Η ηλεκτρονική θόρυβος είναι αναπόφευκτος στις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Σε αστρονομικά θέματα μπορεί να εμφανιστεί ενοχλητικά, όταν γίνεται εμφανές μέσω μιας δομής με "ακαθόριστη" υφή (κάτω αριστερά). Οι φωτογραφίες χωρίς θόρυβο φαίνονται "πιο λείες" (πάνω δεξιά):
Μέρος 16: Επικράτηση του ηλεκτρονικού θορύβου
Το "φάντασμα" της ψηφιακής φωτογραφίας είναι ο "θόρυβος". Το θέμα γεμίζει πολλά φόρουμ στο διαδίκτυο, όπου συζητείται ατελείωτα για το ερώτημα ποια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή "θορυβεί" περισσότερο και ποια λιγότερο.
Από τη μία πλευρά, η συζήτηση για τον θόρυβο είναι μια "παράπονο σε υψηλό επίπεδο", όταν κοιτάζουμε τα αποτελέσματα που παράγει μια σύγχρονη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή ακόμη και σε υψηλές και υψηλότερες ρυθμίσεις ISO.
Χημικές ταινίες με τόσο υψηλή ευαισθησία παρουσιάζουν προβληματική δομή κόκου στις εικόνες, που είναι πολύ πιο εμφανής και ενοχλητική από το θόρυβο των ψηφιακών μηχανών.
Επίδραση της ρύθμισης ISO στο θόρυβο. Παρουσιάζονται μικρές λήψεις ενός θέματος σε πλήρες μέγεθος, που ελήφθησαν με μία Canon EOS 5D Mark II. Αποδεικνύουν εντυπωσιακά τι μπορούν να επιτύχουν οι μοντέρνες μηχανές.
Το συγκεκριμένο παράδειγμα εικόνας δείχνει μικρές λεπτομέρειες από δοκιμαστικές φωτογραφίες με διαφορετικές ρυθμίσεις ISO, που παρουσιάζονται σε μέγεθος "100%". Αυτό σημαίνει ότι ένα pixel της μηχανής απεικονίζεται σε ένα pixel της οθόνης σας. Με αυτή την κλίμακα εμφανίζονται τα σφάλματα της εικόνας και επίσης ο θόρυβος. Παρόλα αυτά, είναι επίσης χρήσιμο να εξετάζετε φωτογραφίες σε αυτό το μέγεθος για να αναζητήσετε το θόρυβο; Η απάντηση είναι μόνο "ναι", όταν σχεδιάζονται εκτυπώσεις σε μέγεθος αφίσας. Σε εκτυπώσεις σε "συνηθισμένα" μεγέθη μέχρι περίπου 13x18 εκατοστά, δεν θα είναι ορατό ή θα είναι ελάχιστα ορατό. Γι' αυτό μην αφήνετε τις "συζητήσεις για το θόρυβο" να σας τρελάνουν και να έχετε πάντα υπόψη σας τον προορισμένο σκοπό χρήσης, αντί να αντιλαμβάνεστε το ηλεκτρονικό θόρυβο ως ένα σοβαρό πρόβλημα που είναι ορατό στην οθόνη.
Από την άλλη πλευρά, ένας ευδιάκριτος θόρυβος στην τελική εικόνα, δηλαδή στην εκτύπωση ή σε μια προβολή εικόνας, μπορεί επίσης να εμφανιστεί ως ενοχλητικό. Ιδιαίτερα στην αστροφωτογραφία, όπου συχνά εικονίζονται αντικείμενα με χαμηλό φως με μακριές χρόνιες έκθεσης και πιθανώς υψηλές ρυθμίσεις ISO, το ηλεκτρονικό θόρυβο μπορεί να εξελιχθεί σε πρόβλημα. Τότε είναι καλό να γνωρίζετε ποιοι παράγοντες επηρεάζουν το θόρυβο και ποια μέτρα μπορούν να ληφθούν για να το ελέγξουν.
Αντί για τον όρο "θόρυβος", θα ήταν προτιμότερο να μιλήσουμε για το "Αναλογία Σήματος προς Θόρυβο" (επίσης γνωστό ως SNR ή S/N για την αναλογία Σήματος-προς-Θόρυβο). Με αυτόν τον τρόπο γίνεται αντιληπτό σε ποια αναλογία βρίσκεται το φως που προέρχεται από το θέμα, που καταγράφεται, σχετικά με το θόρυβο που εμφανίζεται. Είναι ένας αριθμός χωρίς διαστάσεις, που παίρνει μεγαλύτερες τιμές όταν το σήμα είναι πιο δυνατό και/ή το θόρυβο είναι μικρότερο. Αν το σήμα δεν είναι ισχυρότερο από το θόρυβο, τότε ένα θέμα δεν μπορεί πλέον να εικονιστεί, κάτι το οποίο ξεχνιέται κατά κάποιο τρόπο μέσα στο θόρυβο.
Καταρχάς θέλω να αναφέρω τους παράγοντες που επηρεάζουν την Αναλογία Σήματος-προς-Θόρυβο στην ψηφιακή φωτογραφία. Αυτή η αναφορά πρέπει να ερμηνεύεται γενικά και σε αυτό το σημείο δεν λαμβάνει υπόψη τις ειδικές ερωτήσεις της αστρο-φωτογραφίας και του ουρανού.
