Schematyczne przedstawienie kalibracji: Ostateczny wynik powstaje po odjęciu obrazu ciemnego i podzieleniu przez obraz pola jasnego z obrazu surowego.
Część 15: Kalibracja: Zdjęcia obrazów ciemnych i jasnych
Cyfrowo utrwalone astrofotografie zawierają, nieskorygowane, nie tylko dane dostarczone przez sfotografowany obiekt niebieski, ale także szereg artefaktów, czyli niepożądanych zjawisk. Przez "kalibrację" rozumie się proces, który ma uwolnić surowe obrazy od tych artefaktów.
Przyczyna artefaktów
Najpierw przyjrzymy się, jakie komponenty są odpowiedzialne za powstawanie artefaktów i jakiego rodzaju niepożądane informacje generują:
1. Aparat fotograficzny
Czujniki obrazu aparatów cyfrowych oraz ich elektronika do odczytu generują więcej lub mniej zauważalny „szum obrazu”, szczególnie dobrze widoczny w postaci „ziarnistych” struktur na obrazach o równomiernie jasnych lub ciemnych obszarach. Wyróżnia się tutaj między innymi szum jasnościowy, gdzie piksele w równie jasnych obszarach motywu przyjmują przypadkowo różne wartości jasności, oraz szum kolorowy, gdzie piksele, które faktycznie przedstawiają motyw tej samej barwy, mają nieznacznie różną reprodukcję kolorów. Elektroniczny szum obrazu ma różne przyczyny. Jedną z głównych przyczyn jest tzw. szum termiczny, spowodowany przez procesy na czujniku zależne od temperatury, które spontanicznie prowadzą do generowania „ładunku” w pikselach, który później interpretowany jest jako informacja o jasności. Udział tego rodzaju szumu pojawia się nawet wtedy, gdy czujnik w ogóle nie jest naświetlony, czyli podczas „czasu naświetlania” nie dociera żadne światło do czujnika. Dlatego wprowadzono termin „szum prądu ciemnego”.
Stopień szumu zależy głównie od następujących czynników:
a) Temperatura (większy szum przy wyższych temperaturach)
b) Czas naświetlania (im dłuższy czas naświetlania, tym większy szum)
c) Wartość ISO (większy szum przy zwiększającej się liczbie ISO)
Należy również wspomnieć o rodzaju zastosowanego czujnika, oprogramowaniu aparatu do redukcji szumów oraz szumie odczytu, który jest generowany przez elektronikę odczytującą dane z czujnika po naświetleniu, chociaż te czynniki są zależne od aparatu i nie mogą być kontrolowane przez fotografa, więc nie będziemy się nimi zajmować.
Oprócz szumu na cyfrowych czujnikach obrazu widoczne są pojedyncze piksele, których wartości jasności znacznie różnią się od otoczenia. Jeśli na przykład pojedynczy piksel w ogóle nie reaguje na docierające światło, zawsze pozostaje czarny i nazywa się go „martwym pikselem” (ang. dead pixel lub cold pixel). Inne piksele reagują zdecydowanie bardziej na docierające światło niż inne, co oznacza, że szybko przyjmują bardzo wysokie wartości jasności lub nawet osiągają nasycenie, wtedy stają się białe.
Te abnormalne piksele nazywane są "gorącymi pikselami" (ang. hot pixel). Zarówno „martwe”, jak i „gorące” piksele są praktycznie nieuniknione podczas produkcji czujników, dlatego konieczne jest zaakceptowanie pewnej liczby tych błędnych pikseli. W wyniku procesów starzenia się czujnika w ciągu kilku lat liczba dotkniętych pikseli może wzrosnąć.
Fragment obrazu ciemnego, utworzonego przy użyciu aparatu Canon EOS 450D przy ISO 100 (lewa strona) i ISO 1600 (prawa strona). Czas naświetlania wynosił dziesięć minut. Dobrze widać, jak ogólny szum wzrasta przy wyższej wartości ISO. Obie fragmenty obrazu zostały rozjaśnione w identyczny sposób, aby zauważalny był szum.
2. Soczewka zdjęciowa
Żadne teleskop ani obiektyw nie dostarcza idealnego obrazu. Im dalej od osi optycznej, tym bardziej widoczne są błędy obrazowania, czyli aberracje. Szczególnie dotknięte są narożniki obrazu. Kalibracja nie jest w stanie naprawić tych błędów obrazowania. Skupiamy się zatem na tych zjawiskach, które mogą być zwalczane poprzez kalibrację.
