Phối màu băng hẹp: bảng màu SHO và các script chỉnh màu thường dùng

Phối màu cho ảnh băng hẹp là bức tường đầu tiên mà rất nhiều người đâm phải khi bước từ RGB/LRGB sang lĩnh vực băng hẹp. Bài viết này gom lại thành một bài những quan niệm và công cụ mà tôi đã tích lũy được trong mấy năm chỉnh màu băng hẹp, từ quan niệm cơ bản, nguyên lý của bảng màu SHO, cho đến chuẩn hóa kênh và đủ loại script hữu dụng, để những người bạn vẫn còn đang mò mẫm có một tấm bản đồ mà lần theo.

Trước hết, xây dựng tâm thế đúng đắn

Nhiếp ảnh thiên văn băng hẹp thật ra không đơn giản chỉ là nhét SHO vào các kênh RGB theo kiểu hoán vị tổ hợp (SHO, HSO, HOO…); làm như vậy thường cho ra kết quả không khiến người ta hài lòng.

Chuyện này cũng giống như xử lý tinh vân sau khi tách sao: không phải cứ đơn giản cộng sao trở lại là xong — làm vậy thường đổi lại vấn đề sao bị nhạt đi hoặc bị đổi màu. Know-how thật sự nằm ẩn ngay trong những chi tiết mấu chốt đó.

Minh họa sự khác biệt của kết quả phối màu băng hẹp ở các mức độ xử lý khác nhau

Vì vậy lời khuyên của tôi là: người mới bắt tay vào xử lý ảnh băng hẹp thì nhất định phải lo cho mình trước đã. Hãy chơi RGB và LRGB cho thật thuần thục, rồi tuần tự từng bước tiến vào băng hẹp. Trừ phi bạn biết lập trình và không gặp bất kỳ trở ngại nào khi dùng PixelMath, khi đó có lẽ bạn có thể tiến song song cả hai, nhưng phải nói là điều này không hề dễ.

Ảnh dưới đây là kết quả xử lý cùng một tệp gốc ở những mức độ học hỏi khác nhau. Chỉ riêng một việc “tô màu cho bụi như thế nào”, từ chỗ biết nguyên lý đến chỗ làm được, tôi đã học mất hai năm — không đơn giản chỉ là kéo thêm chút độ bão hòa.

Đối chiếu thành quả xử lý băng hẹp trên cùng một tệp gốc ở các giai đoạn học hỏi khác nhau

Bảng màu SHO là gì

Phối màu SHO là “phương pháp chỉnh màu băng hẹp” thường gặp trong nhiếp ảnh thiên văn: nó tận dụng đặc tính phát xạ của ba loại khí, ở khâu hậu kỳ đem tín hiệu của các bước sóng khác nhau gán cho những màu khác nhau, nhờ đó “trực quan hóa” sự phân bố của các nguyên tố khác nhau bên trong tinh vân.

Lợi ích lớn nhất của nó là: một tinh vân vốn nhìn bằng mắt thường thì toàn một màu đỏ, dưới SHO sẽ tách ra thành từng lớp, khiến cấu trúc, ranh giới và khác biệt về năng lượng trở nên rõ như ban ngày. Hơn nữa SHO không có một diện mạo cố định nào — tông màu, độ bão hòa và cường độ hoàn toàn có thể điều chỉnh theo phong cách và thẩm mỹ của người chụp, nên nó vừa là một phương pháp biểu đạt khoa học, vừa là một dạng sáng tạo nghệ thuật về vũ trụ.

Dưới đây dùng ba tấm ảnh để minh họa ba cách ánh xạ khác nhau.

1. Phối màu oxy xanh lam, lưu huỳnh đỏ, hydro ở giữa

Minh họa phối màu SHO với OIII ứng với xanh băng giá, SII ứng với đỏ tươi, Ha hiện ra màu vàng cam sẫm

OIII (oxy) → màu xanh băng giá
Ha (hydro) → màu vàng cam sẫm
SII (lưu huỳnh) → màu đỏ tươi

Những vùng nhiều oxy hiện ra màu xanh băng giá, những vùng nhiều lưu huỳnh thì đỏ, còn hydro nằm giữa đỏ và lục, biến thành thứ ánh sáng vàng cam sẫm ấm áp; một vài chỗ giao nhau với oxy lại hiện ra màu hồng.

