Справжня причина зеленого відтінку знімків кольорових камер: квантова ефективність, а не співвідношення Баєра

Знімаючи астрономічні зображення, ми часто помічаємо, що файли Raw, отримані камерою OSC (кольоровою камерою), або лінійне зображення після інтеграції мають виразний зелений відтінок. Раніше, обговорюючи це явище, найпоширенішим поясненням було: «зелені пікселі становлять 50% масиву Баєра (Bayer Array) — це вдвічі більше, ніж червоних і синіх пікселів, тож зображення природно виходить зеленішим».

Однак, згідно з поглядом, яким нещодавно поділився Seti Astro, це твердження не є строгим з погляду логіки обробки сигналу.

Співвідношення Баєра підвищує SNR, а не середню яскравість

Насправді те, що зображення виглядає зеленим, не має прямого зв’язку із співвідношенням кількості пікселів.

В алгоритмі «дебаєризації (Debayering)» програмне забезпечення доповнює інформацію про колір через середнє значення навколишніх пікселів, а не через підсумовування значень. Це означає: подвоєна кількість зелених пікселів підвищує відношення сигнал/шум (SNR) і просторову роздільну здатність зеленого каналу, роблячи зображення детальнішим; але це не подвоює «середню яскравість» цього каналу.

Іншими словами, подвоєна кількість зеленого в масиві Баєра дає перевагу в якості, а не є причиною, яка «фарбує» кадр у зелений.

Справжня причина: різниця в квантовій ефективності сенсора

Справжня суть криється в різниці «квантової ефективності (QE)» сенсора.

З кривої спектральної чутливості видно, що більшість кремнієвих сенсорів набагато чутливіші до зеленої смуги спектра, ніж до червоного й синього світла. Тому за однакових умов експозиції електронний сигнал (значення ADU), який утворюють зелені пікселі, за своєю природою значно сильніший, ніж у інших каналів.

Крім того, вихідні астрономічні файли, щоб зберегти науковість, зазвичай заздалегідь не застосовують ваги корекції балансу білого — на відміну від звичайних камер денної зйомки, які балансують це прямо в камері, — тож це фізичне зміщення чутливості зберігається незмінним, що й спричиняє видимий зелений відтінок.

Розуміння цього насправді дуже допомагає в постобробці: зелений відтінок не означає, що камера зламана, і не є «вродженим дефектом» масиву Баєра, а є нормальним явищем через те, що ваги кольорової корекції ще не застосовано. Щойно на лінійному етапі буде завершено кольорову корекцію, цей зелений шар природно врівноважиться.