Po pierwsze, jest to winietowanie, czyli przyciemnienie narożników obrazu. Szczególnie występuje winietowanie przy użyciu obiektywów fotograficznych z pełną przysłoną. Z jednej strony winietowanie można kontrolować poprzez zamykanie przysłony. Jednakże zamykanie przysłony prowadzi z drugiej strony do wydłużenia wymaganego czasu naświetlania, co często nie jest pożądane przy fotografii astrofotograficznej. Ponieważ również soczewki teleskopowe z powodów fizycznych dostarczają na osi optycznej większej jasności obrazu niż w narożnikach, winietowanie należy do zjawisk praktycznie nieuniknionych w astrofotografii. Im większy jest czujnik obrazu w używanym aparacie, tym większe jest ryzyko wystąpienia winietowania.
Obraz gwiazdozbioru "Wielki Wóz" z jasnooptycznym obiektywem 50 mm i przysłona całkiem otwarta. Widoczne jest wyraźnie winietowanie w postaci zaciemnionych narożników obrazu.
W skrajnym przypadku światło nie dociera już do skrajnych rogów czujnika, na przykład gdy używa się elementu o zbyt małej średnicy w ścieżce optycznej lub obiektyw fotograficzny po prostu oświetla zbyt małe pole obrazu. Wtedy narożniki obrazu pozostają czarne i nie można ich już uratować nawet poprzez kalibrację.
Po drugie, są odwzorowane cząsteczki kurzu, które osiadły na czujniku, soczewce lub lustrze obiektywu. Staranne czyszczenie aparatu i obiektywu może zminimalizować pojawienie się ciemnych plam na zdjęciu, ale nigdy nie można ich całkowicie zlikwidować. Im mniejsza odległość cząsteczki kurzu od czujnika, tym bardziej wyraźnie będzie widoczna na zdjęciu. Dlatego praktycznie ostro wyglądają cząsteczki, które osiadły bezpośrednio na szkle ochronnym przed czujnikiem.
Kurz na przednim szkle jest nieszkodliwy, podczas gdy zabrudzenie tylnej soczewki obiektywu może rzeczywiście zostawić widoczne ślady na zdjęciu. Przy użyciu teleskopu lustrzanego czasami zdarza się, że cząsteczki kurzu objawiają się w postaci ciemnych pierścieni na obrazie, ponieważ ich nieostra reprezentacja przyjmuje kształt źrenicy wejściowej, która w teleskopach lustrzanych jest pierścieniowa dzięki zwierciadłu odwracającemu.
Brudzące elementy w drodze wiązki światła stają się widoczne w postaci ciemnych plam. Trzy górne plamy to cząsteczki, które znajdują się na sensorze. Dolny pyłek jest dość nieostro oddany i znajduje się na soczewce używanego obiektywu:
Na lewym zdjęciu Drogi Mlecznej zauważyłem nitkę kurzu, która została dość ostro oddana i osiadła na ochronnym szkle sensora. Po wykonaniu czyszczenia sensora za pomocą funkcji w menu aparatu, inkrustant zniknął (po prawej):
Funkcja czyszczenia sensora wbudowana w wiele aparatów stara się „odstrzepić“ zanieczyszczenia leżące na ochronnym szkle przed sensorem poprzez wysokoczęstotliwe wibracje. Nie zawsze udaje się to perfekcyjnie, jednak przydatność tej funkcji jest bezsprzeczna (patrz przykład obrazu poniżej).
Zdjęcia do kalibracji
Omawiane artefakty mogą zostać usunięte lub przynajmniej złagodzone poprzez przeprowadzenie kalibracji obrazu. W tym celu należy wykonać dwa rodzaje zdjęć kalibracyjnych:
1. Obrazy ciemne (Darkframes)
Obrazy ciemne są „naświetlane“ dokładnie tyle samo co rzeczywiste zdjęcia nieba. Jednakże dba się o to, aby żadne światło nie docierało do sensora, na przykład poprzez założenie przedniej pokrywy obiektywu!