1. Προκαθορισμένες παράμετροι κάποιας κάμερας (άρα όχι επηρεασμένες από τον φωτογράφο):
• Μέγεθος αισθητήρα
Υπάρχει μια σχέση μεταξύ του μεγέθους του αισθητήρα λήψης και της συμπεριφοράς του θορύβου. Ακριβέστερα, το μέγεθος των μεμονωμένων pixel είναι κρίσιμο. Όσο μικρότερα είναι τα pixel, τόσο πιο δυσμενής είναι η Αναλογία Σήματος-προς-Θόρυβο. Έτσι, ο θόρυβος σε ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές μικρών διαστάσεων είναι σχετικά υψηλός, επειδή περιλαμβάνουν πολύ μικρούς αισθητήρες λήψης. Οι Ϩηφιακές μηχανές με ενσωματωμένα φακούς είναι σε καλύτερη θέση, επειδή οι αισθητήρες τους (και έτσι και τα pixel) είναι σημαντικά μεγαλύτεροι.
Αποσπάσματα από δοκιμαστικές λήψεις που έγιναν με τρεις διαφορετικές φωτογραφικές μηχανές στην ίδια ρύθμιση ISO: • ISO-Τιμή Εστιάζοντας στις παραμέτρους που μπορούν να επηρεαστούν κατά τη φωτογράφιση, απομένουν η χρόνος έκθεσης, η τιμή ISO και η θερμοκρασία. Υπερφωτεινή λήψη του γαλαξία της Ανδρομέδας. Το ιστόγραμμα χτυπάει δεξιά (κόκκινη βέλος), υποδεικνύοντας ότι μεγαλύτερα τμήματα της εικόνας είναι υπερκορεσμένα και έχουν πάρει την τιμή για το χρώμα "Άσπρο". Αν και με την αποκοπή του ιστογράμματος μπορεί να επιτευχθεί ένα καλύτερο αποτέλεσμα από την ακόλουθη λήψη, οι δομές στο κέντρο του γαλαξία έχουν χαθεί λόγω της υπερφωτεινότητας και δεν μπορούν πλέον να ανακτηθούν. Μένει ακόμα το ζήτημα του συντομότερου χρόνου έκθεσης που είναι λογικός. Η ερώτηση δεν είναι εύκολο να απαντηθεί. Από τη μία πλευρά πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη ώστε ένα αντικείμενο να αφήσει ένα αναγνωρίσιμο σήμα στον αισθητήρα. Αυτό είναι αρκετό ουσιαστικά για να το αποδείξει. Αν όμως θέλουμε να δημιουργήσουμε μια εντυπωσιακή φωτογραφία, οι απαιτήσεις είναι υψηλές. Σε αυτή την περίπτωση χρειαζόμαστε ένα καλό λόγο σήματος προς θόρυβο, καθώς το σήμα του ουράνιου αντικειμένου πρέπει να ξεχωρίζει όσο το δυνατόν περισσότερο από το σήμα του θορύβου, ώστε να μπορέσει να δημιουργηθεί μια "ωραία", χωρίς θόρυβο, εικόνα από αυτό. Το λόγο σήματος προς θόρυβο βελτιώνεται ξανά με την επέκταση του χρόνου έκθεσης. Επομένως, το ιστόγραμμα μετακινείται προς τα δεξιά και απομακρύνεται όπως έτσι από το θόρυβο, που εκτυλίσσεται στις σκοτεινές τιμές του τόνου, δηλαδή στον ακριβώς αριστερό τομέα του ιστογράμματος. Αποτέλεσμα από την παραπάνω λήψη μετά από έντονη επεξεργασία του ιστογράμματος και καμπύλων σταθμίσεων. Αν και το σήμα του νέφους περιέχεται στην εικόνα, συγκριτικά με τη σωστή έκθεση (δείτε παραπάνω) το θόρυβο είναι αναγνωρίσιμα πιο έντονο. Εάν το καταγεγραμμένο θέμα είναι ασθενές φως, είναι πιθανό να συμβεί ότι αυτός ο στόχος δεν είναι εφικτός, διότι για να γίνει αυτό θα έπρεπε να επεκταθεί τόσο πολύ ο χρόνος έκθεσης, ώστε τα προβλήματα παρακολούθησης να χαλάσουν το αποτέλεσμα. Άλλη μία υπερβολικά θορυβώδης αλλά ευκρινής λήψη πρέπει να προτιμηθεί έναντι μιας μεγαλύτερα εκτεταμένης λήψης με ελαφρώς γραμμικές αστέρια. Σχεδόν όλες οι ψηφιακές κάμερες προσφέρουν στο μενού τους μία, και μερικές φορές ακόμα και περισσότερες, ρυθμίσεις για την καταπολέμηση του θορύβου εικόνας. Δεν είναι πάντα χρήσιμο να χρησιμοποιήσετε αυτές τις λειτουργίες, όπως δείχνουν τα ακόλουθα δύο παραδείγματα. Δεδομένου ότι η επιτυχία τέτοιων ρυθμίσεων μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τα διαφορετικά μοντέλα καμερών, θα πρέπει να διερευνήσετε μέσω δοκιμαστικών λήψεων εάν μια ρύθμιση είναι λογική ή όχι. Δεν χρησιμοποιώ τη "Υψηλή Μείωση Θορύβου ISO" της Canon EOS 40D. Η ρύθμιση Μείωσης Θορύβου σε Μεγάλης Διάρκειας Έκθεσης παρακινεί την κάμερα, μετά από κάθε λήψη με μεγαλύτερο χρόνο έκθεσης (από μια δευτερόλεπτο), να δημιουργήσει μια εικονοσκοπική εικόνα με τον ίδιο "χρόνο έκθεσης". Αυτό σημαίνει ότι μετά από μια έκθεση των 20 δευτερολέπτων,
