Penyebab sesungguhnya citra kamera warna condong ke hijau: efisiensi kuantum, bukan rasio Bayer

Saat memotret citra astronomi, kita sering mendapati bahwa berkas Raw hasil OSC (kamera warna), atau citra linear setelah integrasi, tampak jelas kehijauan. Dahulu, ketika fenomena ini dibicarakan, penjelasan yang paling sering muncul adalah: “Di dalam larik Bayer (Bayer Array), piksel hijau menempati 50%, dua kali lipat piksel merah dan biru, jadi wajar saja kalau hasilnya lebih hijau.”

Namun, menurut pandangan yang belakangan ini dibagikan oleh Seti Astro, pernyataan tersebut tidak cermat dari sisi logika pemrosesan sinyal.

Yang dinaikkan rasio Bayer adalah SNR, bukan kecerahan rata-rata

Kenyataannya, kehijauan sebuah citra tidak berhubungan langsung dengan perbandingan jumlah piksel.

Di dalam algoritma “debayering”, perangkat lunak melengkapi informasi warna melalui nilai rata-rata piksel di sekitarnya, bukan dengan menjumlahkan nilainya. Artinya: piksel hijau yang jumlahnya dua kali lipat menaikkan rasio sinyal terhadap noise (SNR) dan resolusi spasial pada kanal hijau, sehingga kualitas gambarnya lebih halus; tetapi hal itu tidak lantas melipatduakan “kecerahan rata-rata” kanal tersebut.

Dengan kata lain, jumlah hijau yang dua kali lipat di dalam Bayer Array membawa keuntungan dari segi kualitas, dan bukan menjadi penyebab yang “mewarnai” gambar menjadi hijau.

Penyebab yang sesungguhnya: perbedaan efisiensi kuantum pada sensor

Inti yang sebenarnya terletak pada perbedaan “efisiensi kuantum (QE)” sensor.

Dari kurva respons spektral terlihat bahwa sebagian besar sensor berbasis silikon jauh lebih peka terhadap pita cahaya hijau daripada terhadap cahaya merah dan biru. Karena itu, pada kondisi eksposur yang sama, sinyal elektron (nilai ADU) yang dihasilkan piksel hijau memang sejak awal jauh lebih kuat daripada kanal-kanal lainnya.

Ditambah lagi, demi menjaga sifat ilmiahnya, berkas mentah astronomi biasanya tidak menerapkan bobot koreksi white balance terlebih dahulu — berbeda dengan kamera pemotretan siang hari pada umumnya yang menyeimbangkannya lebih dulu di dalam kamera — sehingga penyimpangan sensitivitas yang bersifat fisik ini tetap tersimpan apa adanya, dan akhirnya menimbulkan gejala kehijauan secara visual.

Memahami hal ini sebenarnya sangat membantu dalam pascapemrosesan: kehijauan bukan berarti kameranya rusak, bukan pula “cacat bawaan” larik Bayer, melainkan gejala normal karena bobot koreksi warna belum diterapkan. Setelah kalibrasi warna dituntaskan pada tahap linear, lapisan hijau ini akan seimbang kembali dengan sendirinya.