Wynikiem jest nie całkowicie czarne zdjęcie, ponieważ obraz ciemny zawiera pełne ciemne szumy. Przyjmuje się, że ten szum ciemny jest identyczny z tym ze zdjęcia nieba. To ryzykowne założenie, ponieważ szum zawiera zawsze składową statystyczną, nieprzewidywalną. Na szczęście jej wartość jest stosunkowo niewielka, więc w przybliżeniu założenie to jest trafne.
Fragment obrazu ciemnego utworzonego za pomocą aparatu Canon EOS 1000D z ISO 1600 i czasem „naświetlania“ dziesięciu minut. Po lewej niezmieniony obraz, po prawej wynik po podniesieniu wartości tonalnych za pomocą programu Photoshop (polecenie Obraz>Dostosowania>Krzywe tonalne...)
Pomysł polega teraz na zarejestrowaniu tylko składowej szumowej obrazu ciemnego, aby następnie odjąć ją od późniejszego zdjęcia nieba. W ten sposób szum powinien zniknąć lub przynajmniej być zmniejszony. Jednocześnie wszystkie „gorące“ piksele, które zawierają jeszcze przydatne dane, czyli nie są całkowicie nasycane, zostaną naprawione. Natomiast martwe piksele i piksele całkowicie nasycone nie mogą zostać „naprawione“ za pomocą obrazu ciemnego.
Aby produkować „odpowiednie“ obrazy ciemne, wszystkie warunki, od których zależy szum ciemny, muszą być identyczne jak w przypadku zdjęć nieba. Oznacza to, że nie tylko czas naświetlania, ale również wartość ISO nie może być zmieniana w stosunku do zdjęć nieba. Problem stanowi temperatura sensora, która w większości aparatów (na przykład wszystkich lustrzanek cyfrowych) nie jest regulowana. Oznacza to, że obrazy ciemne powinny być robione możliwie szybko w stosunku do zdjęć nieba, czyli zaraz przed lub zaraz po nich. Ponieważ sensor się nagrzewa podczas dłuższych czasów naświetlania, ulepsza efekt zrobienie kilku obrazów ciemnych wykonanych o różnych porach, które później uśrednia się. Na przykład można zrobić jedno obraz ciemny przed i drugie po serii złożonej z kilku czasowych naświetleń.
Mały praktyczny przykład:
Chcesz sfotografować mgławicę Pierścień w konstelacji Lutni za pomocą lustrzanki cyfrowej. Planujesz wykonanie ośmiu zdjęć o czasie naświetlania dziesięciu minut każde. Następnie wyłączysz wszystkie oferowane w menu aparatu środki redukcji szumów! Dotyczy to w szczególności punktu „Redukcja szumów w długich czasach naświetlania“, ponieważ w przeciwnym razie aparat automatycznie tworzyłby po każdym naświetleniu obraz ciemny o tej samej „długości naświetlania“, co pochłaniałoby cenny czas obserwacji. Połowę czasu obserwacji musiałabyś poświęcić na automatycznie tworzone obrazy ciemne.
Po wyłączeniu tej funkcji, jako pierwsze wykonujesz obraz ciemny ze wszystkimi ustawieniami, które chcesz użyć do fotografowania nieba. Następnie wykonujesz serię ośmiu dziesięciominutowych naświetleń, po których następuje kolejny obraz ciemny. Do wykonania obrazów ciemnych zakładasz przednią pokrywę obiektywu lub teleskopu. Te dwa obrazy ciemne zostaną później uśrednione i odjęte od wszystkich zdjęć nieba. Zarówno zdjęcia nieba, jak i ciemne muszą być robione w formacie RAW, inaczej kalibracja nie zadziała.
2. Obrazy jasne (Flatframes)
Obrazy jasne powstają, gdy fotografujesz powierzchnię jednolicie jasną. Oczywiście musi być używana ta sama optyka, z którą robione są zdjęcia nieba.
Aby uzyskać obraz jasny, możesz przymocować do obiektywu kawałek papieru. Podczas wykonywania zdjęcia ten papier powinien być możliwie równomiernie oświetlony, na przykład latarką.
W rezultacie powstaje obraz, który pokazuje zarówno wignietowanie, jak i zanieczyszczenia w postaci plam w drodze światła. Gdy później zdjęcia nieba podzielisz przez obrazy jasne, można również usunąć te artefakty.
