...

Astrozdjęcia.pl

Astrofotografia by...

Tomasz Zwoliński

Klatki kalibracyjne

Poniżej postaram się w prosty sposób wytłumaczyć do czego służą i jak je wykonać oraz wykorzystać.
Klatki kalibracyjne w astrofotografii dzielą się na trzy główne grupy: DARK FRAMES potoczenie zwane darkami, BIAS FRMAES potocznie zawne biasami oraz FLAT FRAMES potocznie zwane flatami. W bardzo nielicznych przypadkach pojawia się czwarta grupa DARK FLAT FRAMES. Przybliżę je na koniec rozdziału o flatach.

W poniższym tekście nasze nocne ujęcia, pojedyncze klatki będą nazywane LIGHT FRAMES, potocznie zwane lajtami.
Pojedyńcze pliki z ogółu wszystkich klatek to subframe, potocznie zwane subami.

Wszystkie pojedyncze suby klatek kalibracyjnych są łączone docelowo w grupy i tworzone są z nich tzw. pliki MASTER, np. MASTER DARK FRAMES (master dark), MASTER BIAS FRAMES (master bias), itd.

1. DARK FRAMES
NAJISTOTNIEJSZE: Długość taka sama jak lajty, obiektyw zakryty, gain/offset (ISO) takie samo jak dla lajtów.

Wykonujemy je aby usunąć tzw hot/cold pixele oraz ewentualny ampglow naszej matrycy. Zaleca się utworzenie co najmniej kilku/kilkudziesięciu takich klatek w zależności od posiadanego przez nas detektora. Klatki te powinny zostać wykonane z ta samą temperatuja co nasze lajty. Bezwzględnie niezbędne jest szczelne zakrycie obiektywu, aby odciąć matrycy możliwość rejestrowania jakiego jakiegokolwiek światła pochodzącego z zewnątrz. Czasami darki wykonuje się w szafie, lodówce, kartonie, piwnicy. Darki zawierają w sobie sygnał biasa, ale nie mogę być wstawiane podczas kalibracji w miejsce biasów. Przydatny program Dark Master do tworzenia biblioteki darków dla aparatow fotograficznych.

2. BIAS FRAMES
NAJISTOTNIEJSZE: Klatki wykonywane z najkrótszym możliwym czasem naświetlania dla naszego urządzenia, zakryty obiekty, gain/offset (ISO) takie samo jak dla lajtów.

Najczęściej wykorzystywane w procesie kalibracji w połączeniu z flatami.

3. FLAT FRAMES
NAJISTOTNIEJSZE: Ostrośc taka sama jak lajty, obiektyw odkryty, czas naświetlania odpowiednio dobrany, gain/offset (ISO) takie samo jak dla lajtów.

Wykonuje się je w celu redukcji winiety, nierówności oświetlenia materycy generowanej przez optykę. Poza tym pozwalają nam na znaczące usuniecie przebarwień powstały poprzez pyłki/kurze na naszej matrycy oraz soczewkach obiektów/lustrach teleskopu.

Zmiana kąta kamery lub ponowny montaż demontaż obiektywu obligatoryjnie zmusza nas do wykonania nowych flatów.

Jak je wykonać?
Najczęsciej stosowananym urządzeniem jest flatownica. Jeśli jej nie posiadamy możemy wykonac tak zwane skyflaty.
W przypadku astrokamer najczęściej stosujemy wartości ADU, które informują nas jak jasny jest flat. W większości przypadków bardzo dobrze sprawdza się zasada umiejscowienia piku histogramu (odczytanie wartości average) w przedziale od 1/3 do2/3 wartości studni naszej matrycy.

Przykład dla astrokamer
Posiadamy kamerę z 16bitowa matrycą posiadająca maksymalnie 65536 ADU (2 do potęgi 16). Flat w naszym przypadku powinien zawierać się pomiędzy 22000-35000 ADU. Oczywiście warto tę wartość dobrać na zasadzie testów. Wysoce prawdopodobne jest, że wartości w okolicy 40K ADU dadzą już niepożądane działanie. W wielu przypadkach warto wykonywać je z czasem ekspozycji powyżej 2-3s (*) jednakże z zachowaniem wczesniej wspomnianych wartośći ADU. Przydatny dodatek do MaximDL SkyFlats

Przykład dla aparatów fotograficznych
Najczęściej wykonując flaty w naszych aparatach nie jesteśmy w stanie na bieżąco kontrolować wartości ADU, ponieważ do dyspozycji mamy jedynie wykres histogramu w podglądzie zdjęcia . Zalecam tak dobierać czas ekspozycji, aby pik naszego histogramu był w pozycji około 2/3 od lewej strony, a wiec 1/3 od prawej, ISO w przypadku flatów jest niezbyt istotnym parametrem, aczkolwiek wiele osób twierdzi, ze nie można go zmieniać w stosunku do lajtów. Warto się tego trzymać na początku przygody z astrofotografia. Zalecam ostrożność i kontrolę uzyskanego materiału z flatownic przy bardzo krótkim czasie naświetlania. Może pojawić sie zjawisko interferencji dające na obrazie flata ciemne, waskie lub szerokie pasy. Warto wtedy wydłuzyc czas naświetlania flata poprzez redukcje jasności flatownicy.

