Canalul de luminanță și LRGB: extragere, combinare și RGB Working Space
LRGB este un concept esențial în prelucrarea imaginilor astronomice: canalul de luminanță (L), responsabil de detalii, se prelucrează separat de canalele de culoare (RGB), responsabile de culoare, iar la final cele două se combină. Acest articol trece în revistă principiile de extragere și combinare a canalului de luminanță, precum și o setare adesea neglijată din spatele lor: RGB Working Space.
De ce se prelucrează separat L și RGB
Să încep cu o analogie conceptuală. Discutam cândva cu câțiva pasionați despre fotografia monocromă versus cea color, iar discuția a ajuns cumva la ochi, și am ajuns până la urmă la o singură frază:
Modul RGB este alegerea din vremurile de „libertate financiară de fotoni”, când se caută calitate deopotrivă ridicată a culorii și a luminanței. Modul L+RGB este legea supraviețuirii pe vreme de sărăcie de fotoni: mai întâi se asigură vizibilitatea structurii, abia apoi se caută și culoarea.
Un senzor capabil să acumuleze fotoni pe termen lung compensează, într-o oarecare măsură, neajunsul ochiului uman în întuneric, unde fotonii sunt prea puțini pentru a activa celulele cu conuri care disting culorile. Extragerea separată a luminanței, pentru a acumula raportul semnal-zgomot și a asigura structura, este exact spiritul LRGB.
Două principii pentru combinarea canalului de luminanță cu canalele de culoare
Pentru ca L și RGB să arate bine după combinare, trebuie respectate două direcții:
- Canalul de luminanță nu trebuie să fie prea luminos (sau prea întunecat), altfel diluează culoarea.
- Canalele de culoare pot avea contrastul mărit, ceea ce crește saturația culorii după combinare.
Printre procesele PI folosite frecvent se numără: ScreenTransferFunction, HistogramTransformation, ArcsinhStretch și LRGBCombination.
Iată o idee importantă: dacă arată bine sau nu canalul de luminanță în sine nu contează foarte mult; ce contează este dacă, după combinarea cu RGB, întreaga fotografie arată bine și detaliile ies în evidență. De exemplu, în cazul NGC 2070, Nebuloasa Tarantula, după un auto-stretch cu STF, un singur cadru are un contrast evident, însă fundalul este prea negru, iar albul nebuloasei este prea luminos, deci nu este de fapt o imagine de luminanță potrivită pentru combinarea cu RGB.
În ce etapă se combină L și RGB
Procesul LRGBCombination este folosit, în majoritatea situațiilor, în starea neliniară. Pentru o combinare în etapa liniară ar trebui folosit ChannelCombination, însă se poate observa că ChannelCombination nu oferă deloc opțiunea canalului de luminanță, ceea ce explică exact de ce L și RGB nu sunt potrivite pentru combinare în etapa liniară. Iar dacă LRGBCombination este forțat totuși în etapa liniară? Este de ajuns ca imaginea rezultată să iasă stricată pentru ca motivul să devină clar.
Deci când ar trebui făcută combinarea, de fapt? De obicei, abia atunci când atât luminanța, cât și RGB au fost prelucrate fiecare până la o stare „suficient de bună”, le combin și continui prelucrarea. O greșeală frecventă aici este dorința de a face fiecare canal, fie luminanța, fie R, G și B, să arate foarte frumos separat, dar adevăratul punct central nu este dacă L sau RGB arată bine în etapa intermediară (cu excepția cazului în care se dorește doar o imagine în tonuri de gri sau doar o pată neclară de culoare), ci dacă, după combinarea finală, culoarea iese curat și detaliile luminanței se prezintă bine.
Iar după combinare nu se poate exporta imaginea direct; urmează încă un întreg șir de etape de accentuare și ajustare a culorii, iar la final mai este nevoie și de reducerea zgomotului și de corectarea imperfecțiunilor pentru ca o lucrare să fie considerată terminată.
Extragerea canalului de luminanță este necesară și pentru camerele color
Fluxurile de lucru prezentate anterior s-au axat mai ales pe camere monocrome, dar la prelucrarea imaginilor color obținute cu un DSLR sau cu o cameră OSC răcită, fluxul principal este de fapt asemănător: și aici canalul de luminanță se prelucrează separat de canalele de culoare. Extragerea canalului de luminanță în PI este foarte simplă, doar că mulți începători nu știu la ce pas trebuie făcut acest lucru. Prin comparație cu fluxul monocrom, momentul extragerii poate fi:
- imediat după preprocesare, sau
- după echilibrarea culorii și DBE.
