¿Cuáles son los usos específicos de las diferentes formas de convertir a blanco y negro?

En teoría, la forma adecuada de convertir una imagen en color a blanco y negro debería ser utilizar el canal de luminancia . La luminancia es una medida de qué tan sensibles son nuestros ojos a un color en particular, por lo tanto, qué tan "brillante" lo vemos. Por desgracia, Gimp ofrece muchas formas de convertir a B&N, pero no la adecuada. :-(

Aquí hay una imagen de prueba que usé para comparar los diferentes métodos. Puedes descargarlo y comprobarlo por ti mismo:

El triángulo de la izquierda es una sección a través del cubo de color en el plano que contiene los primarios R, G y B. Hice la sección en un espacio lineal -RGB, luego la codifiqué con gamma a sRGB . El triángulo de la derecha es la representación en blanco y negro "adecuada" del anterior, es decir, la luminancia codificada con gamma. Convirtiendo esta imagen a B&N, hago las siguientes observaciones:

• El verde es un color más claro que el azul, sin embargo, muchos métodos de conversión no reconocen esto y representan todos los colores primarios con la misma luminosidad.
• desaturate/lightness tiene este problema (mismo peso para todos los primarios) y además produce algunas líneas artificiales en el triángulo
• desaturar/promediar también pondera por igual todos los primarios pero da una imagen más suave; solo que tiende a oscurecer los colores saturados que los menos saturados
• la desaturación/luminosidad se acerca bastante, pero los azules y rojos saturados se vuelven demasiado oscuros; técnicamente, este es el canal luma , es decir, lo "correcto" excepto por olvidar la decodificación/codificación gamma
• convertir a escala de grises es lo mismo que desaturar/luminosidad
• mantener un solo canal R, G o B se ve realmente extraño si tiene colores saturados
• el canal V de HSV hace que todas las primarias sean blancas, lo cual es muy poco natural
• el canal L de LAB es pésimo, ya que no conserva los grises (se aclaran demasiado)
• el canal Y de ITU R709 tiene la misma luminancia que desaturar/luminosidad
• el canal Y de ITU R470 también es una especie de luma, pero usa pesos para R, G y B que difieren de los pesos sRGB; en realidad creo que es la representación más natural.

OK, ahora esta es la teoría sobre cómo obtener la representación más "natural". En la práctica, es posible que desee utilizar cualquier renderizado que se adapte mejor a la imagen en cuestión. Por ejemplo, puede sobrevalorar los rojos en el mezclador de canales para iluminar y suavizar los tonos de piel, o para aumentar el contraste entre el cielo azul y las nubes blancas. Mis conclusiones personales son:

• Si la imagen no tiene colores muy saturados, entonces cualquier método debería proporcionar una representación razonable, excepto L de LAB; Entonces no me importaría demasiado y usaría cualquiera de ellos, probablemente convertiría a escala de grises o desaturar/luminosidad (que son lo mismo)
• Si hay colores saturados y quiero la representación más natural, elegiría el canal Y de ITU R470
• Si quiero más control, entonces usaría el mezclador de canales, comenzaría aproximadamente (1/3 R, 1/2 G, 1/6 B), luego sintonizaría al gusto
• En cualquier caso, editaría la imagen con la herramienta de curvas justo después de la conversión, solo para obtener un contraste y un brillo agradables.

¿Las técnicas difieren solo en la cantidad de control que brindan sobre la conversión, o dan como resultado resultados diferentes?

Hay una muestra de imagen convertida para cada una de las técnicas, para la misma imagen original. Es fácil ver que los resultados son realmente diferentes, por lo que no se trata solo de la cantidad de control.

Específicamente, por ejemplo, la descomposición RGB frente a la descomposición HSV: en la primera, el BW es el valor de color del canal específico. En este último, es el valor V (Valor o brillo) del píxel. El valor de V es una función de los componentes R, G y B, por lo que es obvio que habrá una diferencia.

¿Las técnicas difieren solo en la cantidad de control que proporciona sobre la conversión, o dan como resultado resultados diferentes?

Funcionan de manera muy diferente, reteniendo diferentes partes de la información de color original presente en la imagen. Suelen dar resultados diferentes, pero elegir uno sobre otro depende completamente del fotógrafo, dependiendo de la naturaleza de la imagen original y sus intenciones.

Uno no es mejor que otro, pero 1 y 2 generalmente dan resultados "beige".

Recientemente he estado experimentando con algunos filtros de color en mi DSLR. El conjunto se compone de rojo, naranja, amarillo y verde. Normalmente tomo archivos sin procesar y uso el módulo mezclador de canales de darktable con un ajuste preestablecido, luego juego con los controles deslizantes para obtener el equilibrio de tonos que quiero al procesar para monocromo. El problema es que, especialmente con el filtro rojo, el mezclador de canales hizo un verdadero desastre con los datos, perdiendo muchos detalles o introduciendo artefactos dependiendo de lo que intenté.
Así que suba el humilde y muy ridiculizado control deslizante de saturación en el módulo de contraste / brillo / saturación. Establezca el control deslizante en 0, luego use las curvas de tono para ajustar los tonos global o localmente con selecciones. Los resultados fueron mucho mejores que con el mezclador de canales.