Smalbandkleuren: SHO-paletten en veelgebruikte kleurtoewijzingsscripts

De kleurgeving van smalbandbeelden is voor veel mensen de eerste muur waar ze tegenaan lopen wanneer ze vanuit RGB/LRGB het domein van de smalband binnenstappen. Dit artikel bundelt de denkbeelden en gereedschappen die ik de afgelopen jaren bij het inkleuren van smalband heb opgebouwd — van de basisbegrippen, via het principe van de SHO-paletten, tot de kanaalnormalisatie en allerlei handige scripts — zodat wie nog aan het tasten is, een kaart heeft om zich aan te oriënteren.

Bouw eerst de juiste instelling op

Smalband-astrofotografie is eigenlijk niet zo simpel als SHO in allerlei permutaties (SHO, HSO, HOO…) in de RGB-kanalen proppen; wie dat doet, krijgt meestal een resultaat dat niet bevredigt.

Het is net als het bewerken van een nevel na het verwijderen van de sterren: het is er niet mee opgelost door de sterren simpelweg weer toe te voegen — doet u dat, dan krijgt u er vaak juist vervaagde sterren of verschoven kleuren voor terug. De echte knowhow schuilt precies in deze cruciale details.

Illustratie van hoe de resultaten van smalbandkleuring verschillen naargelang het niveau van bewerkingsvaardigheid

Daarom is mijn advies dit: wie als beginner met smalbandverwerking aan de slag gaat, moet beslist eerst orde op eigen zaken stellen. Beheers eerst RGB en LRGB grondig en ga dan stap voor stap over op de smalband. De uitzondering is wanneer u kunt programmeren en volstrekt geen moeite hebt met PixelMath — dan kunt u misschien op beide fronten tegelijk vooruitgaan, maar ik moet zeggen dat dat niet gemakkelijk is.

De afbeelding hieronder toont hetzelfde bronbestand, bewerkt op verschillende niveaus van vaardigheid. Alleen al die ene kwestie — “hoe je het stof inkleurt” — heeft me, van het begrijpen van het principe tot het daadwerkelijk kunnen uitvoeren, twee jaar gekost om te leren. Het is niet zo simpel als de verzadiging een beetje opschroeven.

Vergelijking van de resultaten van smalbandverwerking op hetzelfde bronbestand in verschillende leerstadia

Wat is een SHO-palet

SHO-kleuring is een in de astrofotografie veelvoorkomende “smalband-kleurtoewijzingsmethode”: ze benut de emissie-eigenschappen van drie gassen en wijst in de nabewerking de signalen van verschillende golfbanden aan verschillende kleuren toe, om zo de verdeling van de verschillende elementen binnen in een nevel te “visualiseren”.

Haar grootste voordeel is dit: een nevel die er met het blote oog helemaal rood uitziet, wordt onder SHO in lagen opgesplitst, zodat de structuur, de grenzen en de energieverschillen glashelder worden. En SHO heeft geen vast uiterlijk — tint, verzadiging en intensiteit kunnen volledig naar de stijl en smaak van de fotograaf worden aangepast, zodat het zowel een methode van wetenschappelijke weergave als een vorm van kosmische kunst is.

Hieronder demonstreren drie beelden drie verschillende manieren van toewijzing.

1. Zuurstof blauw, zwavel rood, waterstof in het midden

Demonstratie van SHO-kleuring met OIII toegewezen aan ijsblauw, SII aan helder rood en Ha weergegeven in donker oranjegeel

OIII (zuurstof) → ijsblauw
Ha (waterstof) → donker oranjegeel
SII (zwavel) → helder rood

Zuurstofrijke gebieden verschijnen in ijsblauw, zwavelrijke gebieden zijn rood, en waterstof ligt tussen rood en groen in en wordt een warme, donkere oranjegele gloed; op sommige plaatsen waar het zuurstof ontmoet, komt het roze uit.