W przypadku astrokamer z możliwością zaprogramowania docelowej temperatury matrycy darki i biasy mogą zostać utworzone jeden raz na 2-3lata tworząc tzw. biblotekę klatek kalibracyjnych.
Niestety dysponując przenośnym sprzętem takim jak aparaty cyfrowe całość musimy wykonać po/w czasie lub przed sesją.
Polecam wykonywać nasze klatki kalibracyjne w kolejności 3, 2, 1 dla osób z mobilnym sprzętem.


UWAGA!
W przypadku matryc o nieliniowej charakterystyce, np. niektóre nowe kamery CMOS zaleca się zamiast biasów wykonać DARK FLATS. Czym one są? Jest to nic innego jak dark wykonany z czasem naświetlania flata.
Najprościej rzecz ujmując sygnał biasa wystepujący w flacie dla w/w przetwornika obrazu jest inny niz w surowym biasie. Nie mozna wieć do kalibracji wykorzystac biasow.

Najwazniejsze!
Klatki kalibracyjne w szczególności darki i biasy nie usuwaja szumu. Szum uśrednia proces stackowania.
Każda kalibracja wnosi do naszego materiału pewien dodatkowy szum. Dlatego ważne jest, aby subów dla każdej z grup było maksymalnie dużo w celu uśrednienia i zminimalizowania dodawanego szumu.

(*) podając czas naswietlania kilka sekund mialem na mysli wyeliminowanie ewentualnych niejednorodności flatów z powodu interferencji flatownica-matryca. Na obrazie pojawiają sie poziome lub pionowe pasy. Wydłużenie exp rozwiazuje problem. Temat dotyczy każdego typu detektora, ale wystepuje jedynie w małej części przypadków.
Skyflaty można wykonywac z dowolnym czasem naświetlania. Powyżej opisany problem na nich nie wystepuje.

Podstawowe ustawienia i działania podczas stackowania plików w programie DeepSkyStacker3.

Obróbka materiału z kamery QHY8L i filtra Baader 7nm Ha

Film przedstawia wstępne kroki obróbki materiału z kamery QHY8L i filtra Baader 7nm Ha Główną ideą jest wstępna kalibracja materiału, następnie jego debayeryzacja. W kolejnym kroku następuje rozbicie kolorowych klatek na osobne kanały. Kanał czerwony zawiera najwięcej informacji z pasma wodoru i on zostanie wykorzystany do dalszej obróbki. Do stackowania zostają użyte jedynie klatki o prefiksie „R”. Przedostatnim etapem jest użycie Digital Development, czyli wstępnego rozciągnięcia surowego stacka. Na końcu zapisujemy plik, jako 16bitowy plik tiff

Fits Liberator

Jedno z moich pierwszych podejść do Fits Liberator. Pokazałem jak wstępnie rozciągnąć surowy materiał oraz zapisać go do dalszej obróbki.

Dekonwolucja w MaximDL

Dekonwolucja w MaximDL. Bardzo prosty i szybki proces. Warto potestować kilkanaście różnych ustawień i wybrać to, które daje najlepsze rezultaty. Pamiętajmy, aby nie przesadzić. Fotografia powinna być po tym zabiegu nadal naturalna i miła w odbiorze. Polecam stosować maski w PhotoShop, aby odkrywać jedynie najistotniejsze elementy poddane dekonwolucji.

Zaawansowany proces dekonwolucji w programie MaximDL 5

Wykonanie zaawansowanego procesu dekonwolucji w programie MaximDL 5. Niezbędny jest dodatkowy skrypt oraz konfiguracji opcji w Kernel Filters.

Szczegóły pod tymi linkami:
- https://astropolis.pl/topic/60880-fat-tail-richardson-lucy-deconvolution-script-do-maxima/
- https://vanderbei.princeton.edu/images/deconv/deconv_MaximDLnew.html
- http://winfij.com/maximdl/ftdeconv.html

Główne ustawienia to metoda stackowania dla wszystkich typów klatek jako MEDIANA, wyłączenie funkcji COSMETIC. Parametr, który reguluje suwakiem STAR TRESHOLD DETECTION odpowiada za wykrywanie ilości gwiazd na pojedynczym zdjęciu. Wg mnie najlepiej sprawdza się wykrycie ok 100 gwiazd, chociaż 3-4 również powinny wystarczyć. Proszę zwrócić uwagę, na moment zapisywania pliku po stackowaniu. W polu SAVE PICTURE TO FILE („Zapisywanie jako”) w OPTIONS zaznaczone jest EMBED ADJUSTMENTS IN THE SAVED IMAGE BUT DO NOT APPLY THEM. W żadnym wypadku proszę nie używać APPLY ADJUSTMENTS…, ponieważ z mojego doświadczenia DSS nie jest programem do wstępnej obróbki, a jedynie platformą do stackowania.

