Înțelegerea stării liniare și neliniare a unei imagini

În post-procesarea astrofotografiilor se aude adesea „acest proces trebuie făcut în stare liniară” și „celălalt așteaptă până devine neliniar”, dar ce înseamnă de fapt liniar și ce înseamnă neliniar? A fost cândva un concept pe care mi-a fost foarte greu să-l explic clar altora. Mai târziu am găsit un mod mai bun de a-l explica – privindu-l prin curba MTF. Acest articol folosește curba MTF împreună cu instrumentul Histogram Transformation (HT) pentru a clarifica granița dintre cele două stări.

Definirea liniarului și neliniarului cu curba MTF

Totul se reduce la o singură acțiune: imediat ce se schimbă poziția midtone (tonul mediu), ieșirea imaginii nu mai este liniară.

Motivul este că ajustarea midtone modifică „raportul de distanță dintre pixelii de luminozități diferite”. Inițial, relațiile relative de luminozitate dintre pixeli sunt proporționale (liniare); odată ce midtone este deplasat, acest raport se distorsionează, iar ieșirea devine în mod natural neliniară (aceasta poate fi comparată cu modificarea curbei din secțiunea de ieșire a instrumentului HT).

Dacă este privit din altă perspectivă, lucrurile devin mai intuitive: în mod tradițional, o fotografie astronomică, imediat după stacking, este complet neagră și nu se vede nimic (starea liniară), iar aceasta trebuie adusă treptat până când obiectivul devine clar vizibil – această acțiune este în mod necesar un stretch neliniar de amploare mare. De exemplu, în APP, după stacking se generează un fișier liniar în care nu se vede nimic, iar dacă se apasă butonul de salvare aflat sub stretch, în partea dreaptă, se salvează și o a doua fotografie neliniară, cu stretch aplicat.

(Există și opinia conform căreia o ajustare de amploare foarte mică poate fi considerată în continuare liniară; acest articol adoptă o definiție mai strictă – de îndată ce se atinge midtone, imaginea este considerată ca fiind intrată în starea neliniară.)

A ajusta doar shadow sau highlight nu strică liniaritatea

Nu orice ajustare face imaginea neliniară. Dacă se mișcă doar shadow (punctul de capăt al zonelor întunecate) sau highlight (punctul de capăt al zonelor luminoase), relația liniară dintre pixeli nu se modifică – se face doar o scalare sau o decupare a punctelor de capăt:

• Deplasarea shadow spre dreapta: extinde umbrele (separă tonurile întunecate).

• Deplasarea shadow în sus: face ca umbrele să fie redate treptat în gri.

• Deplasarea highlight spre stânga: extinde luminile.
• Deplasarea highlight în jos: face ca luminile să fie redate treptat în gri.

Un mic detaliu tehnic în plus: întrucât instrumentul HT din PixInsight a eliminat deja opțiunile Low și High Ranges, pentru demonstrațiile de mai sus privind „deplasare în sus / deplasare în jos” (redare în gri) am folosit în schimb instrumentul Curves.

De ce contează această graniță

Înțelegerea sensului stării liniare/neliniare este foarte practică – multe proceduri de prelucrare a imaginii (de exemplu calibrarea culorii sau deconvoluția) trebuie executate în starea liniară pentru a fi corecte; de îndată ce se aplică un stretch și se schimbă midtone, imaginea devine neliniară, iar rezultatele anumitor proceduri devin imprecise. De aceea, la construirea unui flux de lucru, a clarifica dinainte dacă „acest pas trebuie făcut înainte sau după stretch” este adesea mai important decât memorarea fiecărui buton.