2. Een natuurlijk ogend palet: waterstof groen, zuurstof blauw, zwavel rood

Dit beeld toont een andere manier om SHO te doen: Ha wordt hoofdzakelijk aan groen toegewezen, OIII aan blauw en SII aan rood. Het verschilt lichtjes van het traditionele Hubble-palet; deze toewijzing brengt de kleuren van de nevel dichter bij een natuurlijke aanblik, terwijl toch de eigenschap behouden blijft waarmee smalbandbeelden de verdeling van elementen onthullen.

Demonstratie van natuurlijk ogende SHO-kleuring met Ha naar olijfgroen, OIII naar hemelsblauw en SII naar baksteenrood

Ha → een donkerder olijf-/grasgroen — geen fel, briljant groen maar een kalm, natuurlijk groen met een bezonken karakter, gebruikt om het voornaamste geraamte en de contouren van de nevel te schetsen.
OIII → hemelsblauw tot meerblauw, als een heldere hemel of een ondiep zeeoppervlak, wat een koel, transparant gevoel geeft; het verspreidt zich vooral over grote gebieden en roept een sfeer van uitgestrektheid en etherische ijlheid op.
SII → baksteenrood / gebrand oranjerood — niet zo schel als zuiver rood maar een warm rood met een oranje zweem, dat er zwaarder uitziet, vooral geconcentreerd aan de onderkant en de randen van het beeld, en dat als vuur of lava een gevoel van energie oproept.

Door zo’n kleuring is de omvang van de verschillende geïoniseerde elementen in één oogopslag duidelijk, waardoor de nevel een driedimensionaliteit krijgt als van een “gekleurde kaart”.

3. Een palet dat het traditionele Hubble-palet benadert

Het laatste beeld in deze reeks gebruikt een SHO-kleuring die het traditionele “Hubble-palet” benadert: SII wordt aan rood toegewezen, Ha aan groen en OIII aan blauw. Deze manier van toewijzen werd oorspronkelijk door de ruimtetelescoop Hubble verbreid, met als doel de drie smalbandige lichtstralen om te zetten in kleuren die het menselijk oog kan onderscheiden.

Demonstratie van SHO-kleuring die het Hubble-palet benadert (SII rood, Ha groen, OIII blauw); het beeld is nog steeds donker omdat het nog niet sterk is versterkt

Het rood van zwavel (SII) brengt bezonken overgangslagen
Het groen van waterstof (Ha) vormt de voornaamste structuur en contouren
Het blauw van zuurstof (OIII) breidt zich uit over de holten en randen

Deze combinatie brengt de complexe morfologie en de energieverschillen van de nevel naar voren en verandert gas dat oorspronkelijk moeilijk te onderscheiden was en laag over laag was opgestapeld, in een kosmisch tafereel als van een olieverfschilderij.

Noot: het bovenstaande beeld bevindt zich in het kleuringsstadium en is nog nauwelijks sterk versterkt, en ziet er daarom donker uit.

Kanaalnormalisatie en de afwegingen van “kleurconversie met één klik”

De afgelopen jaren is het online populair geworden om met PixelMath HOO met één klik om te zetten naar een SHO-palet — heel eenvoudig te bedienen, snel en vriendelijk voor beginners. Maar nadat ik het had uitgeprobeerd op beelden die ik vroeger met een duobandfilter had gemaakt, ontdekte ik dat de resultaten er vaak erg op elkaar lijken (ze missen variatie).

Vergelijking vóór en na een conversie van HOO naar SHO met één klik in PixelMath

Bij het gebruik van dit soort formules is mijn advies:

Voor beginners: gebruik ze met omzichtigheid en pas de kleuren zo nodig zelf aan. Houd bovendien in gedachten dat deze PixelMath-formules de kanalen alleen normaliseren (Normalization) — ze hebben geen andere functie om details te versterken — dus u moet toch eerst de grondbeginselen goed onder de knie krijgen en pas op het laatst inkleuren.
Voor gevorderden: bekijk de video van de oorspronkelijke maker om het principe te begrijpen, ontleed de stappen en maak ze u eigen, en voeg zo een gereedschap toe aan uw gereedschapskist. Wanneer u tegen een probleem aanloopt dat u niet meteen kunt oplossen, helpt het om nog een ander gereedschap te hebben om op over te schakelen.