Am înregistrat și un videoclip care demonstrează cum se extrage canalul de luminanță dintr-o imagine color după stacking: https://youtu.be/TDhaKp2BK4w
O neînțelegere frecventă: reducerea saturației la zero ≠ canalul de luminanță
Circulă o afirmație: dacă se reduce saturația la zero, ce rămâne este luminanța. De aceea, unii reduc temporar saturația la zero în Camera Raw Filter din PS sau în Lightroom, apoi ajustează parametrii, crezând că astfel nu mai sunt afectați de culoare și ajustează doar luminanța.
Dar această afirmație și această practică nu sunt de fapt chiar corecte. Am comparat efectiv în Photoshop: imaginea căreia i s-a redus doar saturația pare să piardă niște detalii față de adevăratul canal de luminanță. Ulterior am făcut același experiment și în PI, iar rezultatul a fost identic: imaginea căreia i s-a eliminat saturația culorii pierde într-adevăr o parte din detalii.
Cu alte cuvinte, pentru a obține adevărata luminanță în PS, e posibil să fie nevoie mai întâi de trecerea la modul Lab pentru un rezultat mai exact; în PI, în schimb, este suficientă o singură apăsare de tastă pentru a extrage canalul de luminanță, ceea ce este mult mai comod.
RGB Working Space (RGBWS): variabila ascunsă a extragerii luminanței
Fenomenul de mai sus, „reducerea saturației nu este echivalentă cu luminanța”, ține de fapt de o setare adesea ignorată: RGB Working Space, adică proporția în care fiecare dintre cele trei culori RGB contribuie la luminanță.
Primul fenomen: setarea influențează luminanța extrasă. Se iau două imagini dominate de roșu, respectiv de albastru, iar luminanța se extrage cu RGBWS setat pe standardul „vederea umană”; se va observa că canalul de luminanță extras este vizibil mai întunecat și are mai puține detalii. (Dacă diferența nu e ușor de sesizat, se poate compara direct în acest videoclip: https://youtu.be/s8tRTXSrkh0)
Al doilea fenomen: setarea influențează și rezultatul combinării LRGB. Dacă se face o combinare LRGB a canalelor L și RGB ale imaginilor de mai sus, se va observa că, la setarea pe standardul vederii umane, imaginea combinată este vizibil mai întunecată în ansamblu, iar unele nuanțe de albastru sunt chiar ușor deplasate spre violet. (Se poate compara la fel direct în videoclip: https://youtu.be/rcsXP9HVQs0)
Cum ar trebui deci făcută setarea? Dacă se dorește ca RGB să contribuie egal la luminanță, procedați astfel:
- Deschideți procesul RGBWorkingSpace.
- Setați coeficienții Red, Green și Blue toți la 1 (setarea tuturor la 1 este doar mai ușor de introdus; după aplicarea configurării, valorile se convertesc automat la 0.33 : 0.33 : 0.33).
- Apăsați cercul din colțul din stânga jos pentru a executa configurarea globală.
După această setare, de acum înainte orice imagine color, fie încărcată, fie generată, va avea implicit aceeași contribuție RGB la luminanță (0.33 : 0.33 : 0.33).
Tocmai de aceea, merită reluată ideea conform căreia „o imagine RGB căreia i s-a redus saturația culorii nu este egală cu propria imagine de luminanță”: în condițiile în care contribuția RGB la luminanță este aceeași, imaginea de luminanță este vizibil mai luminoasă decât imaginea căreia i s-a redus saturația (adică cea din care, în spațiul LCH, s-a eliminat C-ul care reprezintă saturația, astfel încât valorile RGB devin egale).
Avansat: canalul Super Luminance (Super L)
În final, o metodă avansată. Canalul Super Luminance (Super L) este un canal artificial; una dintre metodele de a-l crea este să se facă din nou stacking pe canalele L, R, G și B deja obținute prin stacking.
Ca înlocuitor al canalului L, față de imaginea L originală, Super L aduce și o ușoară îmbunătățire a raportului semnal-zgomot (SNR); chiar dacă nu se observă cu ochiul liber, această mică îmbunătățire tot ajută în prelucrarea ulterioară.