2. Phối màu mang cảm giác tự nhiên: hydro lục, oxy xanh lam, lưu huỳnh đỏ

Tấm ảnh này cho thấy một cách phối màu SHO khác: Ha chủ yếu ứng với màu lục, OIII ứng với màu xanh lam, SII ứng với màu đỏ. Nó hơi khác so với bảng màu Hubble truyền thống; cách ánh xạ này khiến màu sắc của tinh vân gần hơn với cảm nhận tự nhiên, đồng thời vẫn giữ được đặc tính của ảnh băng hẹp là hé lộ sự phân bố các nguyên tố.

Minh họa phối màu SHO mang cảm giác tự nhiên với Ha ngả sang lục ô liu, OIII ngả sang xanh da trời, SII ngả sang đỏ gạch

Ha → lục ô liu / lục cỏ hơi tối, không phải màu lục sáng rực rỡ mà là màu lục tự nhiên có chút trầm ổn, dùng để phác ra bộ khung và đường viền chính của tinh vân.
OIII → từ xanh da trời đến xanh nước hồ, thứ màu xanh như bầu trời quang đãng hay mặt biển nông, mang lại cảm giác lạnh trong và trong suốt; nó chủ yếu trải trên những vùng rộng lớn, tạo nên bầu không khí bao la và thoát tục.
SII → đỏ gạch / đỏ cam cháy, không chói mắt như đỏ thuần mà là màu đỏ ấm hơi ngả cam, trông nặng và dày hơn, tập trung nhiều ở phần đáy và rìa của ảnh, tôn lên cảm giác năng lượng như ngọn lửa hay dung nham.

Nhờ cách phối màu như vậy, phạm vi của các nguyên tố bị ion hóa khác nhau hiện ra rõ trong một cái nhìn, khiến tinh vân mang cảm giác lập thể như một “tấm bản đồ màu”.

3. Phối màu gần với bảng màu Hubble truyền thống

Tấm cuối cùng trong loạt này dùng cách phối màu SHO gần với “bảng màu Hubble” truyền thống: SII ứng với màu đỏ, Ha ứng với màu lục, OIII ứng với màu xanh lam. Cách ánh xạ này ban đầu do Kính viễn vọng không gian Hubble phổ biến, với mục đích chuyển ánh sáng của ba băng hẹp thành những màu mà mắt người phân biệt được.

Minh họa phối màu SHO gần với bảng màu Hubble (SII đỏ, Ha lục, OIII xanh lam); ảnh chưa được tăng cường mạnh nên vẫn ở trạng thái tối mờ

Màu đỏ của lưu huỳnh (SII) mang lại các lớp chuyển tiếp vững vàng
Màu lục của hydro (Ha) tạo nên cấu trúc và đường viền chính
Màu xanh lam của oxy (OIII) trải ra ở những khoảng trống và rìa

Cách kết hợp này làm nổi bật hình thái phức tạp và khác biệt năng lượng của tinh vân, biến thứ khí vốn khó phân biệt và chồng lớp lên nhau thành một cảnh tượng vũ trụ như tranh sơn dầu.

Ghi chú: ảnh trên đang ở giai đoạn phối màu, gần như chưa được tăng cường mạnh, nên hiện ra ở trạng thái tối mờ.

Chuẩn hóa kênh và sự đánh đổi của “chuyển màu một cú nhấp”

Mấy năm gần đây trên mạng thịnh hành việc dùng PixelMath để chuyển HOO thành bảng màu SHO chỉ bằng một cú nhấp: thao tác rất dễ, tốc độ lại nhanh, rất thân thiện với người mới. Có điều sau khi thử trên những tấm ảnh tôi chụp bằng kính lọc dual-band hồi đầu, tôi thấy thành phẩm làm ra thường trông na ná nhau (thiếu sự biến hóa).

Đối chiếu trước và sau khi dùng PixelMath chuyển HOO sang SHO chỉ bằng một cú nhấp

Khi dùng loại công thức này, lời khuyên của tôi là:

Dành cho người mới bắt đầu: dùng thận trọng, khi cần thì tự mình điều chỉnh màu. Ngoài ra cần lưu ý rằng những công thức PixelMath này chỉ chuẩn hóa các kênh (Normalization) chứ không có chức năng nào khác để tăng cường chi tiết, vì vậy vẫn phải làm tốt phần căn bản trước đã, rồi cuối cùng mới chỉnh màu.
Dành cho người đã có kinh nghiệm: xem video của chính tác giả để hiểu nguyên lý, tháo rời từng bước rồi biến thành của mình, thêm một món đồ nghề vào hộp công cụ của bạn. Khi gặp phải vấn đề nhất thời chưa giải quyết được, có thêm một bộ công cụ là có thể xoay sang hướng khác.

