3 December 2016

Путь чайника в астрофото. Часть 2 — съемка Юпитера

GadgetsPopular scienceSoftwareAstronomy
Tutorial
Привет geektimes! В первой части было кратко рассказано, какое оборудование может подойти (или не подойти) для фотографии небесных тел. Во второй части перейдем к практическому рассмотрению того, как получить и как обрабатывать снимки.



В принципе, тонкостей с софтом здесь весьма много. Продолжение под катом.

Примечание: цель данной публикации — не похвастаться «шедеврами», а показать принцип обработки астрономических фото, тем более что он сильно отличается от обработки фото «земных». Поэтому просьба к «профи» не писать как все плохо по сравнению с сетапами за 10 килобаксов и обсерваториями в Чили. Я и сам это знаю :) Приведенные ниже кадры были сделаны в центре города с балкона, так что условия для астрономии не самые благоприятные. Но что есть, то есть.

Для рассмотрения выберем самые популярные и простые для любителей объекты: Юпитер и Tуманность Ориона (M42).

Юпитер


Юпитер — довольно-таки яркий объект, поэтому основная проблема здесь, это атмосфера и тепловые потоки от окон зданий. При увеличении уже в 100-200х, незаметные глазом колебания воздуха заметно искажают картинку. К счастью, способ улучшения качества прост — это увеличение количества снимков. Колебания воздуха имеют случайный характер, периодически бывают и моменты «успокоения», поэтому специальным софтом можно отобрать только четкие кадры.

Рассмотрим простой пример: исходный ролик из 200 кадров, одиночный кадр выглядит примерно так:



В оригинале без сжатия этот ролик занимает 400Мбайт. Кстати ролик показывается в плеере как черно-белый, т.к. астрокамера пишет видео в формате RAW.

Как можно видеть, картинка не очень презентабельна, но из нее вполне можно получить относительно приличное фото.

Для этого делаем следующее.

1. Стабилизация изображения и сортировка снимков по качеству

Для этого используем программу PIPP (Planetary Imaging PreProcessor).



Наша задача — отобрать наиболее четкие кадры из всего ролика, и центрировать изображение. Активируем в программе следующие опции:

— Debayer monochrome frames
— Frame stabilization mode: planetary
— Enable quality estimation, 20%
— Output: AVI

2. Склейка изображений

Объединение изображений позволяет улучшить соотношение «сигнал/шум», т.к. полезный сигнал растет быстрее шума. Это позволит затем выделить менее контрастные детали.

Открываем получившийся на первом шаге ролик в программе Autostakkert.



Выбираем режим Planet и запускаем склейку. Интересно сравнить качество «до» и «после», как можно видеть, шумов на изображении заметно меньше.


Остальное — дело техники. В Photoshop с помощью Curves повышаем контраст средней части, также повышаем резкость:


И последний штрих. Если выкрутить в Фотошопе Levels до максимума, в кадре можно увидеть спутники Юпитера:


Увы, в таком виде они для нас малополезны — детали самой планеты были бы безвозвратно потеряны. Динамический диапазон камеры не позволяет в одном кадре получить детали столь разной яркости (глазом кстати, и спутники и планету хорошо видно). Поэтому используем технологию HDR, объединяем 2 снимка с разными экспозициями. В архиве съемки за тот день как раз нашелся пересвеченный снимок, на котором не видно деталей Юпитера, зато хорошо видны спутники:


(иногда полезно не удалять даже бесполезные кадры:)

На этом кадре кстати хорошо видно искажение Юпитера из-за тепловых потоков с балкона (снимать приходится при открытой двери т.к. балкон небольшой).

Совмещаем слои в Фотошопе, в новом слое выбираем режим замены только светлых участков, слегка корректируем фон с помощью Curves.

Конечный результат выглядит так:


Как подсказали в комментарии, если использовать Registax для сложения и коррекции резкости, то результат будет еще лучше. Фото после сложения другого ролика из 1000 кадров:


Конечно, это не позволит нам попасть в Astronomy Picture of the Day, но процесс надеюсь, теперь более-менее понятен. В следующей заключительной части будет рассказано о фотографировании туманностей.

Желающие попробовать обработать ролик самостоятельно, могут скачать его по ссылке (405Мб).
Tags:астрономияастрофотообработка изображенийпланетыЮпитер
Hubs: Gadgets Popular science Software Astronomy
+31
16k 81
Comments 27
C/C++ Developer, Digital image processing
from 2,000 to 2,500 $Almalence, Inc.Новосибирск
Senior ML Engineer
from 4,000 to 5,500 $HyprrRemote job
Data Science developer / ML разработчик
from 180,000 to 200,000 ₽QuadcodeСанкт-Петербург
Data Science Specialist
from 75,000 to 150,000 ₽JuicyScoreМоскваRemote job
Top of the last 24 hours