Mini tutorial : calibration d'un set de filtres RGB

[Frederic Jabet]

Un mini tuto ; si vous avez des remarques, n'hésitez pas

 

Lors de l’utilisation de filtres RGB devant un capteur CCD, la balance des couleurs, et la définition du blanc qui résulte de la synthèse additive des trois composantes des filtres, dépendent directement des filtres eux-mêmes, et de la courbe de sensibilité du capteur CCD.

 

Il faut donc calibrer les filtres, et c’est l’objet de ce mini-tutorial.

 

Calibrer les filtres, c’est déterminer les coeficients pondérateurs qu’il faudra appliquer aux images additionées issues de chacune des séries de capture de chacun des filtres.

 

Le process est donc le suivant : calibration -> stacking -> pondération des composantes -> addition des couches RGB.

 

Les coefficients doivent donner un point blanc qui soit juste. De ce point blanc découlera l’équilibre et la justesse des autres teintes de l’image si tenté que les filtres soient linéaires.

 

Mais qu’est ce que le blanc ?

 

La définition est très variable selon que l’on parle avec un photographe, un vidéaste ou un imprimeur. Néanmoins, depuis la définition en 1931 pour l’imprimerie et la photographie du diagramme colorimétrique CIE, plusieurs définitions du blanc on tété admises. Elles ont été conservées et translatées dans les espaces colorimétriques qui ont été définis par la suite, avec parmi les plus utilisés le sRGB et le AdobeRGB à gamut étendu.

 

Le mode de mesure du blanc est familier des astronomes puisqu’on parle en température de couleur, comme on le fait pour le type spectrale d’une étoile. Les deux notions se recoupent en l'occurence.

 

Reste aussi la perception et les habitudes que l’on a prises selon les médium que l’on voit.

 

Pour un photographe, le blanc sera à 5400°K, c’est un blanc assez chaud. Pour l’éclairage, on est souvent vers 5000°K. En imprimerie, on travaille au point D65 (6500°K) grâce aux azurants du papier. C’est d’ailleurs cette valeur qui se rapproche le plus de la température de couleur de la lumière du soleil, celle qui est utilisée lorsqu’on sélectionne « lumière du jour » sur la balance de blanc de son APN. C'est aussi cette valeur qui sert de référence à la calibration des écrans et des projecteurs.

 

Et c’est cette valeur que l’on va utiliser pour calibrer le set de filtres RGB.

 

Le principe est simple : on prend une image non saturée d’un objet à 6500°K (D65), et on modifie le poids de chacun des filtres jusqu’à obtenir le point blanc (donc R=B=G sur la pipette de Photoshop) sur cet objet.

 

Comme il est impossible de faire cela sur le Soleil, et qu’utiliser une feuille de parpier éclairée par le soleil n’est pas assez précis (cela dépend de l’atmosphére, de la hauteur du soleil et du papier !), on fait cela sur un étoile de type spectral G2v qui est celui du Soleil.

 

Un catalogue de ces étoiles fait par Hipparcos est disponible ici :

 

http://www.gemini.edu/sciops/instruments/nir/specstandards/G2V.html

 

Nous choisissons donc une étoile visible et suffisamment haute pour que le résultat ne soit pas impacté par la turbulence atmosphérique.

 

Dans mon cas, mon dévolu s’est porté sur SAO84803.

 

Après pointage aux coordonnées (il n’y a pas d’objet remarquable dans cette zone), je fais une première pose pour révéler le champ.

 

Le soucis d’un tel champ, c’est de savoir quelle est la bonne étoile. En l’occurrence, même en comparant avec le champ calculé par Starry Nights, je n’arrivais pas à reconnaître mon étoile G2v.

 

Aussi ai-je utilisé une fonction extrêmement puissante de MaximDL qui me sert beaucoup quand j'image : pinpoint astrometry.

 

Cette fonction analyse les étoiles dans le champ et les compare à ses catalogues. Elle permet d’avoir l’orientation et la position exact du centre du champ, et en plus d’autres paramètres particulièrement intéressants en imagerie comme l’échantillonnage et la vraie focale. De plus, ces informations sont écrites dans l’entête FITS et sont lisibles par d’autres logiciels.

 

 

Une fois ce repérage fait, je peux importer cette image dans Starry Night et la superposer à la carte calculée. Et voilà donc ma SAO84803 identifiée !!

 

 

En reprenant l’image dans MaximDL, je vérifie que le niveau sur mon étoile de référence ne sature pas pour déterminer le temps d’exposition.

 

 

Ensuite je passe à une classique série d’exposition sur les trois filtres, et je monte les image avec un poids de 1/1/1 sur chaque filtre.

 

Le résultat, dans mon cas, donne une forte dominante rouge.

 

MaximDL propose une fonction de balance des couleurs qui est très puissante dans le menu color/color balance. Cette fonction est plus puissante que le « white » d’Iris car elle normalise le fond en même temps.

 

Il suffit de choisir la sélection du point blanc à la souris et de sélectionner le centre de SAO84803 : MaximDL rééquilibre toute l’image en considérant que le point sélectionné est le point D65 de l’image.

 

Et on obtient directement les poids à utiliser par la suite pour d’autres images.

 

 

Dans mon cas, c’est R :0.62 G :1.20 B :1.17. Mais ces chiffres ne sont valables que pour mes filtres (Meade RGB) et mon capteur (ICX285).

 

 

Un petit test rapide sur Albireo pour vérifier :

 

 

Le process est assez simple, et les autres logiciels proposent les mêmes outils que le couple MaximDL/Starry Night que j’ai utilisé.

 

Le seul point vraiment important est de bien vérifier que l’étoile n’est pas saturée sur aucune des couches.

[astrotophe]

Très intéressant comme technique. A mettre de côté.