Typowy obraz jasny. Zawiera wignietowanie (ciemne krawędzie obrazu) i zanieczyszczenia w postaci plam w drodze światła.
W idealnym przypadku obrazki wnętrza powinny powstać przy jak najniższej wartości ISO i krótkim czasie naświetlania, aby nie wprowadzić dodatkowego szumu ciemnego prądu.
Przykład praktyczny:
Wykonaliście już omówione w rozdziale „Obrazy ciemne” zdjęcia Mgiełki Pierścieniowej i odpowiednie do nich obrazy ciemności i chcielibyście teraz wykonać także obrazy jasności. Bardzo ważne jest, aby układ kamery i optyki pozostał absolutnie niezmieniony! Więc nie zdejmuj obiektywu z aparatu ani aparatu z teleskopu i w żadnym wypadku nie zmieniaj ostrości! Aby cząsteczki brudu na tym samym miejscu na matrycy były obrazowane tak samo jak na zdjęciach nieba, zaleca się nawet nie dotykać aparatu. Jeśli istnieje taka możliwość, zdecydowanie lepsze jest sterowanie aparatem za pomocą podłączonego laptopa.
Szczególnie krytyczne jest, gdy połączenie między aparatem a teleskopem lub jego odwracalną częścią nie jest zbyt stabilne. Teraz pytanie brzmi, gdzie w nocy znajdziesz równomiernie oświetloną powierzchnię. Jednym z rozwiązań jest umieszczenie półprzeźroczystego materiału (np. kawałka papieru) przed soczewką obiektywu lub teleskopu, który jest następnie oświetlony lampą z przodu. Jako źródła światła można nawet użyć lampy błyskowej. Aby osiągnąć pożądane, krótkie czasy naświetlania, potrzebne jest mocne źródło światła. Ważna jest jednak poprawna ekspozycja obrazu jasności. Powinien on być odpowiednio naświetlony, ale nie na tyle, aby przekroczyć nasycenie.
Sprawdź histogram obrazu jasności, którego „góra” danych powinna znajdować się po prawej stronie środka, nie zasięgając jednak wartości skrajnej z prawej strony. W przypadku stałego światła można po prostu ustawić aparat na automatyczny („Av” lub „A”) i ręczną korektę ekspozycji na wartość „+1,5”. Wtedy zdjęcia jasności można zrobić nawet za pomocą automatycznego naświetlania aparatu. Ważne jest, aby ustawić taką samą przysłonę jak na zdjęciach nieba.
Podsumowując, zarówno tworzenie obrazów ciemnych, jak i jasnych powinno być wykonane z największą starannością. Z jednej strony dlatego, że po ich zdemontowaniu nie można ich ponownie odtworzyć, z drugiej strony, ponieważ użycie „błędnych” obrazów kalibracyjnych może pogorszyć, a nie poprawić wynik.
Przeprowadzenie kalibracji
Ostatecznie kalibracja to operacja matematyczna, polegająca na odjęciu obrazu ciemnego od obrazu surowego, a następnie podzieleniu go przez obraz jasności. Zatem wzór brzmi:
Wzór na kalibrację obrazu.
Nie martw się jednak, nie musisz samodzielnie przeprowadzać tej operacji matematycznej dla wielu milionów pikseli swojego aparatu cyfrowego; odpowiednie oprogramowanie zrobi to za Ciebie.
Kalibracja obrazów astrofotograficznych za pomocą obrazów ciemności i jasności nie może być wykonana za pomocą standardowych programów do obróbki obrazów, takich jak Adobe Photoshop. Dotyczy to również i w szczególności zdjęć uzyskanych za pomocą kamer kolorowych, na przykład aparatów cyfrowych jednoobiektywowych. Powodem jest synteza barw z obrazu surowego: Poszczególne piksele matrycy rejestracyjnej są pokryte różnymi filtrami kolorów („macierz Bayera”), co powoduje automatyczną interpolację wartości kolorów RGB dla każdego piksela po otwarciu pliku obrazu. Kalibracja musi jednak nastąpić, zanim przeprowadzona zostanie synteza kolorów!
Dość łatwe w obsłudze oprogramowanie do prawidłowej kalibracji to „DeepSkyStacker”, które można pobrać z witryny http://deepskystacker.free.fr/german/index.html bezpłatnie (freeware). Chciałbym wyjaśnić proces kalibracji na przykładzie tego programu.
