Astrofoto med digitale speilreflekskameraer – del 3
Behandling av digitale astrobilder
Sjustjerna eller Pleiadene, M45, fotografert gjennom et teleskop med 820 mm brennvidde ved f/8. Bildet er satt sammen av 12 eksponeringer, hver på 5 minutter. Det ble brukt en autoguider for å følge stjernene.
Når vi skal framstille astrobilder ved hjelp av datamaskinen, er utfordringen å hente fram mest mulig informasjon fra de digitale bildefilene. Prosessen er i prinsippet enkel: vi tar vare på de ønskede dataene, og sletter øvrig informasjon. I praksis krever dette en del kunnskaper og mye trening. Oppgaven er morsom, utfordrende – og heldigvis langt fra uoverkommelig.
For den spesielt interesserte vil et spesialprogram komme til nytte for å utføre disse funksjonene – du finner en tilleggsartikkel om dette her.
Av Arvid Feldhusen og Magnar Fjørtoft
I denne siste artikkelen skal vi ta for oss de viktigste forholdene ved behandling av astrobilder. Vi skal dra nytte av noen teknikker som er utviklet for spesialiserte digitale astrokameraer for å hente mest mulig ut av bildefilene fra alminnelige digitalkameraer. Det krever riktignok en viss innsats å framstille og bruke sine egen «flat field»- og «dark frame»-eksponering, men innsatsen gir resultater som så avgjort er verd arbeidet.
Størst mulig tonedybde
Vi må gå temmelig tøft til verks for å «temme» astrobildene, ellers vil de bli alt for mørke og skjule det meste av detaljer som kameraet har registrert. Derfor er det viktig å arbeide med størst mulig tonedybde gjennom hele bildebehandlingsprosessen.
Benyttes jpg-formatet i det digitale speilreflekskameraet, lagres bildene med 8 bits tonedybde (256 tonetrinn). Benyttes råformatet, lagres bildene med full tonedybde, vanligvis 12 bits (4 096 tonetrinn) eller 14 bits tonedybde (16 384 tonetrinn). Jpg-formatet kan gi gode resultater ved fotografering av sol, måne og planeter. Disse objektene har et relativt begrenset kontrastomfang, og de er lyssterke nok til at vi kan eksponere korrekt. Ved fotografering av fjerne himmelobjekter frarådes jpg-formatet, fordi vi må hente fram detaljer fra undereksponerte områder i bildene.
Datafiler i råformat åpnes med maksimal tonedybde i datamaskinen, og lagres som 16 bits bildefiler, vanligvis i tif-format. Bildene inneholder naturligvis ikke flere tonetrinn enn det kameraet har registrert, selv om lagringsformatet kan beskrive 16 bits tonedybde.
Når et astrobilde er ferdig behandlet, kan det lagres med 8 bits tonedybde. Ved å redusere tonedybden i det ferdig behandlede bildet sparer vi lagringsplass, uten at det oppstår synlig kvalitetstap i bildet.
Et ubehandlet enkeltopptak av Andromeda-galaksen i råformat tar seg temmelig begredelig ut . Med kraftig tonejustering tar det seg bedre ut, men bildet gir fortsatt ikke noe fullgodt inntrykk av hva som er mulig å oppnå ved å legge sammen flere slike bilder.
Andromeda-galaksen M31 og satellittgalaksene M32 og M110 fotografert med et 400 mm apokromatisk teleobjektiv ved f/4,5. Bildet er eksponert i bare 6 minutter. Bildet er satt sammen av 12 eksponeringer, hver på 30 sekunder. Det ble benyttet en middels ekvatorialmontering uten følgeteleskop.
Farger og fargemodell
Fargene i et digitalt bilde beskrives med tre fargekanaler, rød, grønn og blå (RGB). I et 8 bits RGB-bilde består hver tonerekke av 256 tonetrinn. Kombinasjoner av tonetrinnene i disse tre kanalene kan beskrive mer enn 16,7 millioner fargenyanser (256 x 256 x 256 = ca. 16,7 millioner). Dette er mer enn skjermen eller skriveren kan gjengi.
Fargene på dataskjermen er additive farger, fordi de dannes av en lyskilde. Legger vi sammen full metning av de tre primærfargene RGB (toneverdi 255), får vi hvitt. Legger vi sammen like mengder av de tre primærfargene, får vi grå – mørkere grå jo mindre lys hver fargekanal representerer. Ved å blokkere alt lys, oppstår svart (toneverdi 0).
Hvert enkelt bildepunkt kan gjengi bare én fargenyanse, og beskrives som et tonetrinn i en av fargekanalene, eller som en kombinasjon av tonetrinn i to eller alle tre fargekanalene, for eksempel R125, G60 og B24.
