Luminance et LRGB : extraction, combinaison et RGB Working Space
Le LRGB est un ensemble de notions tout à fait central dans le post-traitement astronomique : on traite séparément le canal de luminance (L), responsable du détail, et les canaux de couleur (RGB), responsables de la couleur, pour les combiner à la fin. Cet article rassemble l’extraction du canal de luminance, les principes de combinaison, ainsi que le réglage souvent négligé du RGB Working Space qui se cache derrière tout cela.
Pourquoi traiter L et RGB séparément
Commençons par une analogie conceptuelle. Je discutais un jour avec quelques camarades de loisir de photographie monochrome et de photographie couleur quand, je ne sais comment, le sujet a dévié vers l’œil. Nous avons fini par le résumer en une seule phrase :
Le mode RGB est le choix de qui a atteint la liberté financière en photons : on y vise une haute qualité simultanée en couleur et en luminance ; le mode L+RGB, lui, est la règle de survie des pauvres en photons : on s’assure d’abord de voir la structure, puis on cherche à avoir de la couleur.
Un capteur capable d’accumuler des photons sur une longue durée compense, dans une certaine mesure, le regret de l’œil humain dans l’obscurité, où les photons sont trop rares pour actionner les cônes qui distinguent la couleur. Extraire la luminance à part pour bâtir le rapport signal/bruit (S/B) et verrouiller la structure, c’est précisément l’esprit du LRGB.
Deux principes pour combiner le canal de luminance et les canaux de couleur
Pour que L et RGB soient réussis après combinaison, il y a deux directions à garder en tête :
- Le canal de luminance ne doit pas être trop clair (ni trop sombre), faute de quoi il délave la couleur.
- Les canaux de couleur peuvent voir leur contraste rehaussé, ce qui augmente la saturation des couleurs du résultat combiné.
Les processus de PI fréquemment utilisés comprennent : ScreenTransferFunction, HistogramTransformation, ArcsinhStretch, LRGBCombination.
Il y a ici une idée importante : que le canal de luminance soit beau en lui-même n’a en réalité pas grande importance ; ce qui compte, c’est de savoir si, une fois combiné au RGB, il rend l’ensemble de la photo réussi et fait ressortir les détails. Prenons pour exemple NGC 2070, la nébuleuse de la Tarentule : une seule image, après un étirement d’écran automatique au STF, présente certes un contraste marqué, mais le fond est trop noir et le blanc de la nébuleuse de la Tarentule est à son tour trop clair — ce n’est en réalité pas une image de luminance adaptée à un mélange avec le RGB.
À quelle phase L et RGB sont combinés
Le processus LRGBCombination s’emploie, dans la plupart des cas, à l’état non linéaire. Si vous voulez combiner à l’étape linéaire, vous devriez utiliser ChannelCombination — mais vous constaterez que ChannelCombination n’a tout simplement aucune option de canal de luminance, ce qui explique justement pourquoi L et RGB ne se prêtent pas à une combinaison à l’étape linéaire. Quant à savoir ce qui se passe si vous forcez LRGBCombination sur une image linéaire ? Une fois que vous verrez l’image combinée partir en morceaux, vous comprendrez.
Alors, quand faut-il exactement les fusionner ? En gros, c’est lorsque la luminance et le RGB ont chacun été traités jusqu’à un état « à peu près correct » que je les fusionne pour poursuivre le traitement. L’erreur courante, ici, consiste à vouloir traiter joliment la luminance, ou chacun des canaux R, G et B, pris isolément — mais le vrai enjeu n’est pas de savoir si la L ou le RGB intermédiaires sont beaux (à moins que vous ne vouliez qu’une image en niveaux de gris, ou une bouillie floue de couleur seule), c’est de savoir si, après la fusion finale, la couleur ressort sans accroc et si le détail de la luminance se présente sans accroc.
Et de surcroît, une fois la fusion faite, on ne peut pas non plus exporter l’image directement : vient ensuite toute une chaîne d’étapes de renforcement et d’ajustement des couleurs, et même, tout à la fin, de réduction du bruit et de correction des défauts, avant qu’une œuvre soit achevée.
Les caméras couleur aussi doivent extraire le canal de luminance
Les flux de travail que j’ai partagés jusqu’ici portaient surtout sur les caméras monochromes, mais lorsqu’on traite des images couleur prises avec un DSLR ou une caméra OSC refroidie, le flux principal est en réalité quasiment identique : là aussi, on traite séparément le canal de luminance et les canaux de couleur. Extraire le canal de luminance dans PI est très simple ; seulement, bon nombre de débutants ne savent pas à quelle étape le faire. En comparaison avec le flux monochrome, le moment de l’extraction peut être :
- juste après avoir terminé le prétraitement, ou
- après avoir terminé la balance des couleurs et le DBE.