Πολά προγράμματα επεξεργασίας εικόνας μπορούν να αντιμετωπίσουν τον θόρυβο της εικόνας με κατάλληλα φίλτρα. Κάποια προγράμματα εξυπηρετούν αποκλειστικά ή κατά κύριο λόγο αυτόν τον σκοπό, όπως για παράδειγμα το "Neat Image" (http://www.neatimage.com) ή το "Noise Ninja" (http://www.picturecode.com). Ακόμη και το δημοφιλές πρόγραμμα Adobe Photoshop προσφέρει ένα φίλτρο με το οποίο μπορεί να μειωθεί ο θόρυβος. Μπορούν να επιτευχθούν καλά αποτελέσματα με αυτό, αν και τα προαναφερόμενα εξειδικευμένα προγράμματα συνήθως λειτουργούν λίγο πιο αποτελεσματικά. Όταν ανοίγετε το αρχείο raw ενός ψηφιακού μηχανικού φακού με το Photoshop, εμφανίζεται πρώτα το πρόσθετο Adobe Camera RAW. Οι ενέργειες μπορούν να ληφθούν εκεί αναφορικά με την καταπολέμηση του θορύβου φωτεινότητας (luminance) και του χρωματικού θορύβου (κόκκινες βέλη). Διάλογος Photoshop μετά την ενεργοποίηση της εντολής Φίλτρο>Φίλτρο Θορύβου>Μείωση Θορύβου… Ανάλογα με τις ιδιότητες της εικόνας, πρέπει να ρυθμιστούν προσεκτικά οι παράμετροι για να επιτευχθεί ένα βέλτιστο αποτέλεσμα. Είναι σημαντικό να χρησιμοποιείτε αυτά τα μέσα με προσοχή, καθώς μια υπερβολική εξουδετέρωση του θορύβου μπορεί να οδηγήσει σε άσχημα, "λείαστα" αποτελέσματα. Ένα ελαφρώς ορατό θόρυβο είναι προτιμότερο από μια "λείαστη" εικόνα. Συχνά είναι σκόπιμο να εφαρμόζετε αυτά τα φίλτρα μόνο σε επιλεγμένες περιοχές μιας εικόνας όπου ο θόρυβος είναι ιδιαίτερα ενοχλητικός. Για στατικά θέματα, στα οποία ανήκουν οι περισσότερες αστρονομικές λήψεις, υπάρχει μια ιδιαίτερα αποτελεσματική μέθοδος για την βελτίωση της αναλογίας σήματος προς θόρυβο - με άλλα λόγια, για τη μείωση του θορύβου. Πρόκειται για τη συνάρτηση πολλαπλών μονοφωτογραφιών. Πράγματι, ο θόρυβος μειώνεται όταν ακολουθούνται περισσότερες φωτογραφικές λήψεις οι οποίες είναι σωστά ευθυγραμμισμένες και μετά από αυτό γίνεται "μέσος όρος". Αυτό σημαίνει ότι καθορίζεται ο αριθμητικός μέσος όρος των φωτεινοτήτων για κάθε μοναδικό pixel της εικόνας. Είναι αυτονόητο ότι οι εικόνες που θα προκύψουν από τον μέσο όρο πρέπει να είναι διαφορετικές και να αντιστοιχούν σε διαφορετικές φωτογραφικές λήψεις του ίδιου θέματος. Πριν οι επίπεδο να μπορέσουν να "χρηματοδοτηθούν" μαζί για να φτάσουν στο τελικό αποτέλεσμα, πρέπει να διασφαλιστεί ότι το θέμα σε όλα τα τέσσερα επίπεδα ταιριάζει ακριβώς. Ξεκινάμε στο πρώτο βήμα, στο να ευθυγραμμίσουμε το δεύτερο επίπεδο από κάτω („NGC1977_3.jpg“) με το κάτωτερο επίπεδο („NGC1977_4.jpg“). Γι' αυτό κάντε κλικ στα εικονίδια με τα μάτια δίπλα από τα δύο επάνω επίπεδα για να τα αποκρύψετε και κάντε κλικ στην ονομασία του επιπέδου „NGC1977_3.jpg“ για να το ενεργοποιήσετε: Για αυτό το επίπεδο τώρα η λειτουργία μεταβλητότητας του Κανονικό μεταβάλλεται και επιλέγεται το Διαφορά. Με τα τέσσερα βέλη του πληκτρολογίου („Βέλη κατεύθυνσης“) μετακινείτε το επίπεδο μέχρι να εμφανιστεί η διαφορά όσο το δυνατόν πιο σκούρη. Αφού βρείτε τον ιδανικό σημείο, επαναφέρετε τη λειτουργία μεταβλητότητας από Διαφορά σε Κανονικό και στη συνέχεια αλλάξτε τη Διαφάνεια σε 50 τοις εκατό: Προχωρήστε τώρα με το ίδιο τρόπο με το τρίτο επίπεδο („NGC1977_2.jpg“), αλλά μετά την ευθυγράμιση ρυθμίστε τη Διαφάνεια όχι σε 50 αλλά σε 33 τοις εκατό. Επίσης, το ανώτατο επίπεδο ευθυγραμμίζεται πρώτα, ακολουθούμενο από την ρύθμιση της Διαφάνειας σε 25 τοις εκατό. Το αποτέλεσμα είναι μια εικόνα με μειωμένο θόρυβο σε σύγκριση με μια μεμονωμένη φωτογραφία. Η ρύθμιση της Διαφάνειας όταν χρησιμοποιούνται περισσότερα επίπεδα πρέπει να γίνει ως εξής: Αρχικα, κάντε κλικ στην πρώτη εντολή στην αριστερή μπάρα μενού Άνοιγμα Lightframes... για να επιλέξετε τα τέσσερα αρχεία εξάσκησης. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να ρυθμίσετε την επιλογή Τύπος Αρχείου σε Αρχεία JPEG ή DNG. Μετά την κλικ στο Άνοιγμα, το DeepSkyStacker εμφανίζει τα μεμονωμένα αρχεία σε μια λίστα. Στη συνέχεια κάντε κλικ στην εντολή Επιλογή όλων στην αριστερή μπάρα μενού για να επιλέξετε όλα τα αρχεία για περαιτέρω επεξεργασία. Η διαδικασία επεξεργασίας ξεκινά με την εντολή Στοίβαση των Επιλεγμένων Εικόνων.... Πριν ξεκινήσετε, ρίξτε μια ματιά στις ρυθμίσεις που μπορείτε να αλλάξετε με το κουμπί Παράμετροι Στοίβασης.... Εμφανίζεται ένας διάλογος με έξι καρτέλες, τις οποίες θα περιγράψω παρακάτω, εξηγώντας μόνο τις σημαντικές ρυθμίσεις: Παράμετροι Στοίβασης του Λογισμικού DeepSkyStacker, καρτέλα Φως. Εδώ επιλέγουμε μια απλή Μέθοδο Μέσου Όρου. Παράμετροι Στοίβασης του Λογισμικού DeepSkyStacker, καρτέλα Ευθυγράμμιση. Η μέθοδος Αυτόματα εξασφαλίζει ακριβές ευθυγράμμιση των μεμονωμένων εικόνων, επιλέγοντας τα αστέρια ως σημεία αναφοράς. Παράμετροι Στοίβασης του Λογισμικού DeepSkyStacker, καρτέλα Ενδιάμεσες Εικόνες. Οι δύο πρώτες επιλογές μπορούν να απενεργοποιηθούν για εξοικονόμηση χώρου στον σκληρό δίσκο. Παράμετροι Στοίβασης του Λογισμικού DeepSkyStacker, καρτέλα Κοσμητική. Για την άσκηση που διεξάγεται στο πλαίσιο αυτού του εκπαιδευτικού εγχειριδίου έχω απενεργοποιήσει την ανίχνευση και αφαίρεση λανθασμένων pixel. Παρ' όλα αυτά, αυτή η λειτουργία είναι πολύ χρήσιμη, έτσι και σε πολλές περιπτώσεις τη χρησιμοποιώ. Παράμετροι Στοίβασης του Λογισμικού DeepSkyStacker, καρτέλα Εξαγωγή. Εδώ μπορούν να γίνουν ορισμένες ρυθμίσεις για το τι θα συμβεί με τα αποτελέσματα των υπολογισμών. Επέλεξα να δημιουργήσω ένα αρχείο αποτελέσματος με την ονομασία "ΑυτόματηΑποθήκευση.tif" (βέλος). Η επιβεβαίωση με Εντάξει σας επιστρέφει στην περίληψη. Εκεί θα κάνετε κλικ στο Εντάξει, για να ξεκινήσει η διαδικασία ευθυγράμμισης και στοίβασης. Ακολουθεί μια φάση εντατικής υπολογιστικής επεξεργασίας, κατά την οποία ένα διάλογος εμφανίζει την πρόοδο. Έπειτα, το DeepSkyStacker εμφανίζει το αποτέλεσμα των υπολογισμών και δημιουργεί το αρχείο "ΑυτόματηΑποθήκευση.tif" στον φάκελο στον οποίο αποθηκεύονται τα αρχικά αρχεία. Πρόκειται για ένα αρχείο σε μορφή TIFF με βάθος χρώματος 32 bit. Για να απλοποιήσετε την περαιτέρω επεξεργασία, μπορείτε να δημιουργήσετε ξανά το αρχείο σε μορφή 16-bit TIFF, κάνοντας κλικ στο DeepSkyStacker στην εντολή Αποθήκευση
Η επικάλυψη διαφόρων λήψεων του ίδιου θέματος είναι ένα πολύ αποτελεσματικό μέσο για τη μείωση του επιπέδου θορύβου σε ψηφιακές φωτογραφίες. Αυτό που παρουσιάστηκε εδώ ως παράδειγμα με μόνο τέσσερις μονοφωτογραφίες και που έφερε ήδη σημαντική βελτίωση στην αναλογία σήματος προς θόρυβο, μπορεί να ενισχυθεί ακόμα περισσότερο με έναν μεγαλύτερο αριθμό μονοφωτογραφιών. Όσο περισσότερα κομμάτια συμμετέχουν στον υπολογισμό του μέσου όρου, τόσο μεγαλύτερος θα είναι ο επιθυμητός αποτέλεσμα, ενώ η κέρδος ανά μονοφωτογραφία θα είναι όσο μικρότερος όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των λήψεων.
