RGBWorkingSpace (RGBWS): принцип и применение

Среди множества процессов PixInsight RGBWorkingSpace (далее — RGBWS) — пожалуй, один из тех, которые проще всего упустить из виду. Немало пользователей PI даже не знают, для чего он нужен: после настройки его разных параметров изображение как будто не демонстрирует никакого заметного визуального эффекта, и его просто откладывают в сторону.

Но на самом деле для обработки дипскай-снимков, где требуется «извлечь яркость» или «добавить канал яркости», этот процесс критически важен. Статья делится на две части: сначала о принципе работы RGBWS, затем о его влиянии на цвет в реальной обработке.

Начнём с человеческого глаза: почему зелёный кажется особенно ярким

Зрительная система человека очень чувствительна к зелёному свету, поэтому при расчёте яркости в стандартном цветовом пространстве зелёному присваивается вес, намного превышающий вес красного или синего.

Не верите? Взгляните на изображение чистых цветов RGB ниже — не кажется ли вам, что зелёный выглядит особенно ярким, красный — чуть менее, а синий — довольно тёмным? Это как раз результат весовых коэффициентов человеческого глаза.

Такое распределение весов прекрасно подходит для обычных сцен, освещённых белым или дневным светом. Но вот в чём проблема: зелёный в дипскай-снимках на самом деле не важен.

Например, излучение Ha — тёмно-красное, а отражательные туманности — синие. Для этих объектов каналы красного и синего содержат большую часть информации, а зелёный канал обычно содержит только звёзды. Свет OIII — это смесь синего и зелёного, а галактики излучают по всему спектру. Поэтому, за исключением немногочисленных планетарных туманностей и некоторых хвостов комет, в дипскай-снимках, помимо шума, обычно не найти ни одного пикселя, который можно было бы назвать «зелёным пикселем».

Что делает RGBWS: переопределение коэффициентов яркости

Раз так, мы можем воспользоваться RGBWS в PI, чтобы задать набор коэффициентов яркости, «не соответствующих физиологическим особенностям человеческого глаза», и тем самым обеспечить более справедливую обработку реальных данных из каждого канала — то есть сделать вклад всех трёх каналов RGB в яркость одинаковым, оптимизируя тем самым обработку дипскай-снимков.

Обратимся к изображению выше:

• Верхняя половина использует параметры Default RGBWS (0.22 : 0.71 : 0.06) — это веса, соответствующие человеческому зрению, поэтому извлечённая яркость трёх чистых цветов различается, и получаются три изображения в градациях серого разной яркости.
• Нижняя половина задаёт одинаковое соотношение для всех трёх каналов (0.33 : 0.33 : 0.33); можно заметить, что яркость трёх чистых цветов получается полностью одинаковой, и в результате получается одно изображение яркости в градациях серого с одинаковым значением.

Яркость, извлечённая в этих двух случаях, совершенно различна.

Примечание: RGBWS не имеет никакого отношения к управлению цветом или ICC-профилям. Он действует исключительно на этапе обработки изображения — не путайте эти два понятия.

Часть вторая: что происходит при добавлении яркости, если RGBWS настроен неверно

Разобравшись с принципом, посмотрим далее, что произойдёт при «добавлении канала яркости», если RGBWS настроен неправильно.

• Верхняя половина: цветное изображение использует соотношение R : G : B = 0.33 : 0.33 : 0.33, «не соответствующее человеческому зрению». После замены исходной яркости изображением в градациях серого с одним значением насыщенность (Saturation) и оттенок (Hue) цветного изображения остаются неизменными.
• Нижняя половина: цветное изображение использует соотношение R : G : B = 0.22 : 0.71 : 0.06, «соответствующее человеческому зрению». После замены исходной яркости изображением в градациях серого с одним значением насыщенность и оттенок меняются.

Заметили синий? Он уже превратился в фиолетовый.

Дойдя до этого места, вы наверняка уже понимаете, насколько важна настройка RGBWS, когда мы хотим «извлечь» или «заменить» канал яркости в цветном изображении. Это не факультативный процесс, а ключевое звено, определяющее, удастся ли правильно сохранить цвета, которые вы с таким трудом сняли.