Najpierw zapisuję moje zdjęcia nieba („Lightframes”) razem z obrazami ciemności („Darkframes”) i jasności („Flatframes”) w jednym folderze. W konkretnym przypadku jest to siedem Lightframes oraz Dark- i Flatframe. Motyw to „Messier 57”, Mgławica Pierścień w gwiazdozbiorze Lutni, której naswietlałem aparat Canon EOS 450D z ISO 800 siedem razy po dwie minuty. Najlepiej uniknąć zamieszania, jeśli nazwy plików wskazują, czy są to Lightframe, Darkframe czy Flatframe.
Z „mówiącymi nazwami plików” można już odróżnić właściwe obrazy nieba, obraz ciemności (Darkframe) i obraz jasności (Flatframe), aby uniknąć pomyłek.
Następnie uruchamiam program DeepSkyStacker.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Ekran po uruchomieniu programu.
Za pomocą trzech najwyższych poleceń w lewym pasku bocznym mogę otworzyć moje zdjęcia, przy czym należy zwrócić uwagę, aby Light-, Dark- i Flatframe nie były mylone między sobą.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Otwieranie zdjęć nieba („Lightframes”) poprzez wybór polecenia Otwórz Lightframes…
Alternatywnie mogę przeciągnąć pliki za pomocą przeciągnij i upuść z Eksploratora Windows do DeepSkyStacker, ale muszę to zrobić w trzech krokach, ponieważ zawsze trzeba podać, o jaki rodzaj pliku/plików chodzi.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Importowanie plików za pomocą „przeciągnij i upuść” prosi o podanie typu plików.
Po dołączeniu wszystkich plików (również Dark- i Flatframe) widzę w liście plików podgląd, które pliki zostały zaimportowane. W kolumnie Typ sprawdzam dla pewności, czy przyporządkowanie „Light“, „Dark” i „Flat“ jest poprawne.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Wszystkie wymagane pliki zostały zaimportowane. W liście można sprawdzić, czy podany jest właściwy typ pliku (kolumna „Typ“, czerwona elipsa).
Klikając na dowolny plik na liście, DeepSkyStacker wczytuje plik do pamięci i wyświetla go w oknie obrazu. Klikam raz na klatkę Lightframe i muszę poczekać kilka sekund, aż obraz się pojawi. Przesuwając środkowy trójkąt w prawym górnym rogu w lewo, uzyskuję jaśniejsze wyświetlanie, dzięki czemu ciemne rogi obrazu są dobrze widoczne - skutek winietowania.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Wyświetlanie pojedynczego obrazu z listy (dolna czerwona strzałka). Przesunięcie punktu szarego (górna czerwona strzałka) w lewo powoduje jaśniejsze odwzorowanie.
Następnie klikam na klatkę Flatframe, która jest wyświetlana po krótkim oczekiwaniu. Ciemne rogi są dobrze widoczne także na klatce Flatframe.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Wyświetlenie obrazu pola płaskiego (dolna strzałka). Zawiera ciemne rogi spowodowane winietowaniem, na które wskazują cztery górne strzałki.
Przed rozpoczęciem rutyny kalibracji sprawdzam, czy wszystkie pliki są zaznaczone za pomocą ptaszka w polu po lewej stronie nazwy pliku. Jeśli nie, klikam w lewym panelu menu polecenie Wybierz wszystkie.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Wybór wszystkich zaimportowanych plików:
Następnie rozpoczynam, wybierając zaznaczoną czerwoną komendę Grupowanie wybranych obrazów.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Rozpoczęcie rutyny kalibracji przez komendę „Grupowanie wybranych obrazów…”, gdzie termin „Grupowanie” oznacza nakładanie na siebie pojedynczych zdjęć.
Pojawia się okno dialogowe z podsumowaniem nadchodzących, automatycznie wykonywanych kroków edycji.
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Okno dialogowe do rozpoczęcia procedury kalibracji i nakładania zdjęć.