Wstępne rozciąganie w PhotoShop

Wstępne rozciąganie w PhotoShop, a następnie przeprowadzenie operacji wyrównywania gradientu tła w programie Pixinsight LE. Wyrównywanie tła pisząc ogólnikowo polega na wygenerowaniu sampli (kwadraciki z X). Następnie kasujemy je w miejscu gdzie jest widoczny nasz obiekt. Generujemy nasze sztuczne tło. Dalszym etapem jest odjecie naszego tła od głównego zdjęcia. Zaleca starannie przyłożyć się do kasowania sampli, ponieważ pozostawienie któregoś na obiekcie może znacząco zredukować jego jasność lub w niechciany sposób zdegradować obraz. Na końcu w Pixiinsight używam proces SCNR, który pozwala nam na usunięcie niechcianego zielonego szumu.

O wiele dokładniejsze rozwinięcie tematu z poprzedniego tutoriala z mgławicą Veil.

Tym razem staram się usunąć nierówności tła wygenerowane przez okoliczne light pollution. Ewidentnie zdjęcie z prawej strony posiada pomarańczowy gradient. Fizyczna orientacja kadru to prawa strona jako dół. Sample X stawiamy poprzez kliknięcie myszki, a kasujemy DEL. Polecam wykonać proces step-by-step jak na filmie poza ewentualnymi wartościami DEFAULT SAMPLE RADIUS i AUTO INTERVALS (HORIZONTAL). Te parametry dobieramy wg własnej kamery. Zaznaczam również, ze zdjęcie powinno być wstępnie odpowiednio przycięte, bez brzegów po stackowaniu.

Bardzo prosta i podstawowa obróbka stacka M51.

Niestety nie pamiętam czyje to zdjęcie. Całość przeprowadzona w Photoshop z użyciem dodatkowych astroakcji dedykowanych do PS.

Kalibracja koloru

Kalibracja koloru to bardzo rozległy temat, na który można pisać bardzo wiele. W filmie pokazana jest ścieżka, jaką trzeba przejść używając EXCALIBRATOR. Używam do tego MaximDL, Astrometry.net . Obrabiany materiał pochodzi z kamery OSC QHY8L, teleskopu ED80 oraz montażu NEQ6. 24sztuki 5minutowych klatek RGB. Z doświadczenia zauważyłem ze dla QHY8L wartości R=1, G=1.1, B=1.3 lub B=1.4 są w miarę uniwersalne i ich stosowanie najczęściej dawało bardzo naturalne rezultaty.

Justowanie lunetki biegunowej w Sky-Watcher Adventurer

Na filmie widać podziałkę „nowego” typu. Ustawiam ją tak, aby linia przechodząca przez 0-6 była ustawiona w pionie. Uzyskuję to dzięki kominowi odległemu o bodajże 500m. Identyczna lunetka znajduje się już w praktycznie wszystkich obecnie produkowanych montażach firmy Sky-Watcher, więc filmik można wykorzystać do regulacji każdego montażu z tej stajni.

Kolejna obróbka

Kolejna obróbka „na kolanie”. Wszystko w kilka minut. Użyte oprogramowanie to PhotoShop oraz Pixinsight LE. W czasie trwania filmu wszystkie kroki starałem się opisywać w zrozumiały sposób.

PRAWIDŁOWA praca migawki w kamerze QHY9.

Jeżeli na odłączonej kamerze od teleskopu zauważymy luźno poruszająca się migawkę, bez ładu i składu góra-dół również jest wszystko ok. Poza tym chciałbym zaznaczyć, że dla subów całkowicie prześwietlonych, z maksymalnymi wartościami ADU dla każdego pixela MaximDL wyświetla zdjęcie jako całkowicie czarne. Może to być mocno mylące. Zalecam w takim przypadku używać w opcji SCREEN SRETCH rozciągania typu MAX VAL zamiast domyślnie MEDIUM.

Aligacja klatek w MaximDL.