Αριστερά: Leica D-LUX 3, Μέγεθος αισθητήρα 8,6 x 4,8 χιλιοστά.
Στη μέση: Canon EOS 40D, Μέγεθος αισθητήρα 22,2 x 14,8 χιλιοστά.
Δεξιά: Canon EOS 5D, Μέγεθος αισθητήρα 35,8 x 23,9 χιλιοστά.
Είναι εμφανές ότι το θόρυβος μεγαλώνει με την αύξηση του μεγέθους του αισθητήρα.
• Συμπεριφορά του αισθητήρα λήψης που χρησιμοπο
Υψηλές τιμές ISO οδηγούν σε περισσότερο θόρυβο στην εικόνα από χαμηλές. Ο λόγος για αυτό είναι ότι σε έναν αισθητήρα εικόνας δεν μπορούν πραγματικά να ρυθμιστούν διαφορετικές "ευαισθησίες", αλλά στις υψηλές τιμές ISO το ληφθέν σήμα ενισχύεται απλά αντίστοιχα. Κατά την εν λόγω ενίσχυση του σήματος δημιουργείται ο θόρυβος που παρατηρείται.
Επισκόπηση δοκιμών με διαφορετική τιμή ISO, κερδισμένες με μια Canon EOS 450D. Αριστερά: ISO 100. Στη μέση: ISO 400. Δεξιά: ISO 1600. Οι υψηλές τιμές ISO οδηγούν σε αύξηση του θορύβου.
• Θερμοκρασία
Ο θόρυβος σκότους ενός αισθητήρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του. Υψηλές θερμοκρασίες οδηγούν σε μεγαλύτερο θόρυβο εικόνας. Αυτή η σχέση είναι εύκολα παρατηρήσιμη, όταν συγκρίνουμε μια εκτέλεση μεγάλης διάρκειας σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (χειμώνας) με μια που δημιουργήθηκε σε υψηλές θερμοκρασίες (καλοκαίρι). Παρά τις ίδιες ρυθμίσεις, η "εικόνα του χειμώνα" κινείται σε χαμηλότερο επίπεδο θορύβου.Φωτογραφίζοντας με χαμηλό θόρυβο
Η θερμοκρασία του αισθητήρα λήψης δεν είναι πραγματικά ελέγξιμη, εκτός αν η χρησιμοποιούμενη κάμερα επιτρέπει τη ψύξη του αισθητήρα. Μόνο ειδικές κάμερες Astro-CCD διαθέτουν Ϩυχή αισθητήρα για μείωση του θορύβου. Κάθε υποβάθμιση της θερμοκρασίας του αισθητήρα κατά περίπου έξι έως επτά βαθμούς οδηγεί στη μείωση του ποσοστού θορύβου. Κάμερες Astro-CCD για ερασιτέχνες επιτρέπουν μέσω της χρήσης θερμοηλεκτρικών στοιχείων ψύξης (στοιχεία Peltier, μερικώς υποστηριζόμενα από υγρόψυξη) έκπτωση της θερμοκρασίας του αισθητήρα κατά έως και 30 ή 40 βαθμούς σε σχέση με την εξωτερική θερμοκρασία! Η μείωση της θερμοκρασίας κατά περίπου 40 βαθμούς σημαίνει ότι το αρχικό επίπεδο θορύβου μειώνεται σε ένα έξιδιαιτησίο (2 υψωμένο στο 6) αντίστοιχα.
Σε μια συνηθισμένη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή ο αισθητήρας δεν μπορεί να ψυχθεί και, κατά συνέπεια, θα πάρει στο τέλος την τιμή της εξωτερικής θερμοκρασίας. Παρόλα αυτά, ο φωτογράφος μπορεί να αναλάβει δράση: Ο αισθητήρας θερμαίνεται αισθητά κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης έκθεσης (μετρήθηκαν περίπου δέκα βαθμοί). Αν ακολουθείται αμέσως μια άλλη μεγάλη έκθεση, φυσικά δεν υπάρχει περαιτέρω αύξηση των δέκα βαθμών, αλλά η θερμοκρασία παραμένει σε αυτό το υψηλό επίπεδο. Αν ο φωτογράφος επιθυμεί να μειώσει το θόρυβο που εξαρτάται από τη θερμοκρασία, αλλά δεν έχει τη δυνατότητα ψύξης του αισθητήρα, θα πρέπει να εισάγει μικρές παύσεις μεταξύ μεμονωμένων μεγάλων εκθέσεων, κατά τις οποίες ο αισθητήρας θα μπορεί να κρυώσει πάλι στην εξωτερική θερμοκρασία. Έτσι, η επόμενη έκθεση ξεκινά τουλάχιστον με έναν σχετικά "δροσερό" αισθητήρα, ο οποίος βέβαια καθώς η έκθεση εξελίσσεται θα ξαναθερμαίνεται.
Για την πράξη, πιο σημαντικός είναι ο επηρεασμός από τον χρόνο έκθεσης και την τιμή ISO. Για τη ρύθμιση της τιμής ISO ισχύει μια απλή αρχή:
Όσο πιο ψηλά απαιτείται και τόσο πιο χαμηλά τόσο είναι δυνατό.
Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να δίνεται προτίμηση σε χαμηλές τιμές ISO, όσο είναι αυτό δυνατό. Σε ορισμένες καταστάσεις, μια χαμηλή τιμή ISO δεν είναι πραγματοποιήσιμη, όπως όταν θέλουμε να φωτογραφήσουμε μια τοποθεσία με σταθερή κάμερα συμπεριλαμβανομένου του ουρανού με τα αστέρια (δείτε την πρώτη ενότητα της σειράς εκσοτάγκευ «Αστροφωτογραφία»). Αν η τιμή ISO είναι πολύ χαμηλή, θα χρειαζόταν να εκτίθεται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και οι αστέρες δεν θα απεικονιζόταν ως σημεία, αλλά ως γραμμές. Τότε η χρήση μιας υψηλότερης τιμής ISO είναι σε κάποιο βαθμό μια αναγκαστική ανάγκη. Ακόμη και σε λήψεις με κίνηση της κάμερας (δείτε τον αριθμό 10 της σειράς εκμαγείρε） "Αστροφωτογραφία"), ο χρόνος έκθεσης δεν μπορεί πάντοτε να επεκταθεί υπέρ της χαμηλής τιμής ISO.
Αφενός, δεν υπάρχει πάντα αρκετός χρόνος παρατήρησης ενός αντικειμένου, αφετέρου, ο μεγαλύτερος δυνατός χρόνος έκθεσης συχνά περιορίζεται από την χρησιμοποιούμενη τεχνική συντήρησης. Για παράδειγμα, αν η ευθυγράμμιση του τροχισκοπίου (δείτε τον αριθμό 9 της σειράς εκμαγείρε「Αστροφωτογραφία") δεν είναι ιδανική, η ακρίβεια της συντήρησης συνιστά πρόβλημα ή ο χειρισμός της συντήρησης (δείτε τον αριθμό 12 της σειράς εκμαγείρε "Αστροφωτογραφία") ο αριστερότερος να προτιμά πολύ συχνά την χρήση μιας υψηλότερης τιμής ISO. Το θόρυβο που προκύπτει συνεπώς είναι το μικρότερο κακό απέναντι σε αστέρια που απεικονίζονται ως γραμμές.
Υπάρχει επίσης μια συγκεκριμένη σύσταση για την επιλογή του "ιδανικού" χρόνου έκθεσης:
Τόσο μακριά όσο είναι εφικτ
Στην πράξη αυτό σημαίνει ότι εκείνο το τμήμα του ιστογράμματος που εκπροσωπεί το καταγεγραμμένο ουράνιο αντικείμενο, πρέπει να μην "κολλάει" στο αριστερό άκρο του ιστογράμματος, αλλά τουλάχιστον να μετακινείται προς τα δεξιά, μέχρι να έχει αφήσει πίσω του περίπου το ένα τρίτο του συνολικού πλάτους του ιστογράμματος. Τότε η "απόσταση" του σήματος από τον θόρυβο είναι ήδη τόσο εμφανής, ώστε να αναμένεται μια σχετικά ελάχιστη εικόνα με θόρυβο.
Υποφωτισμένη φωτογραφία του Νεφελώδη Κάτα της Βόρειας Αμερικής. Το "βουνό δεδομένων" του ιστογράμματος είναι τοποθετημένο πολύ μακριά αριστερά, αλλά εκεί ακριβώς εκτυλίσσεται και ο θόρυβος της εικόνας!
Βλέπετε σε αυτά τα παραδείγματα ότι στην πρακτική της λήψης δεν είναι πάντα εύκολο να βρεθεί ένα ιδανικό χρόνο έκθεσης και ένα καλό συμβιβασμό μεταξύ των πολλές φορές αντικρουόμενων μεταβλητών επιρροής.Εσωτερικές μέθοδοι μείωσης θορύβου της κάμερας
Με τη ρύθμιση Υψηλή Μείωση Θορύβου ISO για παράδειγμα (νεότερα μοντέλα Canon EOS) δεν είχα καλές εμπειρίες και γι' αυτό την έχω πάντα απενεργοποιημένη. Με την ενεργοποίησή της, η λογισμική της κάμερας (Firmware) μειώνει τον θόρυβο της εικόνας μετά τη λήψη. Είμαι της άποψης ότι η μετέπειτα "αφαίρεση θορύβου" μέσω της χρήσης λογισμικού δεν χρειάζεται να γίνεται στην κάμερα, αλλά πρέπει να γίνει σε αργότερο στάδιο στον υπολογιστή με προγράμματα επεξεργασίας εικόνας, αν και αυτό είναι απαραίτητο. Με αυτόν τον τρόπο παραμένουν περισσότεροι τρόποι επιρροής για να ελέγξετε αυτήν τη διαδικασία.