Veelgebruikte scripts voor smalbandkleuring

De processen of scripts van PI kunnen door bijdragers uit de gemeenschap zelf worden ontwikkeld en uitgebracht — en dat is nu precies waarom PI de afgelopen jaren in de astro-beeldbewerking zo snel heeft kunnen groeien in de pas met de gemeenschap. Vindt u dat een officieel proces slecht is geschreven of te traag wordt bijgewerkt? Dan kunt u het gewoon zelf schrijven. Bent u een amateurastronoom die kan programmeren, dan is het PixInsight-forum absoluut de plek om uw talenten te laten schitteren. Hieronder volgen enkele scripts die ik vaak gebruik of aanbeveel.

Illustratie van de bedieningsinterface van een script voor smalbandkleuring

Illustratie van het uitvoerresultaat van een script voor smalbandkleuring

SHO-AIP

Als het mengen van kanalen met PixelMath u afschrikt, is SHO-AIP een prima alternatief. Het werkt zowel in de lineaire als in de niet-lineaire toestand en laat u het resultaat meteen vooraf bekijken. De HSO, HOO en SHO in de afbeelding hieronder zijn allemaal met dit script gemaakt. Vindt u PixelMath niet erg intuïtief, dan is dit het juiste script.

Vergelijking van drie kleuringen — HSO, HOO en SHO — gemaakt met het SHO-AIP-script

Color Shifter

Eveneens een script dat vaak wordt gebruikt voor het inkleuren van smalbandbeelden, goed geschikt om de tint fijn af te stemmen. Zit het niet standaard in uw PI, dan levert een snelle zoekopdracht op Google een downloadlink op.

NB Colour Mapper

Dit script is gezamenlijk ontwikkeld door Mike Cranfield en Adam Block, en het onderscheidt zich doordat het de smalbandkanalen in de lineaire toestand kan inkleuren. De meeste gangbare kanaalmengscripts werken in de niet-lineaire toestand, dus combineren in de lineaire toestand laat het beeld na het samenvoegen van de kanalen meer ruimte over voor latere bewerking.

Illustratie van het NB Colour Mapper-script

NB to RGB Star Combination

Als u smalband hebt opgenomen (mono of duoband) maar geen RGB-sterren hebt opgenomen, raad ik aan om in de lineaire toestand de sterren te scheiden en dan met dit script de lineaire smalbandsterren om te zetten in sterren die de RGB-kleuren benaderen — het werkt behoorlijk goed.

Traditioneel kon u die magenta of groene smalbandsterren alleen aanpakken door de kleurverzadiging eruit te trekken, of door via nogal ingewikkelde stappen RGB-sterren te produceren; met dit script krijgt u in één enkele stap RGB-sterren met een redelijk normale kleur. Het script is verkrijgbaar in de PI-scriptrepository van setiastro: https://raw.githubusercontent.com/setiastro/pixinsight-updates/main/

Illustratie van het resultaat van het omzetten van smalbandsterren naar RGB-kleuren met NB to RGB Star Combination

Officiële tutorialbronnen

Kijkt u nog steeds naar die bewerkingsvideo’s waarin zelfs de maker het principe niet helemaal doorgrondt? Past u nog steeds kant-en-klare PixelMath-formules toe, om vervolgens telkens weer met kleurproblemen te zitten, of met resultaten die er vlak en smakeloos uitzien?

Het PixInsight-team heeft op zijn officiële YouTube-kanaal tutorialvideo’s over smalbandbeeldbewerking uitgebracht, waarin de basiselementen van smalbandbewerking samen met de PixelMath-formules worden uitgelegd. Bent u nog niet vertrouwd met smalbandbewerking, dan zijn ze zeer de moeite van het bekijken waard; en voor scripts als NB Colour Mapper heeft het kanaal van Adam Block ook uitvoerige uitleg en demonstraties.

Officiële tutorialvideo’s van PixInsight over smalbandbeeldbewerking (drie in totaal):

Illustratie uit de officiële tutorial over smalbandbeeldbewerking

Voor een uitvoerige uitleg van NB Colour Mapper kunt u zoeken op het YouTube-kanaal van Adam Block.