Na filmie pokazuje jak wyrównać materiał otrzymany w przeciągu 3lat. Wyrównanie klatek w tym przypadku służy ukazaniu ruchu gwiazdy Barnarda. Autorem zdjęć jest Piotr Grzędziel. Dla zdjęć posiadających różne skale, tj. wykonanych z różnych setupów polecam używać ALIGN MODE: MANUAL 2 STARS. Otwieramy interesujące nas zdjęcia, następnie wybieramy REFERENCE IMAGE, wybieramy gwiazdki znajdujące się w miarę przeciwległych rogach. Następnie klikamy na tą samą gwiazdą dla każdego zdjęcia (STAR1), po czym zaznaczamy gwiazdę numer dwa (STAR 2). Drugim wykorzystanym programem jest PhotoScape. W nim na szybko tworzymy animowany gif, który bezproblemowo można opublikować w sieci.

Opisywanie zdjęć w Pixinsight 1.8.

Opisywanie zdjęć w Pixinsight 1.8. Cały tutorial ukazuje jak wykonać plate solve danego zdjęcia, co trzeba wyklikać, aby program Pixinsight był w stanie wygenerować nam opis naszego zdjęcia. Bardziej zaawansowany proces z użyciem skryptu IMAGE ANNOTATION SCRIPT polega na wygenerowaniu przeźroczystej warstwy. W w/w okienku w sekcji GENRAL PROPERTIES/OUTPUT MODE: z listy wybieramy GENERATE TRANSPARENT OVERLAY zamiast widocznego na filmie ANNOTATE IMAGE . Tak wygenerowany plik otwieram w PS i wrzucam na warstwę powyżej naszego zdjęcia. Można regulować suwakiem OPACITY, aby lekko przygasić opis.

Opisywanie zdjęcia na szeroko w Pixinsight 1.8

Jeżeli mamy kadr, którego nie jesteśmy w stanie rozwiązać w Pixinsight za pomocą skryptu IMAGINE SOLVER polecam wrzucić fotkę na ASTROMETRY.NET, a następnie odczytać parametr PIXEL SCALE i wprowadzić go do w/w skryptu. Polecam również wklepać koordynaty środka kadru CENTER (RA hms) oraz CENTER (DEC dms). Z tymi danym imagine solver na 99% procent powinien dać radę.

Desaturacja tła w Pixinsight 1.8

Desaturacja tła w Pixinsight 1.8. Z naszego za pomocą RANGE SELECTION generujemy plik, którą stosujemy jako maskę na główne zdjęcie. Maska ochroni nam miejsca, gdzie kolor ma pozostać (czerwone rejony). W pozostałych rejonach po zastosowaniu CURVERS TRANSFORMATION z krzywą S saturacja zostanie zmniejszona wg naszego uznania. Wstępny materiał został mocno przesaturowany, aby lepiej ukazać zasadę działania desaturacji z ochronną maską

Bardzo prosta obróbka Pixinsight LE

Bardzo prosta obróbka Pixinsight LE. Użycie procesu HISTOGRAMS, do zmiany naszego stacka z formy liniowej do nieliniowej. Stosuje DYNAMIC CROP. Dalej przeprowadzam ponownie rozciąganie histogramem, ale znacznie mniej agresywne niż w pierwszym podejściu. Kolejnym etapem jest wyrównanie tła poprzez tzw. sztuczny flat. Galaktyka po środku kadru to NGC3941 z dobrze widoczna supernową SN2018pv.

Focusowanie w SGPro 3

Focusowanie w SGPro 3. Film nagrany telefonem ze zdalnego podglądu astropc. SGP rysuje krzywą V po czym wyznacza optymalny punkt ostrości. Stup: TS APO100Q, QHY9, koło QHY 7x36mm, DreamFocuser.

Obróbka w Pixinsight 1.8 M33.

Obróbka w Pixinsight 1.8 M33. Szybkie podejście do luminancji galaktyki. Użycie podstawowych funkcji bez zagłębiania się w detale. Materiał to 100x10min QHY9 + TS APO100Q. Jak widać przy odpowiednio dobrym materiale nie trzeba stosować wyrafinowanych technik, aby osiągnąć w mgnieniu oka wyśmienite wyniki.

Obróbka materiału uzyskanego przez filtr DUO-NARROWBAND firmy STC Astro.

Obróbka materiału uzyskanego przez filtr DUO-NARROWBAND firmy STC Astro. Link do sklepu i specyfikacji produktu: https://www.astroshop.pl/filtr-uhc/stc-filtry-astro-duo-narrowband-filter-2-/p,60917 Obiekt nie był zbytnio trafnie dobrany do filtra, jednakże jakoś taki sposób astrofotografowania za mną nie przemawia. Preferuję stosowanie oddzielnych filtrów wąskopasmowych. Materiał pochodzi od kolegi Jacka Dubiela, refraktora TS APO65Q i kamery kolorowej QHY168c.

Mój pełny preprocessing z września 2019roku.

Wstepna kalibracja, analiza klatek - okreslenie najlpeszej, alignacja, stackwanie. Materiał z kamery QHY695A.