Μείωση Θορύβου Μεταγενέστερα
Σύγκριση ενός ατόπου αχρωμού (αριστερά) με μια μέτρια προς το παρόν εικόνα διαχειρισμένη από την εντολή του Photoshop Φίλτρο>Φίλτρο Θορύβου>Μείωση Θορύβου (Κέντρο). Η δεξιά περιοχή δείχνει τι συμβαίνει όταν υπερβαίνεις τον στόχο: Η εικόνα φαίνεται τότε "λείαστη" και "γυαλισμένη", ενώ ακόμη και μικρότερες δομές του θέματος εξαφανίζονται.Μείωση Θορύβου με Μέσο Όρο Πολλαπλών Λήψεων
Η συνάρτηση της συνάψης και μέσου όρου αποτελεί συνηθισμένη διαδικασία στην Ϩηφιακή Αστροφωτογραφία και ονομάζεται επίσης Stacking. Το "Stack" είναι αγγλική λέξη και σημαίνει "σωρός". Εκτός από τη μείωση του θορύβου, η εφαρμογή αυτής της μεθόδου έχει και άλλα οφέλη:
Το συνολικό σήμα-θόρυβο των φωτογραφιών που έχουν ουσιαστικά ενωθεί βελτιώνεται με την τετραγωνική ρίζα. Η μέθοδος μέσου όρου από τέσσεριν ενοποιημένων λήψεων μειώνει το θόρυβο στο μισό, σε εννέα λήψεις μένει μόνο το τρίτο του θορύβου, σε 16 λήψεις ένα τέταρτο κλπ.
Ακολουθώντας την ιδέα της μέσης τιμής αρκετών εικόνων, είναι χρήσιμο να σκεφτείτε πώς είναι δυνατό να το πετύχετε. Για το λόγο αυτό θα ήθελα να παρουσιάσω δύο διαφορετικές μεθόδους. Η πρώτη γίνεται με το λογισμικό Adobe Photoshop και κατάλληλη κυρίως για τη μέση τιμή ελάχιστων εικόνων, οι οποίες ενδέχεται να είναι ελαφρώς μετακινημένες μεταξύ τους, αλλά όχι περιστρεμμένες μεταξύ τους. Η περιστροφή του πεδίου της εικόνας μπορεί να ε
Λογισμικό Photoshop: Τα δύο ανώτερα επίπεδα έχουν αποκρυφθεί, όπως φαίνεται από την απουσία του εικονιδίου με το μάτι αριστερά από τα επίπεδα (διαγώνιες βέλη). Το δεύτερο επίπεδο από κάτω είναι ενεργοποιημένο για επεξεργασία, όπως υποδηλώνεται από το σκούρο γκρι υπόβαθρο (οριζόντια βέλη).
Λογισμικό Photoshop: Η λειτουργία μεταβλητότητας του δεύτερου επιπέδου μεταβάλλεται σε «Διαφορά», για να δούμε αν είναι ευθυγραμμισμένο με το πρώτο επίπεδο. Σε περίπτωση πλήρους ευθυγραμμισμού, το παράθυρο της εικόνας θα ήταν μαύρο. Ωστόσο, τα αστέρια στην εικόνα δείχνουν ότι αυτή η κατάσταση πρέπει ακόμη να επιτευχθεί.
Στην καλύτερη περίπτωση, εάν τα δύο φωτογραφία ήταν πλήρως αναγνωρισμένα και ευθυγραμμισμένα, η εικόνα θα ήταν τώρα μαύρη. Συνήθως, όμως, τα αστέρια είναι λίγο μετατοπισμένα μεταξύ τους, δείχνοντας ότι τα δύο επίπεδα δεν είναι ευθυγραμμισμένα. Στο επόμενο βήμα, θα επιτύχουμε την ευθυγράμιση τους. Πρώτα ελέγξτε ότι η προβολή της εικόνας είναι σε πλήρες μέγεθος, με την κλίμακα να είναι στο «100%». Ήδη αυτή η κατάσταση αποκαθίσταται από την εντολή Προβολή>Αληθινά pixel. Τώρα, πατήστε μια φορά το πλήκτρο Esc για να ολοκληρώσετε την επιλογή της λειτουργίας μεταβλητότητας και επιλέξτε το Εργαλείο Μετακίνησης (Κλειδί V).
Λογισμικό Photoshop: Αφού το δεύτερο επίπεδο μετακινήθηκε σε επίπεδο pixel, μια σχεδόν μαύρη οθόνη εικόνας υποδεικνύει ότι η «διαφορά» των δύο επιπέδων είναι σχεδόν μηδενική. Αυτό σημαίνει ότι η κατάσταση της ευθυγράμισης έχει πλέον επιτευχθεί.
Λογισμικό Photoshop: Η λειτουργία μεταβλητότητας του δεύτερου επιπέδου επαναφέρεται σε «Κανονικό» και η διαφάνεια ρυθμίζεται σε «50%» (κόκκινες βέλες). Επομένως, το κάτωτερο επίπεδο φωτίζεται ουσιαστικά «μισά» μέσω του δεύτερου, δίνοντας μια μέση τιμή.
Λογισμικό Photoshop: Η διαφάνεια του τρίτου επιπέδου ρυθμίζεται σε 33% μετά την ευθυγράμιση.
Λογισμικό Photoshop: Το τέταρτο επίπεδο λαμβάνει μόνο 25% διαφάνεια.
Στα αριστερά μια μεμονωμένη εικόνα, στα δεξιά η μέση τιμή τεσσάρων μεμονωμένων λήψεων. Είναι εμφανές ότι ο θόρυβος μειώθηκε μέσω της "στοίβαξης". Η εικόνα παρουσιάζει τον "Συμπαντικό Ομίχλο του Τρεχόντος" στο αστερισμό του Ορίωνα με την καταχώριση του καταλόγου "NGC 1977".
