Was sind die spezifischen Verwendungszwecke verschiedener Konvertierungsmethoden in Schwarzweiß?

In diesem Tutorial werden sechs Möglichkeiten zum Konvertieren eines Bilds in Schwarzweiß erläutert:

1. Die "Standard" -Gruppenkonvertierungsoperation.
2. Die Entsättigungsoperation.
3. Zerlegen in RGB und Verwenden eines beliebigen Kanals.
4. Zerlegung in HSV und Verwendung des Value (V) -Kanals.
5. Zerlegen in LAB und Verwenden des Lightness (L) -Kanals.
6. Verwenden des Channel Mixer-Filters.

Unterscheiden sich die Techniken nur in der Menge an Kontrolle, die jede über die Konvertierung bietet, oder führen sie zu signifikant unterschiedlichen Ergebnissen?

Gibt es eine bestimmte Situation, in der einer dem anderen vorgezogen wird, oder ist es eine Frage der persönlichen Präferenz?

Theoretisch sollte der richtige Weg, ein Farbbild in Schwarzweiß umzuwandeln, die Verwendung des Luminanzkanals sein . Die Luminanz ist ein Maß dafür, wie empfindlich unsere Augen für eine bestimmte Farbe sind und wie „hell“ wir sie sehen. Leider bietet Gimp viele Möglichkeiten zur Konvertierung in Schwarzweiß, aber nicht die richtige. :-(

Hier ist ein Testbild, mit dem ich die verschiedenen Methoden verglichen habe. Sie können es herunterladen und selbst sehen:

Das Dreieck links ist ein Schnitt durch den Farbwürfel in der Ebene, der die Primärfarben R, G und B enthält. Ich habe den Schnitt im linearen -RGB-Raum erstellt und ihn dann in sRGB gamma-codiert . Das Dreieck auf der rechten Seite ist das „richtige“ Schwarzweiß-Rendering des vorherigen, dh die Gamma-codierte Luminanz. Wenn ich dieses Bild in Schwarzweiß umwandle, mache ich folgende Beobachtungen:

• Grün ist eine hellere Farbe als Blau, doch viele Konvertierungsmethoden erkennen dies nicht an und rendern alle Primärfarben mit gleicher Helligkeit
• Entsättigung / Leichtigkeit hat dieses Problem (gleiches Gewicht für alle Primärfarben) und erzeugt zusätzlich einige künstliche Linien im Dreieck
• entsättigt / durchschnittlich gewichtet auch alle Primärfarben gleich, ergibt aber ein glatteres Bild; nur neigt es dazu, gesättigte Farben dunkler als weniger gesättigte zu machen
• Entsättigung / Leuchtkraft kommt ziemlich nahe, aber gesättigte Blau- und Rottöne werden zu dunkel gemacht; Technisch gesehen ist dies der Luma- Kanal, dh das „Richtige“, außer dass die Gamma-Decodierung / -Codierung vergessen wird
• Die Umwandlung in Graustufen entspricht der Entsättigung / Leuchtkraft
• Das Halten eines einzelnen R-, G- oder B-Kanals sieht wirklich komisch aus, wenn Sie gesättigte Farben haben
• Der V-Kanal des HSV macht alle Primärfarben weiß, was sehr unnatürlich ist
• Der L-Kanal von LAB ist schrecklich, da er keine Grautöne bewahrt (sie werden zu hell).
• Der Y-Kanal von ITU R709 ist der gleiche Luma wie Entsättigung / Leuchtkraft
• Der Y-Kanal von ITU R470 ist ebenfalls eine Art Luma, verwendet jedoch Gewichte für R, G und B, die sich von den sRGB-Gewichten unterscheiden. Eigentlich denke ich, dass es das natürlichste Rendering ist.

OK, jetzt ist dies die Theorie, wie man das „natürlichste“ Rendering erhält. In der Praxis möchten Sie möglicherweise stattdessen das Rendering verwenden, das dem vorliegenden Bild besser dient. Beispielsweise können Sie die Rottöne im Kanalmischer übergewichten, um Hauttöne aufzuhellen und zu glätten oder um den Kontrast zwischen blauem Himmel und weißen Wolken zu erhöhen. Meine persönlichen Schlussfolgerungen sind:

• Wenn das Bild keine stark gesättigten Farben aufweist, sollte jede Methode ein angemessenes Rendering bieten, außer für L aus LAB. Ich würde mich dann nicht zu sehr darum kümmern und einen von ihnen verwenden, wahrscheinlich in Graustufen oder Entsättigung / Leuchtkraft umwandeln (die gleich sind)
• Wenn es gesättigte Farben gibt und ich das natürlichste Rendering möchte, würde ich mich für den Y-Kanal von ITU R470 entscheiden
• Wenn ich mehr Kontrolle haben möchte, würde ich den Kanalmischer verwenden, bei ungefähr (1/3 R, 1/2 G, 1/6 B) beginnen und dann nach Geschmack einstellen
• In jedem Fall würde ich das Bild direkt nach der Konvertierung mit dem Kurvenwerkzeug bearbeiten, um einen angenehmen Kontrast und eine angenehme Helligkeit zu erzielen.

Unterscheiden sich die Techniken nur in der Kontrolle über die Konvertierung oder führen sie zu unterschiedlichen Ergebnissen?

Für jede der Techniken gibt es ein Beispiel eines konvertierten Bildes für dasselbe Originalbild. Es ist leicht zu erkennen, dass die Ergebnisse tatsächlich unterschiedlich sind, es geht also nicht nur um den Umfang der Kontrolle.

Insbesondere - zum Beispiel die RGB-Zerlegung gegenüber der HSV-Zerlegung: Im ersteren ist das BW der spezifische Kanalfarbwert. In letzterem Fall ist dies der V-Wert (Wert oder Helligkeit) des Pixels. Der V-Wert ist eine Funktion der R-, G- und B-Komponenten, daher ist es offensichtlich, dass es einen Unterschied geben wird!

Unterscheiden sich die Techniken nur in der Kontrolle über die Konvertierung oder führen sie zu unterschiedlichen Ergebnissen?

Sie arbeiten sehr unterschiedlich und behalten verschiedene Teile der ursprünglichen Farbinformationen im Bild bei. Sie liefern normalerweise unterschiedliche Ergebnisse, aber die Wahl eines anderen ist völlig Sache des Fotografen, abhängig von der Art des Originalbilds und seinen Absichten.

Einer ist nicht besser als der andere, aber 1 und 2 ergeben normalerweise "beige" Ergebnisse.

Ich habe kürzlich mit einigen Farbfiltern auf meiner DSLR experimentiert. Das Set besteht aus Rot, Orange, Gelb und Grün. Normalerweise nehme ich Rohdateien auf und verwende das Kanalmixermodul von darktable mit einer Voreinstellung. Dann spiele ich mit den Schiebereglern, um die gewünschte Tonbalance bei der Verarbeitung für Monochrom zu erzielen. Das Problem ist, dass der Kanalmischer, insbesondere mit dem Rotfilter, die Daten wirklich durcheinander brachte, viele Details verlor oder Artefakte einführte, je nachdem, was ich versuchte.
Erhöhen Sie also den bescheidenen und viel verspotteten Sättigungsregler im Kontrast- / Helligkeits- / Sättigungsmodul. Stellen Sie den Schieberegler auf 0 und passen Sie die Töne mithilfe von Tonkurven entweder global oder lokal mit Auswahlmöglichkeiten an. Die Ergebnisse waren viel besser als mit dem Kanalmischer.