Kênh luminance và LRGB: trích xuất, kết hợp và RGB Working Space
LRGB là một trong những khái niệm cốt lõi của xử lý hậu kỳ trong nhiếp ảnh thiên văn: kênh luminance (L) phụ trách chi tiết và các kênh màu (RGB) phụ trách màu sắc được xử lý tách riêng, đến cuối cùng mới kết hợp lại. Bài này tổng hợp cách trích xuất kênh luminance, các nguyên tắc kết hợp, cùng thiết lập RGB Working Space nằm phía sau mà nhiều người hay bỏ qua.
Tại sao phải xử lý L và RGB tách riêng
Trước hết xin nói một phép so sánh về mặt quan niệm. Tôi từng trò chuyện với vài người bạn cùng sở thích về chụp ảnh đơn sắc và chụp ảnh màu, chẳng hiểu sao câu chuyện lại vòng sang chuyện đôi mắt, và cuối cùng chúng tôi đúc kết thành một câu:
Chế độ RGB là lựa chọn khi bạn đã tự do tài chính về photon, theo đuổi chất lượng cao đồng thời cho cả màu sắc lẫn độ sáng; còn chế độ L+RGB là quy tắc sinh tồn thời nghèo photon, ưu tiên bảo đảm nhìn thấy được cấu trúc, sau đó mới tính đến chuyện có màu.
Cảm biến có khả năng tích lũy photon trong thời gian dài, ở một mức độ nào đó, đã bù lại điều đáng tiếc của mắt người: trong bóng tối, photon quá ít nên không đủ kích hoạt các tế bào hình nón phân biệt màu. Tách riêng luminance ra để tích lũy tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) và bảo đảm cấu trúc, đó chính là tinh thần của LRGB.
Hai nguyên tắc kết hợp kênh luminance với kênh màu
Để L và RGB sau khi kết hợp trông đẹp mắt, có hai hướng cần nắm:
- Kênh luminance không được quá sáng (hoặc quá tối), nếu không màu sắc sẽ bị nhạt đi.
- Kênh màu thì có thể tăng tương phản, điều này giúp nâng độ bão hòa màu của ảnh sau khi kết hợp.
Các process PI thường dùng gồm: ScreenTransferFunction, HistogramTransformation, ArcsinhStretch, LRGBCombination.
Ở đây có một quan niệm quan trọng: bản thân kênh luminance đẹp hay không thật ra chẳng có mấy ý nghĩa, điều đáng kể là sau khi kết hợp với RGB nó có làm cho cả bức ảnh đẹp lên và làm nổi bật chi tiết hay không. Lấy NGC 2070, tinh vân Tarantula, làm ví dụ: một ảnh đơn sau khi dùng STF để screen stretch tự động thì tuy tương phản rõ rệt, nhưng nền lại quá đen còn màu trắng của tinh vân Tarantula lại quá sáng, thật ra đó không phải là ảnh luminance thích hợp để đem trộn với RGB.
L và RGB kết hợp ở giai đoạn nào
Process LRGBCombination trong phần lớn trường hợp được dùng ở trạng thái phi tuyến. Nếu muốn kết hợp ở giai đoạn tuyến tính thì phải dùng ChannelCombination, nhưng bạn sẽ thấy ChannelCombination hoàn toàn không có tùy chọn kênh luminance, và điều đó cũng vừa hay nói lên vì sao L và RGB không thích hợp kết hợp ở giai đoạn tuyến tính. Còn nếu cứ ép dùng LRGBCombination ở giai đoạn tuyến tính thì sao? Đến khi bạn thấy ảnh kết hợp xong bị hỏng, bạn sẽ hiểu ngay.
Vậy rốt cuộc khi nào nên gộp? Thường là khi cả luminance lẫn RGB đều đã được xử lý đến mức “tạm ổn”, tôi mới gộp chúng lại rồi xử lý tiếp. Ngộ nhận thường gặp ở đây là muốn làm cho luminance hoặc từng kênh R, G, B đều thật đẹp, nhưng trọng tâm thật sự không nằm ở chỗ L hay RGB giữa chừng có đẹp hay không (trừ khi bạn chỉ muốn một ảnh thang xám hoặc một ảnh nhòe chỉ có màu), mà là sau lần gộp cuối cùng màu có lên được mượt mà hay không, chi tiết của luminance có được thể hiện tốt hay không.
Hơn nữa, gộp xong cũng chưa thể xuất ảnh ngay; phía sau còn cả một chuỗi các bước tăng cường và chỉnh màu, thậm chí cuối cùng còn phải khử nhiễu, sửa khuyết điểm thì mới hoàn thành được một tác phẩm.
Camera màu cũng cần trích xuất kênh luminance
Các quy trình tôi chia sẻ trước đây chủ yếu xoay quanh camera đơn sắc, nhưng khi xử lý ảnh màu chụp bằng DSLR hoặc camera OSC làm lạnh thì quy trình chính thật ra cũng gần như vậy: vẫn tách riêng kênh luminance và kênh màu để xử lý. Trích xuất kênh luminance trong PI rất đơn giản, chỉ là không ít người mới không biết nên làm việc này ở bước nào. Đối chiếu với quy trình đơn sắc, thời điểm trích xuất có thể là:
- Trích xuất ngay sau khi tiền xử lý xong, hoặc
- Trích xuất sau khi làm cân bằng màu và DBE.