Με την εντολή Επίπεδο>Μετατροπή σε υπόβαθρο μπορείτε να ενώσετε τα επίπεδα για να αποθηκεύσετε την εικόνα μετά.Επίπεδο (μετρώμενο από τα κάτω) Επίπεδο Διαφάνειας που πρέπει να ρυθμιστεί 1 100% 2 50% 3 33% 4 25% 5 20% 6 17% n 1/n%
Αν υπάρχουν περισσότερες από έξι μεμονωμένες λήψεις, συνιστάται να διαμοιράσετε αρχικά αυτές σε διάφορα τμήματα και να τις επεξεργαστείτε όπως περιγράφεται. Κάθε τμήμα θα πρέπει να περιέχει την ίδια ποσότητα μεμονωμένων εικόνων. Τα αποτελέσματα που προκύπτου
Λογισμικό DeepSkyStacker: Επιλογή των τεσσάρων αρχείων εξάσκησης μετά την επιλογή της εντολής "Άνοιγμα Lightframes..."
Λογισμικό DeepSkyStacker: Εικόνα της λίστας των αρχείων που θα επεξεργαστούν στο κάτω δεξιά μέρος της οθόνης.
Λογισμικό DeepSkyStacker: Τα αρχεία πρέπει να είναι ακόμα "επιλεγμένα". Υπάρχει η επιλογή Επιλογή όλων στο μενού για αυτό τον σκοπό (κόκκινη βέλος στο επάνω μέρος). Η επιτυχία φαίνεται από το γεγονός ότι τα πλαίσια αριστερά από τα αρχεία έχουν πλέον επιλεγεί (κόκκινο βέλος στο κάτω μέρος).
Λογισμικό DeepSkyStacker: Περιοχή διαλόγου για έναρξη της διαδικασίας στοίβασης μετά την επιλογή της εντολής "Στοίβαση των Επιλεγμένων Εικόνων..." (βέλος); εμφανίζεται μια περίληψη των σχεδιαζόμενων βημάτων.
Παράμετροι Στοίβασης του Λογισμικού DeepSkyStacker, καρτέλα Αποτέλεσμα. Εδώ πρέπει να επιλεγεί η "Κανονική Λειτουργία".
Λογισμικό DeepSkyStacker: Το διάλογο προς έναρξη της διαδικασίας στοίβασης είναι ξανά ορατό και περιλαμβάνει όλες τις πραγματοποιημένες ρυθμίσεις σε μια περίληψη. Με το "Εντάξει" (βέλος) δίνετε το σήμα εκκίνησης.
Λογισμικό DeepSkyStacker: Η διαδικασία της στοίβασης μπορεί να διαρκέσει κάποιο χρονικό διάστημα. Κατά τη διάρκεια αυτής, εμφανίζονται μηνύματα κατάστασης.
Λογισμικό DeepSkyStacker: Προβολή της εικόνας αποτελέσματος μετά τη στοίβαση.Συμπεράσματα
Παράδειγμα: Σε σχέση με μια μονοφωτογραφία, με τη χρήση τριών ακόμα φωτογραφιών μπορεί κανείς να επιτύχει τη μείωση της θορυβώδους σημαντικότητας κατά το μισό. Αν έχετε τραβήξει 16 μονοφωτογραφίες, μπορείτε να μειώσετε το θόρυβο κατά το μισό, δηλαδή να το μειώσετε στο ένα τέταρτο. Για να επιτευχθεί μια περαιτέρω μείωση του θορύβου στο ένα όγδοο, εκτός από τις 16 μονοφωτογραφίες, απαιτούνται επιπλέον 48 εικόνες, με αποτέλεσμα το συνολικό αριθμό να αυξάνεται σε 64 (τετραγωνική ρίζα του 64 = 8)!
Στο παραπάνω παράδειγμα εκπαίδευσης χρησιμοποιήθηκαν φωτογραφίες σε μορφή JPG. Ο λόγος γι' αυτό είναι απλώς το μικρό μέγεθος του αρχείου για το κατέβασμα των ασκήσεων! Στην πράξη, φυσικά, πρέπει να προτιμώνται μορφές χωρίς συμπίεση δεδομένων, όπως το Raw-μορφή στις Ϩηφιακές μηχανές μεταβαλλόμενης διόρθωσης.
Σημείωση: Για φωτογραφίες όπου απεικονίζεται τόσο το τοπίο όσο και ο αστρικός ουρανός, οι μεθόδοι που περιγράφηκαν για την επικάλυψη μονοφωτογραφιών δεν μπορούν να εφαρμοστούν, διότι οι αστέρες κινούνται σε σχέση με το τοπίο. Ως εκ τούτου, αυτές οι λήψεις δεν μπορούν να ευθυγραμμιστούν με ακρίβεια. Ωστόσο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις μεθόδους για φωτογραφίες που δεν έχουν σχέση με την αστροφωτογραφία. Απλώς πρέπει να προσέξετε να μην υπάρχουν κινούμενα αντικείμενα στις μονοφωτογραφίες που δυσκολεύουν ή κάνουν αδύνατη την επικάλυψη. Ακόμα και οι φύλλα ενός δένδρου που κινούνται από τον άνεμο μπορούν να σας χαλάσουν τα σχέδια.
