консультации и заказ

тел.: 8 (910) 632-28-55

Запись на наблюдения в телескоп

Заполните анкету:
Фамилия: Имя:
Отчество: Город:
Телефон: E-mail:
Количество человек: Автомобиль:
Введите текст с картинки:

Астрофото со штатива.

Статья от 31.03.2013, 18:00
Астрофото со штатива.


Есть мнение, что для гениальных фото необходимо дорогостоящее оборудование: телескопы, монтировки. Это не всегда так. Главное это целеустремленность и немножко везения.

Например, великолепный ночной пейзаж "Млечный путь в Скорпионе" сделан на Canon 350D с замененным фильтром со штатива. Но это вовсе не значит, что сделать такое фото легко и просто. Как и в каждом астрофото, здесь есть изрядная доля труда, терпения и усидчивости.

27 марта 2013 года погода наконец-то позволила рязанским любителям астрономии наблюдать комету PANSTARRS. Далее на примере обработки материалов с наблюдений кометы, будет рассказано об астрофото звездных полей со штатива.

Съемка ночных пейзажей.
Ночные пейзажи это отдельный очень интересный жанр фото. Дело в том, что ночью очень интересные условия освещения и привычные фото начинают играть совершенно неожиданными красками. Очень благодарные сюжеты это архитектура, природа, и конечно же, звездное небо.

Все что необходимо для съемки: фотоаппарат, штатив, спусковой тросик и светосильный качественный объектив. Объектив - это самая дорогостоящая часть оборудования. Объективам для астрофото посвящена отдельная ветка на астрофоруме. Для съемки со штатива объектив должен быть светосильный и короткофокусный. Дело в том, что длительность выдержки ограничивается вращением небесной сферы, например, без существенного смаза на матрице с кроп-фактором 1.6 и  фокусном расстоянии в

4.5 мм можно делать выдержки более 30с,
8 мм - фокус до 25 с,
17 мм - до 15 с
30 мм - до 10 с

Астрономическое фото со штатива.
В RAW формате нужно получить:

1) серию из минимум 15 кадров звездного поля, ISO800, это достаточный динамический диапазон яркостей чтобы звездное поле выглядело естественно
2) ночной пейзаж, ISO100, максимальный динамический диапазон
3) серию из минимум 15 калибровочных кадров смещения (ISO800, объектив закрыт крышкой, самая короткая выдержка 1/4000с).

исходники для астрофото
Исходники для астрофото: 1) кадры звездного поля, 2) ночные пейзажи, 3) калибровочные кадры смещения

Обработка результатов съемки.
Существует множество программ для математической обработки астрофото. Iris одна из них. Скачать Iris ее можно здесь Iris программа, где активно используется коммандная строка, с начала это непривычно, но потом очень удобно. Полный список команд Iris. Еще в Iris нет команды UNDO, поэтому все ключевые моменты нужно сохранять в отдельные файлы.

Логика Iris такова, что программа работает с одной папкой, которая задается в настройках. Для обработки одного астрофото нужно много места на диске (несколько гигабайт).

настройка iris
Выбираем рабочую папку Iris, тип рабочих файлов. 

iris фотоаппарат
Выбор фотоаппарата.

iris выбор файлов
Выбор файлов.

Iris понимает RAW формат, но сначала, для того чтобы провести калибровку, кадры нужно перевести в выбранный формат Iris. Загружаем кадры смещения, выбираем их, перетаскиваем мышкой в окно декодирования, указываем имя для последовательности "о"(будут созданы файлы о1,о2,о3...о19) и переводим их в CFA.

ирис кадр смещения (offset)
Делаем кадр смещения.

Выбираем имя для последовательности "о", количество кадров и жмем ок. После выполнения расчетов появится окошко со статистикой. Чтобы увидеть, что же скрывает кадр смещения, откроем диалог пределов визуализации (Treshold) и при помощи ползунков или руками вводим верхний и нижний предел значений сигнала, который будет отображаться на экране. Видим полосатость.

