Memahami keadaan linear dan nonlinear pada sebuah citra

Dalam pascapemrosesan astrofotografi sering terdengar “proses ini harus dikerjakan dalam keadaan linear”, “yang itu harus menunggu sampai nonlinear”, tetapi sebenarnya apa itu linear dan apa itu nonlinear? Dulu ini adalah konsep yang sangat sulit saya jelaskan dengan gamblang kepada orang lain. Belakangan saya menemukan cara menjelaskan yang lebih baik — yaitu melihatnya lewat kurva MTF. Artikel ini memakai MTF bersama alat Histogram Transformation (HT) untuk menjelaskan dengan jelas batas antara keduanya.

Mendefinisikan linear dan nonlinear dengan kurva MTF

Kuncinya terletak pada satu tindakan: begitu Anda mengubah posisi midtone (nada tengah), keluaran citra tidak lagi linear.

Sebabnya, menyetel midtone akan mengubah “rasio jarak antara piksel-piksel yang kecerahannya berbeda”. Semula hubungan relatif kecerahan antarpiksel bersifat proporsional tetap (linear); begitu midtone digeser, rasio itu pun terdistorsi, dan keluarannya dengan sendirinya menjadi nonlinear (Anda dapat membandingkannya dengan perubahan kurva pada bagian output di alat HT).

Memandangnya dari sudut lain akan lebih mudah dicerna: secara tradisional, sebuah foto astronomi yang baru selesai diintegrasi tampak hitam pekat dan tidak memperlihatkan apa pun (keadaan linear), sedangkan kita harus menariknya sampai objeknya terlihat jelas — dan tindakan ini pastilah stretching nonlinear berskala besar. Misalnya, setelah integrasi di APP, selain dihasilkan satu berkas linear yang tidak memperlihatkan apa pun, jika Anda mengeklik tombol simpan di bawah bagian stretch di sebelah kanan, akan tersimpan satu lagi foto nonlinear yang sudah di-stretch.

(Ada pula pendapat bahwa penyetelan yang amplitudonya sangat kecil masih dapat dianggap linear; artikel ini memakai definisi yang lebih ketat — begitu midtone disentuh, citra dianggap sudah masuk ke keadaan nonlinear.)

Menyetel shadow atau highlight saja tidak merusak linearitas

Tidak semua penyetelan membuat citra menjadi nonlinear. Jika Anda hanya menggeser shadow (titik ujung bagian gelap) atau highlight (titik ujung bagian terang), hubungan linear antarpiksel tidak berubah; Anda hanya melakukan penskalaan atau pemotongan pada titik ujungnya:

• shadow digeser ke kanan: memperluas bagian gelap (merentangkan nada-nada gelap).

• shadow digeser ke atas: bagian gelap berangsur-angsur dikeluarkan sebagai abu-abu.

• highlight digeser ke kiri: memperluas bagian terang.
• highlight digeser ke bawah: bagian terang berangsur-angsur dikeluarkan sebagai abu-abu.

Saya tambahkan satu detail soal alatnya: karena alat HT di PixInsight sudah menghapus opsi Low dan High Ranges, demonstrasi “digeser ke atas / digeser ke bawah” (keluaran menjadi abu-abu) di atas saya sajikan dengan alat Curves sebagai gantinya.

Mengapa batas ini perlu diperhatikan

Memahami betul arti linear/nonlinear sangatlah praktis — banyak proses pemrosesan citra (misalnya kalibrasi warna dan dekonvolusi) baru berjalan benar bila dijalankan dalam keadaan linear; begitu Anda melakukan stretching dan menggeser midtone, citra masuk ke keadaan nonlinear, dan hasil sebagian proses pun menjadi meleset. Karena itu, ketika menyusun alur kerja, memikirkan lebih dulu dengan jernih “langkah ini sebaiknya dikerjakan sebelum atau sesudah stretching” sering kali lebih penting daripada menghafal setiap tombol.