RGB 合成で星が黄色や緑になるのはなぜ？

モノクロカメラで撮った赤・緑・青のスタックを合成します。明るい星は正しく見えます――白、青、オレンジ。ところが淡い星、つまり視野の星の大部分は、そろって同じ黄緑色に色づいています。

本物の星はそんなことをしません。視野の淡い星は、明るい星と同じ色の混ざり具合を持っています。色が明るさに連動しているなら、それは処理が作ったものです。

テスト：色は明るさで変わるか？

淡い星を二十個、明るい星を二十個選んで比べます。淡い星が一方に、明るい星が別の方向に傾いているなら、明るさに依存する色の誤差があります――非線形のステップが各チャンネルに別々にかかったことを示すサインです。以下はすべて、それが起きる経路です。

原因 1：合成の前にチャンネルがストレッチされていた

一番よくある原因です。各フィルターのスタックが単独でストレッチされ――スタックソフトのプレビューで、保存時の自動ストレッチで、あるいは手作業で――そのストレッチ済みのチャンネルが合成されます。

ストレッチは、そのチャンネル自身の空と信号に合わせたカーブです。赤・緑・青は空のレベルが違う（光害は赤で明るく、青で暗い）ので、それぞれ違うカーブがかかります。淡い星は各カーブの低い位置、つまりカーブ同士の差が一番大きいところにあり、明るい星は上端近く、カーブが収束するところにあります。だから淡い星だけが、明るい星にはない色を帯びるのです。

対策： リニアなスタックを合成し、そのカラー画像を一度だけストレッチします。理由の詳細は リニアとストレッチ にあります。

原因 2：チャンネル同士で星の形が一致していない

シャープ化やデコンボリューションを各チャンネルに別々に、それぞれ独自のぼけの推定でかけると、どの星のプロファイルもチャンネル間で食い違います。位置ずれは同じことをもっと荒っぽく起こします。一つのチャンネルで 1 ピクセルずれた星は、片側に色の縁取りができ、大きさに応じた色づきが生じます。

対策： シャープ化はチャンネルではなく合成後の画像に行い、合成の前にチャンネルを星で位置合わせします。一つのチャンネルだけ別の夜に撮ったなら、ほかをそれに合わせるのではなく、それをほかに合わせます。

原因 3：空ではないものを空としてニュートラル化している

背景のニュートラル化は、チャンネルをスケーリングしたりオフセットしたりして空をグレーにします。星雲だらけのフレーム――視野を埋める輝線星雲や天の川――では、測っている「空」は星雲です。赤い星雲をニュートラル化すると、あらゆる場所で赤が引き下げられ、その背景に対するわずかな上乗せが色である淡い星は、緑や青へ振れます。

対策： 最も暗い本当の空――暗黒帯――を基準にニュートラル化するか、対象が視野を埋めているときはニュートラル化を省き、代わりに星でカラーバランスを取ります。北アメリカ星雲の画像処理 が実例です。

あなたの問題ではないもの：ナローバンドのマゼンタの星

SHO や HOO 画像の紫色の星は、別の原因――パレットそのもの――による別の現象で、紫・赤・マゼンタの星の解説 と ハッブルパレットのガイド で扱っています。

Akastroid がしていること

バージョン 1.3.2 から、フィルターホイールのナチュラルカラー合成は、リニアなスタックから作られます。各チャンネルは個別のデコンボリューションなしでスタックされ、星で位置合わせされ、星でバランスを取られ、一度だけストレッチされます。視野を埋める星雲では、星に色を付けてしまう表示段階のニュートラル化は省かれます。実際の北アメリカ星雲の撮影データで測ると、淡い星の色づきはニュートラルから 0.23 ずれていたのが 0.015 になりました。

まとめ

• 明るさに依存する色は、必ず処理のアーティファクト。
• リニアなスタックを合成して一度だけストレッチする。ストレッチ済みのチャンネルは決して合成しない。
• シャープ化は合成の後に。チャンネルは先に星で位置合わせする。
• 星雲だらけのフレームでは、星雲を空であるかのようにニュートラル化しない。