RGBWorkingSpace（RGBWS）의 원리와 응용

PixInsight 의 수많은 처리 프로세스 가운데, RGBWorkingSpace(이하 RGBWS 로 약칭)는 아마도 가장 간과되기 쉬운 하나일 것입니다. 적지 않은 PI 사용자는 그것이 무엇을 하는 것인지조차 모릅니다—안의 갖가지 파라미터를 조정해도 이미지에 눈에 보이는 시각적 효과가 전혀 나타나지 않는 것 같아서, 그대로 한쪽에 치워 두는 것입니다.

하지만 사실, 「휘도를 추출」하거나 「휘도 채널을 더해야」 하는 딥스카이 이미지 처리에서 이 프로세스는 지극히 중요합니다. 이 글은 두 부분으로 나뉩니다. 먼저 RGBWS 의 원리를, 다음으로 실제 처리에서 그것이 색에 미치는 영향을 이야기합니다.

사람 눈에서 이야기를 시작하기: 왜 초록색은 특별히 밝은가

사람의 시각 시스템은 초록빛에 매우 민감합니다. 그래서 표준 색공간에서 밝기(휘도)를 계산할 때, 초록색에는 빨간색이나 파란색보다 훨씬 큰 가중치가 부여됩니다.

믿기지 않으신가요? 아래 그림의 RGB 순색 이미지를 보십시오—초록색이 특별히 밝고, 빨간색이 그다음이며, 파란색은 비교적 어둡게 느껴지지 않나요? 이것이 바로 사람 눈의 가중치가 빚어낸 결과입니다.

이러한 가중치 배분은, 흰빛이나 햇빛으로 밝혀진 일반적인 장면에는 매우 적합합니다. 그런데 문제가 있습니다. 초록색은 딥스카이 이미지에서는 사실 그다지 중요하지 않다는 점입니다.

예를 들어 Ha 의 방출광은 짙은 빨강이고, 반사성운은 파랑입니다. 이런 천체들에게는 빨강과 파랑 채널이 정보의 대부분을 지니고 있고, 초록 채널에는 보통 항성만 담겨 있습니다. OIII 의 빛은 파랑과 초록의 혼합이고, 은하는 전 스펙트럼을 방출합니다. 따라서 소수의 행성상성운과 일부 혜성 꼬리를 제외하면, 딥스카이 이미지에서는 노이즈 외에 「초록 픽셀」이라고 부를 만한 픽셀은 대개 찾을 수 없습니다.

RGBWS 가 하는 일: 휘도 계수를 다시 정의하기

그렇다면 우리는 PI 안에서 RGBWS 를 이용해 「사람 눈의 생리적 특징에 맞지 않는」 밝기 계수 한 벌을 정의하여, 각 채널에서 오는 실제 데이터가 더 공평하게 처리되도록 할 수 있습니다—즉 RGB 세 채널이 휘도에 대해 똑같이 기여하게 함으로써, 딥스카이 이미지의 처리를 최적화하는 것입니다.

위의 그 그림을 참고하십시오.

• 위쪽 절반은 Default RGBWS 파라미터(0.22: 0.71: 0.06)를 사용합니다. 이는 사람 눈의 시각에 맞춘 가중치이므로, 추출된 세 순색의 휘도가 서로 달라 세 가지 다른 밝기의 그레이스케일 이미지를 얻게 됩니다.
• 아래쪽 절반은 세 채널의 비율을 동일하게(0.33: 0.33: 0.33)설정합니다. 세 순색의 밝기가 완전히 똑같아지며, 그리하여 같은 수치의 그레이스케일 휘도 이미지 한 장을 얻습니다.

두 경우에서 추출되는 휘도는 완전히 다릅니다.

부기: RGBWS 는 컬러 매니지먼트나 ICC 프로파일과는 아무 관계가 없습니다. 순수하게 이미지 처리 단계에서 작용하는 것이니, 둘을 혼동하지 마십시오.

제2부: RGBWS 설정이 틀렸을 때, 휘도를 더하면 무슨 일이 일어나는가

원리를 이해했으니, 이어서 RGBWS 가 올바르게 설정되지 않았을 때 「휘도 채널을 더할」 때 어떤 상황이 일어나는지를 보겠습니다.

• 위쪽 절반: 컬러 이미지는 「사람 눈의 시각이 아닌」 비율 R: G: B = 0.33: 0.33: 0.33 을 사용합니다. 단일 수치의 그레이스케일 이미지로 원래의 휘도를 대체한 뒤에도, 컬러 이미지의 채도(Saturation)와 색상(Hue)은 변하지 않고 유지됩니다.
• 아래쪽 절반: 컬러 이미지는 「사람 눈의 시각」 비율 R: G: B = 0.22: 0.71: 0.06 을 사용합니다. 단일 수치의 그레이스케일 이미지로 원래의 휘도를 대체한 뒤에는, 채도와 색상이 변해 버립니다.

파란색을 알아채셨나요? 이미 보라색으로 변해 버렸습니다.

여기까지 이야기하면, 여러분도 아셨을 것입니다. 컬러 이미지에서 휘도 채널을 「추출」하거나 「대체」하려 할 때, RGBWS 의 설정이 얼마나 중요한지를 말입니다. 그것은 있어도 그만 없어도 그만인 프로세스가 아니라, 애써 찍어 온 색이 올바르게 보존될 수 있는지를 결정하는 핵심 고리입니다.