prozess, sondern der entscheidende Schritt, der darüber bestimmt, ob die mühevoll aufgenommenen Farben korrekt erhalten bleiben können.