Luminantie en LRGB: extractie, combinatie en RGB Working Space

LRGB is een van de kernideeën in de astronomische nabewerking: u bewerkt het luminantiekanaal (L), dat voor de details zorgt, apart van de kleurkanalen (RGB), die voor de kleur zorgen, en voegt ze aan het einde samen. Dit artikel bundelt de principes voor de extractie en combinatie van het luminantiekanaal, samen met de instelling die daarachter vaak over het hoofd wordt gezien: de RGB Working Space.

Waarom u L en RGB apart bewerkt

Laat ik met een begripsmatige vergelijking beginnen. Ik raakte ooit met een paar medeliefhebbers aan de praat over monochrome versus kleurenfotografie, en het gesprek dwaalde op de een of andere manier af naar het oog, waarna we het uiteindelijk in één zin samenvatten:

De RGB-modus is de keuze wanneer u fotonische financiële vrijheid hebt bereikt: u streeft naar hoge kwaliteit in zowel kleur als luminantie tegelijk. De L+RGB-modus daarentegen is de overlevingsregel van de fotonarme: zorg er eerst voor dat u de structuur kunt zien, en pas daarna gaat het om kleur.

Een sensor die gedurende lange tijd fotonen kan verzamelen, compenseert tot op zekere hoogte de tekortkoming van het menselijk oog in het donker, waar de fotonen te schaars zijn om de kleuronderscheidende kegeltjes aan te drijven. De luminantie op zichzelf eruit trekken om de signaal-ruisverhouding op te bouwen en de structuur veilig te stellen, is precies de geest van LRGB.

Twee principes voor het combineren van luminantie- en kleurkanalen

Om L en RGB er na de combinatie goed uit te laten zien, zijn er twee richtingen die u in het oog moet houden:

1. Het luminantiekanaal mag niet te helder (of te donker) zijn, anders verwatert het de kleur.
2. De kleurkanalen mogen in contrast worden verhoogd, wat de kleurverzadiging van het gecombineerde resultaat verhoogt.

Veelgebruikte PI-processen zijn onder meer: ScreenTransferFunction, HistogramTransformation, ArcsinhStretch, LRGBCombination.

Hier is een belangrijk idee: of het luminantiekanaal er op zichzelf goed uitziet, doet eigenlijk niet zo veel ter zake. Wat telt, is of het, eenmaal met de RGB gecombineerd, de hele foto er goed uit laat zien en de details naar voren brengt. Neem NGC 2070, de Tarantulanevel, als voorbeeld: een enkele opname, automatisch op het scherm gestretcht met STF, vertoont weliswaar duidelijk contrast, maar de achtergrond is te zwart en het wit van de Tarantulanevel is weer te helder — het is eigenlijk geen luminantieafbeelding die zich goed leent om met RGB te mengen.

In welke fase L en RGB worden gecombineerd

Het proces LRGBCombination wordt in de meeste gevallen in de niet-lineaire toestand gebruikt. Wilt u in de lineaire fase combineren, dan zou u ChannelCombination moeten nemen — maar u zult merken dat ChannelCombination helemaal geen optie voor een luminantiekanaal heeft, en juist dat vertelt u waarom L en RGB zich niet lenen om in de lineaire fase te combineren. En wat gebeurt er als u LRGBCombination met geweld op een lineaire afbeelding toepast? Zodra u ziet dat de gecombineerde afbeelding uit elkaar valt, zult u het begrijpen.

Wanneer moet u ze dan eigenlijk samenvoegen? Ongeveer wanneer zowel de luminantie als de RGB elk tot een “redelijke” toestand zijn bewerkt — pas dan voeg ik ze samen en werk ik verder. Een veelvoorkomende misvatting hier is de wens om de luminantie, of elk van de kanalen R, G en B, afzonderlijk mooi te bewerken. Maar waar het werkelijk om gaat, is niet of de L of RGB in het tussenstadium er goed uitziet (tenzij u alleen een grijswaardenafbeelding wilt, of een wazige boel met alleen kleur), maar of de kleur na het uiteindelijke samenvoegen soepel naar buiten komt en of de luminantiedetails soepel worden weergegeven.

En zelfs na het samenvoegen kunt u de afbeelding niet zomaar direct exporteren — daarna volgt nog een hele reeks versterkings- en kleuraanpassingsstappen, en helemaal aan het einde zelfs nog ruisreductie en het wegwerken van imperfecties, voordat een werk voltooid is.

Ook bij kleurencamera’s extraheert u het luminantiekanaal

De workflows die ik eerder heb gedeeld, draaiden meestal om monochrome camera’s, maar bij het bewerken van kleurenafbeeldingen van een DSLR of een gekoelde OSC-camera is de hoofdworkflow eigenlijk vrijwel hetzelfde — ook dan bewerkt u het luminantiekanaal en de kleurkanalen apart. Het luminantiekanaal in PI extraheren is heel eenvoudig; alleen weten heel wat beginners niet in welke stap ze dit moeten doen. Vergeleken met de monochrome workflow kan het moment van extractie zijn:

1. direct na het voltooien van de voorbewerking, of
2. na het voltooien van de kleurbalans en DBE.

