Adicionando Hα ao RGB: cor natural com uma nebulosa mais profunda

Filtros vermelho, verde e azul mostram a cor que uma nebulosa realmente tem. Um filtro hidrogênio-alfa mostra muito mais da sua estrutura - ele atravessa a poluição luminosa e o luar e registra o hidrogênio fraco que o vermelho de banda larga mal capta.

O HaRGB é o jeito de ter os dois: uma imagem em cor natural cuja nebulosa é tão profunda quanto os dados de Hα permitem. Também é fácil de fazer mal.

A ideia

O Hα em 656,3nm é vermelho profundo, bem dentro da banda de passagem de um filtro vermelho. Então a luz do hidrogênio já está no seu canal vermelho - só que fraca, diluída por tudo o mais que o vermelho deixa passar, incluindo o brilho do céu. A pilha de Hα contém a mesma luz, muito mais limpa.

O HaRGB coloca esse sinal de hidrogênio mais limpo no vermelho, onde ele pertence, e deixa o verde e o azul em paz. O resultado continua em cor real: as estrelas mantêm suas cores, o céu fica neutro e a nebulosa tem o vermelho que realmente tem - só que mais dela.

Dois jeitos de dar errado

Tirar a média do Hα com o vermelho. É o movimento óbvio, e ele divide os dois pela metade. A nebulosa não sai mais forte que antes, e todas as estrelas no canal vermelho escurecem, porque as estrelas no Hα são fracas e pequenas. As estrelas puxam para o ciano.

Somar o Hα ao vermelho. A nebulosa melhora, mas o céu dobra também: o ruído e o brilho do céu dos dois frames se acumulam, e todo o fundo fica marrom-avermelhado. Aí você passa a brigar com uma dominante de cor que você mesmo criou.

O que funciona: a mistura por clareamento

O vermelho recebe o Hα só onde o Hα é mais brilhante que o vermelho - onde há emissão de hidrogênio que o filtro de banda larga registrou só de leve. Em todo o resto, o vermelho continua vermelho.

Dois refinamentos fazem diferença na prática:

• Compare acima do ruído. Um simples “pegue o mais brilhante” entre duas imagens ruidosas é enviesado para cima em cerca de meio sigma de ruído em todo lugar, o que pinta o céu inteiro levemente de vermelho. Pegar só a parte da vantagem do Hα que ultrapassa o ruído deixa o céu onde o balanço de cor o colocou.
• Não pegue tudo. Em dados lineares a vantagem do hidrogênio pode ser grande. Misturada por inteiro, a nebulosa satura num vermelho chapado e estourado - e a crista mais brilhante pode perder a cor por completo. No Akastroid a mistura adiciona cerca de um terço da vantagem do Hα: escolhido comparando renderizações em várias intensidades lado a lado com a pilha simples, ele mantém o vermelho-magenta da pilha e não estoura nada.

Primeiro o balanço, depois a mistura

A cor de banda larga precisa ser balanceada nas estrelas antes de o hidrogênio entrar. Num frame cheio de nebulosa, os pixels mais brilhantes do vermelho são nebulosa, enquanto os do verde e do azul são estrelas; escale cada canal pelos seus próprios pixels mais brilhantes e o vermelho acaba reduzido em relação aos outros, então as estrelas fracas ficam verdes. Balanceie R, G e B nas estrelas, aplique ao Hα a mesma escala que o vermelho recebeu, e só então misture.

A combinação em si precisa acontecer em pilhas lineares - antes de qualquer esticamento. Estique cada canal separadamente primeiro e a cor de uma estrela passa a depender do brilho dela, porque cada canal passou por uma curva diferente. Isso é explicado em por que as estrelas ficam amarelas ou verdes em composições RGB.

Quando vale a pena

• Nebulosas de emissão - a América do Norte, a Coração, a Roseta, M42 - são as que mais ganham. Há um exemplo completo em processando a Nebulosa América do Norte.
• Galáxias ganham um pouco: suas regiões HII aparecem como nós rosados ao longo dos braços.
• Aglomerados estelares e nebulosas de reflexão não ganham nada, e não há nada a adicionar.

A partir da versão 1.3.2, o Akastroid faz tudo isso quando uma pasta de roda de filtros tem Hα junto com R, G e B: ele oferece Cor natural + Hα como a imagem padrão, com a paleta Hubble e o HOO ao lado. A página de mono e narrowband cobre o resto do fluxo de trabalho com roda de filtros.

Resumindo

• O HaRGB coloca o hidrogênio da pilha de Hα no vermelho, onde essa luz já pertence, e mantém a imagem em cor natural.
• Não tire a média (divide a nebulosa pela metade, escurece as estrelas) e não some (dobra o céu).
• Misture o Hα no vermelho só onde ele está à frente, acima do ruído, e só uma parte dessa vantagem.
• Balanceie o RGB nas estrelas primeiro e combine dados lineares, nunca esticados.