For å ivareta flest mulig fargenyanser, særlig i farger med høy metningsgrad, er det fornuftig å arbeide med fargerommet AdobeRGB. Det er viktig at dette fargerommet beholdes gjennom hele prosessen, fra opptak i kameraet eller åpning av råformat-filer, til lagring av det ferdige bildet. Det mindre fargerommet sRGB er vanligvis standard, men gjengir noe færre fargenyanser. Konverteres et bilde fra et større til et mindre fargerom, vil fargetonene som ligger utenfor det mindre fargerommet være tapt for alltid. Det er ikke mulig å trylle fram flere fargenyanser ved å gå fra et mindre til et større fargerom.
Bildet av den kopperrøde, formørkede Månen beskrives digitalt i tre fargekanaler: rød, grønn og blå (hver kanal er skilt ut i bildene under). Legger vi sammen disse bildene, vil de altså danne fargene i det store bildet over. Vi ser ut fra kanalene at rød dominerer og grønn er framtredende, mens det er lite blått i bildet.
Fargene i et digitalt bilde beskrives med rød, grønn og blå. Når toneverdier av disse tre fargene blandes, kan de for et 8 bits bilde beskrive 16,7 millioner fargenyanser.
Riktige verdier for råfilen
Når en råfil åpnes i datamaskinen, er det en fordel å justere tonekurven slik at bildet framstår med tilnærmet riktig kontrast og ønskede farger. Følgende kan påvirkes under konvertering:
– Hvitbalanse (mørk himmel ca. 4000 K, månebelyst himmel ca. 8000 K)
– Tonekurve (fastsette endepunktene i tonerekken, og korrigere gamma)
– Fargejustering (nøytral eller ønsket farge på himmelbakgrunnen)
– Fargerom (sRGB, AdobeRGB m.fl.)
– Skarphet (digitale bilder må gjøres skarpere for å gjengi fine detaljer)
Råkonverteren kan by på funksjoner ut over dette, for eksempel fjerning av støvflekker, reduksjon av digital støy, utjevning av vignettering, osv, avhengig av kameramerke og programvare.
Hvitbalansen benyttes for å gjengi motivet med riktig fargetemperatur, slik at hvitt og grått gjengis nøytralt. Med feil hvitbalanse vil bildene preges av et fargestikk, det vil si at de domineres av en uønsket farge. Fargetemperatur oppgis i Kelvin. På en klar dag tilsvarer solskinn ca. 5500 Kelvin.
Redusere digital støy
Digital støy kan enten jevnes ut når bildene åpnes med råkonverteren, eller senere med verktøyer i Photoshop, som «Fjern smårusk» (Despecle), «Fjern støv og riper» (Dust & Scratches) og «variabelt uskarpt» (Gaussian Blur). Enda bedre resultater kan oppnås ved å bruke spesialprogrammer for støyreduksjon, som Noise Ninja, Neat Image, Grain Surgery, Noiseware, m.fl.
Ved å jevne ut digital støy før bildene slås sammen, oppnås bilder med jevnere struktur i ensartede bildeflater, som himmelbakgrunnen. Små detaljer, som de mest lyssvake stjernene og galaksene viskes riktignok delvis ut når programvarebasert støyfjerning benyttes. Dette er sjelden noe større problem. Slike detaljer svekkes likevel ved fotografering, på grunn av lufturo. En utjevnet himmelbakgrunn vil være viktigere for det visuelle inntrykket enn at vi beholder de aller svakeste stjernene.
Støyen har ulik karakter i de forskjellige RGB-fargekanalene – fra venstre: rød, grønn og blå. Bildene er utsnitt i 100 prosent størrelse fra et digitalt speilreflekskamera med lysfølsomhet ISO 3200.
Enkeltbilde eksponert i 3 minutter uten støyreduksjon i kameraet, ISO 800.
Støyen er utjevnet med filteret «Fjern smårusk» (Despecle)
Støyen er utjevnet med filteret «Fjerne støv og riper» (Dust & Scratches)
Støyen er utjevnet med filteret «Variabel uskarphet» (Gaussian Blur)
Justere tonerekken
Første trinn når bildene skal behandles er å justere tonerekken. Til dette benyttes verktøyene «kurver» eller «nivåer» i bildebehandlingsprogrammet. Hensikten er å oppnå en tonerekke som strekker seg fra svart til hvitt, med ønsket kontrast i midttonene. Kontrasten i midttonene kalles gamma. Et bilde skal ikke framstå som flatt og kontrastfattig, og det skal heller ikke mangle detaljer i de svært lyse eller mørke partiene.