Секрет в том, что картина этой полосатости практически не изменяется во время съемки, и присутствует на каждом из исходников. Поэтому ее нужно вычесть, или при сложении кадров эта помеха очень сильно проявится на результате. Еще источником шума является паразитный сигнал связанный с длительными выдержками, но здесь он не играет большой роли - у нас много кадров, а не длительные выдержки, поэтому сигнал смещения (offset) будет основной проблемой.

кадр смещения в iris
Готовый кадр смещения (offset)

Открываем окно текстового вода и вводим команду save offset. В результате в рабочей папке появится файл offset.pic

iris
Выбираем кадры звездного поля. Даем последовательности имя "m".  Видна комета PANSTARRS.

Теперь вычитаем из полученной последовательности кадр смещения offset.

калибровка кадр смещения
Калибровка по кадру смещения в Iris.

После калибровки кадры нужно регистрировать (совместить) и сложить. Тонкость в том, что калибровка выполняется в формате CFA, соответствующем матрице Байера в фотоаппарате, а все смещения нужно делать в цветном формате, иначе это приведет к потере цветов. Поэтому переводим последовательность CFA кадров в цветной формат. 

преобразование в цветной формат
Переводим последовательность из 25 кадров в цвет, имя последовательности указываем "с".

Iris пределы визуализации
Задаем пределы визуализации для всей последовательности кадров.

Это особенно удобно чтобы анимировать последовательность, и посмотреть нет ли там чего интересного: спутники, астероиды, метеоры, самолеты, НЛО.

Кстати что касается НЛО, за все время наблюдений ни разу не встречалось ничего необъяснимого и сверхъестественного. Ни одного достоверного свидетельства. Ни от одного из астрономов. Очевидно, что уфологию можно считать самообманом с элементами взаимного внушения. Неоднократно приходилось сталкиваться с материалами уфологов, выглядело это так. Сначала очень увлекательный рассказ об аномальном, потом материалы в отвратительном качестве и вопрос: "что это такое"? Получив ответ в духе, "да что угодно", фиксируют: "значит вы не можете исключить вероятность присутствия НЛО в этом кадре"? А потом, восклицают, "сенсация", и .т.д. При таком подходе, за уфологию бьют по морде, недаром на астрофоруме неоднократно происходили изгнания уфологов с позором. 

Теперь настало время регистровать кадры. За время съемки небосвод вращался, и теперь нужно совместить полученные фото. Особенность в том, что съемка проводились на широкоугольный объектив, и звезды сместились не одинаково в разных частях кадра, поэтому совмещением по одной звезде не обойтись, автоматической регистрацией тоже. Придется регистрироватьь кадры вручную. 

ручная регистрация iris
Ручная регистрация кадров в Iris.

Для этого в качестве первого файла выбираем с1 и сохраняем его в r1, (в коммандной строке пишем load c1<enter>, save r1<enter>), потом вводим qr3 c1 c2 <enter> Команда означает ручная регистрация с использованием полиномов для файлов c1 и c2.

Загружается файл c1.pic. Последовательно указываем на нем более 9 звезд. Звезды должны быть расположены равномерно. Затем жмем кнопку с красным кружком. Затем указываем соответствующие звезды на втором кадре. Сохраняем его в файл r2. И так далее, операцию повторяем для пар c1-c3, c1-c4, c1-c5,...c1-c25. Кажется довольно утомительно. Если да, то купите и таскайте с собой монтировку. В принципе, процедура занимает минут 90.

iris

анимация iris
Устанавливаем пределы визуализации для последовательности регистрированных фото, анимируем для проверки качества.

сложение кадров iris
Сложение последовательности кадров.

Есть множество вариантов сложения кадров. Очень часто для астрофото глубокого космоса используется sigma clipping. Этот алгоритм заменяет сильные отклонения в сигнале средним значением, что позволяющий устранить ошибки гидирования. Здесь он совершенно не обязателен. Просто, если вам придется обрабатывать фото глубокого космоса, делать нужно так.