Ik heb ook een video opgenomen die laat zien hoe u na de integratie het luminantiekanaal uit een kleurenafbeelding extraheert: https://youtu.be/TDhaKp2BK4w

Een veelvoorkomend misverstand: de verzadiging eruit halen ≠ het luminantiekanaal

Er is een rondgaande bewering: haal de verzadiging eruit, en wat overblijft, is de luminantie. Daarom halen sommigen in het Camera Raw Filter van PS of in Lightroom tijdelijk de verzadiging eruit en passen dan hun parameters aan, in de veronderstelling dat ze zo niet door de kleur worden beïnvloed en alleen de luminantie afstellen.

Maar deze bewering en deze werkwijze zijn eigenlijk niet helemaal juist. Ik heb het in Photoshop daadwerkelijk vergeleken: een afbeelding waarbij alleen de verzadiging is weggehaald, lijkt in vergelijking met het echte luminantiekanaal enkele details te verliezen. Later deed ik hetzelfde experiment in PI, met een overeenkomstig resultaat — een afbeelding waarbij de kleurverzadiging is weggehaald, verliest inderdaad een deel van de details.

Met andere woorden: om in PS de echte luminantie te verkrijgen, moet u mogelijk eerst naar de Lab-modus overschakelen om het nauwkeuriger te maken; in PI daarentegen volstaat één toetsaanslag om het luminantiekanaal te extraheren — veel handiger.

RGB Working Space (RGBWS): de verborgen variabele van luminantie-extractie

Het bovenstaande verschijnsel — dat de verzadiging eruit halen niet gelijk is aan de luminantie — houdt eigenlijk verband met een vaak over het hoofd geziene instelling: de RGB Working Space, oftewel de verhouding waarin elk van de drie kleuren aan de luminantie bijdraagt.

Verschijnsel één: de instelling beïnvloedt de geëxtraheerde luminantie. Neem twee afbeeldingen die respectievelijk door rood en door blauw worden gedomineerd, en extraheer de luminantie onder een RGBWS die op de standaard “menselijk zien” is ingesteld. U zult merken dat het geëxtraheerde luminantiekanaal merkbaar donkerder is en minder details heeft. (Als het moeilijk te zien is, kunt u het in deze video rechtstreeks vergelijken: https://youtu.be/s8tRTXSrkh0)

Verschijnsel twee: de instelling beïnvloedt ook het resultaat van de LRGB-combinatie. Combineert u de L en RGB van bovengenoemde afbeeldingen via LRGB, dan zult u merken dat de gecombineerde afbeelding onder de standaard “menselijk zien” in het geheel merkbaar donkerder uitvalt — sommige blauwtinten verschuiven zelfs licht naar het paars. (Ook dit kunt u in de video rechtstreeks vergelijken: https://youtu.be/rcsXP9HVQs0)

Hoe moet u het dan instellen? Wilt u dat RGB gelijkmatig aan de luminantie bijdraagt, ga dan als volgt te werk:

1. Open het proces RGBWorkingSpace.
2. Stel de coëfficiënten van Red, Green en Blue allemaal in op 1 (alles op 1 zetten is alleen maar makkelijker in te voeren; nadat u de configuratie hebt toegepast, wordt dit automatisch omgerekend naar 0.33 : 0.33 : 0.33).
3. Druk op de cirkel linksonder om de globale configuratie uit te voeren.

Na deze instelling hebben kleurenafbeeldingen — of ze nu geladen of gegenereerd zijn — voortaan standaard een gelijke RGB-bijdrage aan de luminantie (0.33 : 0.33 : 0.33).

En juist daarom kunnen we terugkomen op het punt dat “een RGB-afbeelding waarbij de kleurverzadiging is weggehaald, niet gelijk is aan haar eigen luminantieafbeelding”: onder de voorwaarde van een gelijke RGB-tot-luminantieverhouding wordt de luminantieafbeelding merkbaar helderder dan de ontzadigde afbeelding (waarbij in de LCH-ruimte de C, die de verzadiging vertegenwoordigt, wordt weggehaald zodat de RGB-waarden gelijk worden).

Gevorderd: het superluminantiekanaal (Super L)

Tot slot voeg ik een gevorderde werkwijze toe. Het superluminantiekanaal (Super L) is een kunstmatig kanaal; een van de manieren om het te maken, is de reeds geïntegreerde kanalen L, R, G en B nogmaals te integreren.

Als vervanging voor het L-kanaal biedt Super L, vergeleken met de oorspronkelijke L-afbeelding, zelfs een lichte verbetering van de signaal-ruisverhouding (SNR) — en ook al ziet u die met het blote oog nauwelijks, die kleine verbetering helpt toch bij de verdere bewerking.