Ponieważ DeepSkyStacker automatycznie dopasowuje obrazy, czyli nie nakłada na siebie niezgodne fotografie poprzez przesunięcie i obrót w celu ustalenia zgodności, należy ustawić i skontrolować kilka parametrów programu. W tym celu klikam przycisk Parametry grupowania…; wówczas pojawi się kolejne obszerne okno dialogowe z aż osiemnastoma zakładkami. Bez zagłębiania się we wszystkie opcje, przedstawiam teraz wszystkie osiem zakładek z moimi ustawieniami, które w dużej mierze odpowiadają nawet domyślnym ustawieniom:
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka „Wynik“. Tutaj należy wybrać „Tryb standardowy“.
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka Jasność. Dobre rezultaty daje taki tryb grupowania jak Obcinanie Kappa-Sigma, w którym wartości skrajne nie są brane pod uwagę podczas obliczania średniej:
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka Ciemność. Ponieważ dostępne jest tylko jedno zdjęcie ciemne, nie ma znaczenia, jaki tryb grupowania zostanie tutaj wybrany.
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka Pole płaskie. Tutaj również tryb grupowania nie ma znaczenia, ponieważ istnieje tylko jedno zdjęcie pola płaskiego.
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka Wyrównanie. Metoda Automatycznie zapewnia dokładne nakładanie na siebie pojedynczych obrazów, wybierając gwiazdy jako punkty odniesienia. Wykrywanie punktów odniesienia odbywa się również w pełni automatycznie.
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka Obrazy pośrednie. Dla przechowywania wyników pośrednich program potrzebuje wystarczającej ilości miejsca na dysku. Dlatego wybór Katalogu tymczasowego z wystarczającą ilością wolnej przestrzeni może być wskazany.
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka Kosmetyka. Pomimo kalibracji, mogą pozostać pojedyncze, błędne piksele. Oprogramowanie może je automatycznie wykryć i usunąć.
Parametry grupowania oprogramowania DeepSkyStacker, zakładka Wyjście. Tutaj można określić, co ma się stać z wynikami obliczeń.
Zamykam obszerne okno dialogowe klikając OK i rozpoczynam procedurę kalibracji kolejnym kliknięciem przycisku OK w wyżej wymienionym oknie dialogowym Kroki grupowania. Następnie następuje bardzo czasochłonny proces, który na moim komputerze trwał ponad pół godziny. W międzyczasie DeepSkyStacker dostarczał mi komunikaty o postępie obróbki:
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Kalibracja i grupowanie potrwa pewną czasu. W trakcie tego czasu wyświetlany jest komunikat o stanie postępu.
Po zakończeniu pracy programu wynik zostanie wyświetlony w oknie obrazu:
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Wyświetlenie wynikowego obrazu po kalibracji i składaniu.
O ile nie podali Państwo inaczej, wynik został również zapisany jednocześnie pod nazwą pliku „Autosave.tif” w tym samym folderze, w którym znajdują się przetworzone pliki. Ten obraz w formacie TIF posiada „głębię bitową” 32 bity na piksel i kanał koloru. Aby kontynuować przetwarzanie takiego obrazu w programie Adobe Photoshop, wymagana jest przynajmniej wersja CS2. Jeśli używają Państwo starszej wersji, powinni Państwo w programie DeepSkyStacker wybrać polecenie Zapisz obraz jako… i wybrać format pliku Obraz TIFF (16 bitów/kanal).
Oprogramowanie DeepSkyStacker: Okno dialogowe „Zapisz obraz jako…” umożliwia wybór formatu pliku, tutaj formatu TIF z 16 bitami na piksel i kanał koloru (czerwona strzałka).
W dalszej części korzystam z programu Adobe Photoshop CS3, aby dodać ostatnie akcenty do pliku „Autosafet.tif” wygenerowanego przez DeepSkyStacker. Można go łatwo otworzyć w programie Photoshop, a spojrzenie na belkę tytułową okna pliku pokazuje, że jest to plik 32-bitowy:
Otwarty plik 32-bitowy w programie Adobe Photoshop CS3. Informacja o 32 bitach na piksel i kanał koloru jest wyświetlana w belce tytułowej okna obrazu (czerwona strzałka).
Już pierwsze spojrzenie na ten obraz wyraźnie pokazuje sukces kalibracji: ciemne rogi obrazu zniknęły!
Przetwarzanie dalej obrazów 32-bitowych w Photoshopie jest jednak znacznie ograniczone. Dlatego przekształcam je najpierw do formatu 16 bitów. Wybieram polecenie Obraz/tryb/16-bitowy kanał… i pojawia mi się następujące okno dialogowe:
Przekształcenie obrazu z 32 na 16 bitów za pomocą programu Adobe Photoshop CS3.