Tôi cũng có quay một video minh họa cách trích xuất kênh luminance từ ảnh màu sau khi tích hợp (integration) xong: https://youtu.be/TDhaKp2BK4w
Một ngộ nhận thường gặp: bỏ độ bão hòa ≠ kênh luminance
Có một cách nói lưu truyền khá rộng: cứ hạ hết độ bão hòa, phần còn lại chính là luminance. Vì vậy có người tạm thời hạ hết độ bão hòa trong Camera Raw Filter của PS hoặc trong Lightroom rồi mới chỉnh tham số, nghĩ rằng làm vậy sẽ không bị màu sắc gây nhiễu và chỉ chỉnh vào luminance mà thôi.
Nhưng cách nói và cách làm này thật ra không hẳn đúng. Tôi đã dùng Photoshop đối chiếu trên thực tế: ảnh chỉ bị hạ hết độ bão hòa, so với kênh luminance thật sự, dường như mất đi một phần chi tiết. Về sau tôi cũng làm thí nghiệm tương tự trong PI và kết quả nhất quán, ảnh đã bỏ độ bão hòa màu quả thật mất đi một phần chi tiết.
Nói cách khác, trong PS muốn lấy được luminance thật sự thì có lẽ phải chuyển sang chế độ Lab trước mới chuẩn; còn trong PI chỉ cần nhấn một phím là trích xuất được kênh luminance, tiện hơn nhiều.
RGB Working Space (RGBWS): biến số ẩn của việc trích xuất luminance
Hiện tượng “bỏ độ bão hòa không bằng luminance” nói ở trên thật ra liên quan đến một thiết lập thường bị bỏ qua: RGB Working Space, tức tỷ lệ đóng góp của từng màu trong ba màu RGB vào luminance.
Hiện tượng thứ nhất: thiết lập này ảnh hưởng đến luminance trích xuất ra. Hãy tìm hai bức ảnh lấy đỏ và lam làm chủ đạo, rồi trích xuất luminance dưới thiết lập RGBWS lấy “thị giác của mắt người” làm chuẩn; bạn sẽ thấy kênh luminance trích xuất ra tối hơn hẳn và ít chi tiết hơn. (Nếu khó nhận ra, bạn có thể xem video này để so sánh trực tiếp: https://youtu.be/s8tRTXSrkh0)
Hiện tượng thứ hai: thiết lập này cũng ảnh hưởng đến kết quả tổng hợp LRGB. Đem L và RGB của các ảnh nói trên tổng hợp LRGB, bạn sẽ thấy dưới thiết lập lấy thị giác của mắt người làm chuẩn, toàn bộ ảnh sau khi tổng hợp tối hơn hẳn, thậm chí tông màu của một phần vùng lam còn bị thay đổi đôi chút, ngả sang tím. (Cũng có thể xem video để so sánh trực tiếp: https://youtu.be/rcsXP9HVQs0)
Vậy nên thiết lập thế nào? Nếu muốn đóng góp của RGB vào luminance là như nhau, cách làm là:
- Mở process RGBWorkingSpace.
- Đặt hệ số Red, Green, Blue đều bằng 1 (đặt hết bằng 1 chỉ vì dễ nhập hơn; sau khi nhấn nút áp dụng cấu hình, chúng sẽ tự động quy đổi thành 0.33 : 0.33 : 0.33).
- Nhấn vòng tròn ở góc dưới bên trái để thực hiện cấu hình toàn cục.
Thiết lập như vậy rồi thì về sau ảnh màu dù là được nạp vào hay được tạo ra, mặc định đều có đóng góp của RGB vào luminance như nhau (0.33 : 0.33 : 0.33).
Cũng chính vì thế mà quay lại chuyện “ảnh RGB đã bỏ độ bão hòa màu không bằng chính ảnh luminance của nó”: với tiền đề tỷ lệ đóng góp của RGB vào luminance là như nhau, ảnh luminance sẽ sáng hơn hẳn so với ảnh bị bỏ độ bão hòa (tức là bỏ thành phần C đại diện cho độ bão hòa trong không gian LCH, khiến các giá trị RGB trở nên bằng nhau).
Nâng cao: kênh siêu luminance (Super L)
Cuối cùng xin bổ sung một cách làm nâng cao. Kênh siêu luminance (Super L) là một kênh nhân tạo; một trong những cách tạo ra nó là đem các kênh L, R, G, B đã tích hợp xong đi tích hợp thêm một lần nữa.
Dùng để thay cho kênh L, so với ảnh L vốn có, Super L còn cho tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) nhỉnh hơn một chút; dù mắt thường gần như không nhận ra, chút cải thiện nhỏ này vẫn có ích cho các bước xử lý về sau.