J’ai aussi enregistré une vidéo montrant comment extraire le canal de luminance d’une image couleur après l’intégration : https://youtu.be/TDhaKp2BK4w
Un malentendu courant : retirer la saturation ≠ le canal de luminance
Il existe une affirmation qui circule : retirez la saturation, et ce qu’il reste, c’est la luminance. Aussi certains, dans le Camera Raw Filter de PS ou dans Lightroom, retirent-ils temporairement la saturation avant de régler leurs paramètres, croyant qu’ainsi ils ne subiront pas l’influence de la couleur et ne toucheront qu’à la luminance.
Mais cette affirmation et cette pratique ne sont en réalité pas tout à fait justes. Je l’ai comparé concrètement dans Photoshop : une image à laquelle on n’a retiré que la saturation semble perdre quelques détails par rapport au canal de luminance véritable. J’ai ensuite mené la même expérience dans PI, avec un résultat concordant — une image dont on a retiré la saturation des couleurs perd effectivement une partie des détails.
Autrement dit, pour obtenir la luminance véritable dans PS, il faut peut-être d’abord passer en mode Lab pour que ce soit plus exact ; dans PI, en revanche, une seule touche suffit à extraire le canal de luminance, bien plus commode.
RGB Working Space (RGBWS) : la variable cachée de l’extraction de luminance
Le phénomène ci-dessus — « retirer la saturation n’équivaut pas à la luminance » — met en réalité en jeu un réglage souvent négligé : le RGB Working Space, c’est-à-dire la proportion dans laquelle chacune des trois couleurs RGB contribue à la luminance.
Phénomène un : le réglage influe sur la luminance extraite. Prenez deux images dominées par le rouge et par le bleu et extrayez la luminance sous un RGBWS réglé sur le standard « vision de l’œil humain » : vous constaterez que le canal de luminance extrait est nettement plus sombre et comporte moins de détails. (Si c’est difficile à percevoir, vous pouvez comparer directement dans cette vidéo : https://youtu.be/s8tRTXSrkh0)
Phénomène deux : le réglage influe aussi sur le résultat de la combinaison LRGB. Faites une combinaison LRGB de la L et du RGB des images ci-dessus : vous constaterez que, sous le réglage fondé sur le standard de la vision de l’œil humain, l’image combinée est dans l’ensemble nettement plus sombre, et que certaines teintes bleues voient même leur nuance légèrement modifiée, glissant vers le violet. (Là encore, vous pouvez comparer directement dans la vidéo : https://youtu.be/rcsXP9HVQs0)
Alors comment le régler ? Si vous voulez que le RGB contribue uniformément à la luminance, procédez ainsi :
- Ouvrez le processus RGBWorkingSpace.
- Réglez tous les coefficients de Red, Green et Blue sur 1 (les mettre tous à 1 est simplement plus facile à saisir ; une fois la configuration appliquée, cela se convertit automatiquement en 0.33 : 0.33 : 0.33).
- Appuyez sur le cercle en bas à gauche pour exécuter la configuration globale.
Une fois ce réglage effectué, désormais toute image couleur — qu’elle soit chargée ou générée — aura par défaut une contribution RGB à la luminance identique (0.33 : 0.33 : 0.33).
Et c’est précisément pour cela qu’on peut revenir sur le point « une image RGB dont on a retiré la saturation des couleurs n’équivaut pas à sa propre image de luminance » : à supposer un rapport RGB/luminance identique, l’image de luminance sera nettement plus claire que l’image désaturée (celle à laquelle, dans l’espace LCH, on retire le C qui représente la saturation, de sorte que les valeurs RGB deviennent identiques).
Avancé : le canal de super-luminance (Super L)
Pour finir, j’ajoute une méthode avancée. Le canal de super-luminance (Super L) est un canal artificiel ; l’une des façons de le créer consiste à intégrer une nouvelle fois les canaux L, R, G et B déjà intégrés.
En tant que substitut du canal L, et comparé à l’image L d’origine, Super L offre même une légère amélioration du rapport signal/bruit (SNR) — et même si l’œil nu la perçoit à peine, ce petit gain reste utile dans le traitement ultérieur.