результат сложения iris
Результат сложения 25 кадров.

Соотношение сигнал/шум увеличилось, но видны косяки фото. Это зеленый цвет, и яркость центра кадра значительно больше углов. Зеленый появился в следствии структуры матрицы Байлра, которая состоит из фильтров RGBG, зеленых в два раза больше, т.к. к этой части спектра человеческий глаз особенно чуствителен. Лечится это балансом белого или командой white. Выберите прямоугольником что-нибудь белое, серое, или звезду без выраженного цвета, и введите white в командной строке. Или можно использовать растяжение динамического диапазона, которое автоматически выровняет интенсивность каналов RGB, например логарифмическое.

растяжение динамического диапазона
Логарифмическое растяжение динамического диапазона.

А вот неравномерность засветки кадра, виньетирование, это проблема более серьезная. Дело в том что большинсттво деталей дип-скай фотографии имеют низкую интенсивность, намного меньше перепада засветки по краям и к центру. В результате когда мы попытаемся вытащить детали на краях, центр будет белым, если в центре то углы будут черными. Чтобы этого не было, кадр нужно выровнять или калибровать по плоскому полю.


Пределы визуализации в Iris

Но серия калибровочных кадров плоского поля не была снята. Это не так сташно, можно сделать искусственное плоское поле (flat). Пусть не удастся удалить таким плоским полем пылинки, налипшие на матрицу, как это можно сделать при правильной калибровке, когда фотографируется идеально ровное белое поле, но неравномерность засветки вполне можно исправить.

искусственное плоское поле flat
Гауссово размытие.

Сначала сохраняется результат логарифмического растяжения в файл log. Затем выполняется гауссово размытие, чтобы сгладить шум. Потом командой poinon включаем режим ввода точек, и равномерно кликаем по фото в небо, избегая звезды, туманности, земные объекты. 

iris искусственный flat
Искусственный флэт (плоское поле).

Для синтезирования плоского поля, вводим в командной строке степень апроксимирующего полинома=3 poly 3, и команду synthe. Полученный flat выглядит цветным. Чтобы не потерять цвета при калибровке по плоскому полю, уменьшаем насыщенность до 0. Сохраняем результат под именем grad_2_bw.

деление на плоское поле
Деление на плоское поле.

Затем нужно выполнить калибровку по плоскому полю, или как еще говорят, поделить на плоское поле. Это не обычное деление, т.к. предварительно выполняется нормализация, чтобы не получить малые значения на выходе. Команда доступна через меню Preprocessing->Flat-field Division. Команда рассчитана на работу с последовательностями кадров, поэтому предварительно созраняем файл log под именем log1 и указваем в диалоге количество 1.

обработка ночного пейзажа с кометой
Результат обработки.

Математическая обработка закончена, в фотошопе предстоит художественная. Для начала проверим, нет ли в результате отрицательных значений, команда stat, если есть то, прибавим к файлу такое число чтобы не было. Для того чтобы сохранить файл в формате фотошопа, используется команда savepsd


Далее, в фотошопе настраивается контрастность, переносятся не размазанные кусты с ночного пейзажа (группа исходников №2). В результате:

Panstarrs m31
Комета Panstarrs и туманность Андромеды 27.03.2013

Для сравнения 100% кроп фото до обработки и после.

комета до обработки
комета после обработки
Сравнение до и после.

Сразу в глаза бросается меньший уровень шума, большее количество звезд  (проницание), большая насыщенность изображения. Это все стало возможно благодаря калибровке и сложению последовательности кадров в Iris. Что касается художественной обработки в фотошопе, это тоже дело отдельного рассказа.

Поделиться в социальных сетях

 

 

Консультации и
заказ по тел.:

8(910)632-28-55

Время работы: пн-пт 10:00-18:00
Адрес: Рязань, ул. Пожалостина, д.46


Статус ICQ пользователя 131658768 131-658-768