Potwierdzam - dla uproszczenia, bez zmian w ustawieniach - klikając OK, i teraz mogę korzystać z prawie pełnego zestawu poleceń Photoshopa CS3 z obrazem 16-bitowym.
To, co następuje, jest bardzo zależne od materiału źródłowego i nie można go uogólnić. W przypadku obrazu Mgiełki Pierścieniowej, na początku przyciąłem histogram z lewej strony, aby sprawić, że niebo wyglądało ciemniej (polecenie Obraz>Dopasuj>Twarze…):
Przesunięcie punktu czerni (oznaczonego czerwoną strzałką) z pozycji zerowej w prawo.
Następnie, używając polecenia Obraz>Dopasuj>Krzywe… poprzez „krzywiznę” krzywej dalej przyciemniłem niebo i rozjaśniłem jasne obszary motywu („Forma S” krzywej tonalnej), aby zwiększyć kontrast obrazu:
Krzywa tonalna w kształcie litery S w programie Photoshop powoduje zwiększenie kontrastu. Lewa czerwona strzałka wskazuje miejsce, w które krzywa została wygięta w dół, a prawa strzałka wskazuje miejsce, w którym została podniesiona.
Po lekkim zwiększeniu nasycenia kolorów (polecenie Obraz>Dopasuj>Odcienie/Saturacja… byłem zadowolony z końcowego rezultatu:
Gotowe zdjęcie Mgiełki Pierścieniowej. Wszelkie artefakty zostały usunięte dzięki kalibracji. Zaznaczoną strzałką widoczna jest galaktyka w tle, mianowicie IC 1296.
Dlaczego cały ten wysiłek?
Użycie DeepSkyStackera w kontekście kalibracji dało następujące korzyści:
Redukcja szumu ciemnego w pojedynczych obrazach poprzez odjęcie obrazu ciemnego
Przyjrzyjmy się małemu fragmentowi pojedynczego obrazu w wysokim powiększeniu, aby zauważyć redukcję szumu ciemnego oraz usunięcie gorących i martwych pikseli. Kalibrację ciemnych obrazów w tej porównawczej pracy również przeprowadziłem za pomocą programu DeepSkyStacker:
Kalibracja pojedynczego ujęcia (lewa strona) przez obraz ciemny. Wynik jest widoczny po prawej: Zredukowana ilość szumu i zniknięcie błędnych pikseli. Pokazany jest tylko niewielki fragment całego obrazu.
Usunięcie winietowania i zanieczyszczeń na osi optycznej obrazu
Najpierw przyjrzyjmy się całemu obrazowi, aby ocenić ciemne rogowe powstałe z winietowania. Wyraźnie widać, że DeepSkyStacker, poprzez zastosowanie obrazu pola jasnego, całkowicie usunął ten błąd:
Podczas gdy na obrazie surowym (lewa strona) można zauważyć winietowanie w postaci ciemnych rogów, zastosowanie obrazu jasnego całkowicie wyeliminowało ten artefakt (prawa strona).
Teraz przyjrzyjmy się dokładniej, tym razem znowu na małym fragmencie obrazu, na którym został odwzorowany plama brudu, prawdopodobnie przylegająca do sensora. Ta plama również zniknęła dzięki użyciu obrazu pola jasnego:
Przy dokładniejszym przyjrzeniu się, na pojedynczych ujęciach znajdują się małe ciemne plamy spowodowane zanieczyszczeniem na sensorze (zupełnie z lewej, fragment surowego obrazu). Ten sam fragment z obrazu pola jasnego (środek) również pokazuje ten sam zanieczyszczony piksel. Po kalibracji zanika (prawo).
Coś jeszcze sugeruje powyższe obrazowanie: Porównując pojedynczy obraz surowy (lewo) z wynikiem średnienia siedmiu zdjęć (prawo), zauważalne jest, że przez obliczenia wielu pojedynczych zdjęć ponownie nastąpiło zmniejszenie szumu. Ta metoda walki ze szumem obrazowym będzie tematem następnego i jednocześnie ostatniego odcinka serii samouczków „Astro- i fotografii nieba”.