Các script chỉnh màu băng hẹp thường dùng

Process hay script của PI có thể do những người cộng tác trong cộng đồng tự phát triển và phát hành, và đây cũng chính là lý do vì sao mấy năm nay PI có thể phát triển nhanh chóng cùng nhịp với cộng đồng trong lĩnh vực xử lý ảnh thiên văn. Thấy process chính thức viết chưa tốt hoặc cập nhật quá chậm? Bạn hoàn toàn có thể tự tay viết lấy. Nếu bạn là một người yêu thiên văn nghiệp dư biết lập trình thì diễn đàn PixInsight chắc chắn là nơi để bạn thi thố tài năng. Dưới đây là vài script tôi thường dùng hoặc muốn giới thiệu.

Minh họa giao diện thao tác của script chỉnh màu băng hẹp

Minh họa kết quả xuất ra của script chỉnh màu băng hẹp

SHO-AIP

Nếu bạn thấy sợ chuyện trộn kênh bằng PixelMath thì SHO-AIP là một lựa chọn thay thế rất tốt. Nó dùng được ở cả trạng thái tuyến tính lẫn phi tuyến, mà lại còn xem trước kết quả được ngay lập tức. HSO, HOO và SHO trong ảnh dưới đây đều được tạo ra bằng script này. Nếu thấy PixelMath không được trực quan cho lắm thì cứ dùng nó là đúng.

Đối chiếu ba cách phối màu HSO, HOO, SHO được tạo ra bằng script SHO-AIP

Color Shifter

Cũng là một script hay được dùng để chỉnh màu ảnh băng hẹp, thích hợp cho việc tinh chỉnh tông màu (hue). Nếu PI của bạn không có sẵn thì chỉ cần Google một chút là tìm ra chỗ tải.

NB Colour Mapper

Script này do Mike Cranfield và Adam Block cùng nhau phát triển, điểm đặc biệt là nó có thể phối màu cho các kênh băng hẹp ở trạng thái tuyến tính. Những script trộn kênh thường gặp hầu như đều làm việc ở trạng thái phi tuyến, vì thế việc hợp nhất ở trạng thái tuyến tính giúp ảnh sau khi gộp kênh vẫn giữ lại nhiều dư địa hơn cho các bước xử lý về sau.

Minh họa script NB Colour Mapper

NB to RGB Star Combination

Nếu bạn đã chụp băng hẹp (đơn sắc hoặc dual-band) nhưng lại không chụp sao RGB, tôi khuyên nên tách sao ở trạng thái tuyến tính, rồi dùng script này để chuyển những ngôi sao tuyến tính trong ảnh băng hẹp thành sao có màu gần với RGB; hiệu quả khá là tốt.

Theo cách truyền thống, muốn xử lý những ngôi sao màu magenta hay màu lục trong ảnh băng hẹp thì chỉ còn cách khử độ bão hòa màu, hoặc đi qua các bước khá rắc rối để tạo ra sao RGB; còn script này chỉ cần một bước là có được sao RGB với màu tương đối bình thường. Có thể lấy script từ kho script PI của setiastro: https://raw.githubusercontent.com/setiastro/pixinsight-updates/main/

Minh họa thành quả chuyển các ngôi sao trong ảnh băng hẹp sang màu RGB bằng NB to RGB Star Combination

Tài liệu hướng dẫn chính thức

Bạn vẫn còn xem những video xử lý mà đến chính tác giả cũng chẳng nắm rõ nguyên lý ư? Vẫn còn áp dụng mấy công thức PixelMath làm sẵn để rồi màu sắc liên tục có vấn đề, hoặc kết quả trông đơn điệu nhạt nhẽo ư?

Nhóm PixInsight đã đưa lên kênh YouTube chính thức những video hướng dẫn xử lý ảnh băng hẹp, giảng giải các yếu tố cơ bản của việc xử lý băng hẹp cùng với các công thức PixelMath. Nếu bạn còn chưa quen với xử lý băng hẹp thì rất đáng xem; còn với những script kiểu NB Colour Mapper, kênh của Adam Block cũng có phần giải thích và trình diễn chi tiết.

Video hướng dẫn xử lý ảnh băng hẹp chính thức của PixInsight (tổng cộng ba video):

Minh họa từ hướng dẫn xử lý ảnh băng hẹp chính thức

Phần giải thích chi tiết về NB Colour Mapper, bạn có thể tìm trên kênh YouTube của Adam Block.