Når tonerekken justeres, fastsettes først verdier for endepunktene, svart og hvitt. Deretter korrigeres gamma, ved å forskyve midtpunktet i tonerekken mot svart eller hvitt. Når midttonene forskyves mot svart, løftes tonene i bildet, og det framstår som lysere. Når midttonene forskyves mot hvitt, senkes tonene i bildet, og det framstår som mørkere. For astrobilder må tonene som regel løftes kraftig. Med «nivåer» forskyves midttonene lineært. Med «kurver» kan midttonene forskyves ikke-lineært, slik at kontrasten kan justeres individuelt i de lyse tonene, mellomtonene og de mørke tonene.
Slik løftes tonene i de mørke partiene i astrobilder med «Nivåer» (Levels).
Slik løftes tonene i de mørke partiene i astrobilder med «Kurver» (Curves).
Korrigere farger
Øyet reagerer når fargene avviker fra det som er forventet. Nattehimmelen skal være mørk blå eller svart, ikke rød, brun eller grønn. Det å finne riktige fargenyanser kan i begynnelsen fortone seg heller håpløst. Når én farge korrigeres, forskyves gjerne andre farger i feil retning. Det finnes imidlertid et fantastisk verktøy som gir øyeblikkelig visuell oversikt over fargene: den forenklede fargesirkelen.
I den forenklede fargesirkelen står primærfargene rød, grønn og blå i riktig forhold til sekundærfargene cyan, magenta og gu, for å utføre presis fargekorreksjon.
Et digitalt fargebilde består av primærfargene rød, grønn og blå (RGB). Sekundærfargene cyan, magenta og gul (CMY) oppstår når primærfargene blandes parvis. Ved å forskyve tonerekken i en fargekanal, kan vi øke egenfargen og svekke komplementærfargen, eller svekke egenfargen og øke komplementærfargen. Ved hjelp av de tre fargekanalene kan all fargekorreksjon utføres.
Fargesirkelen brukes slik: Dersom et bilde inneholder for mye av én farge, økes mengden av motstående farge i fargesirkelen. Dermed temmes problemfargen. Er bildet for rødt, økes mengden cyan, og fargestikket svekkes eller fjernes.
Fargene kan endres med ulike verktøyer for fargekorrigering, og med funksjonene nivåer og kurver, som også brukes til å korrigere toneomfanget. Når toneomfanget korrigeres, justerer vi alle tre fargekanaler under ett. Når vi korrigerer farger, justerer vi hver enkelt fargekanal.
For den som plages med kraftig lysforurensing, kan det være fornuftig å eksponere slik at den oransjefargede himmelen kommer tydelig fram på bildet. Den oransje fargen kan fjernes i Photoshop med funksjonen «Color Balance». Velg «Shadows», og legg til blått og noe rødt for å oppnå en langt mer naturlig himmelfarge.
Legge sammen bilder
Bildebehandlingsprogrammene gir oss muligheter til å arbeide med bilder i flere lag, det vil si at bildene ligger lagvis oppå hverandre. Takket være denne funksjonen kan vi legge sammen en rekke bilder som et tatt med kort eksponeringstid, og oppnå resultater som tilsvarer én langtidseksponering.
Når bildene er lagt over hverandre, må vi sjekke at de er i register – at stjernene overlapper hverandre. Skjul alle lagene unntatt de to nederste. Velg det øverste av disse lagene, slik at det kan bearbeides. Gjør laget delvis gjennomskinnelig, med f.eks. 50 prosent tetthet. Forskyv om nødvendig det overliggende bildet, slik at det nøyaktig overlapper det underliggende. Det er en fordel å forstørre bildet på skjermen kraftig under denne prosessen.
Fortsett med samme prosedyre for hvert av de overliggende lagene. Bruk alltid det samme bildet som utgangspunkt når bildene legges i register, for å unngå at det oppstår forskyvninger som forplanter seg videre.
Når alle bildene er i register, kan vi smelte dem sammen til ett bilde. Den beste metoden er å gjøre lagene delvis gjennomskinnelige, slik at de utjevner hverandre. Resultatet er at detaljene blir mer framhevet, samtidig som digital støy utjevnes og blir mindre synlig. Slik smelter du sammen bildene (det nederste laget er lag 1):
Metode 1:
lag 1: 100 % tetthet
lag 2: 50 % tetthet
lag 3: 33 % tetthet
lag 4: 25 % tetthet
lag 5: 16,5 % tetthet
lag 5: 12,5 % tetthet
osv.
Legge sammen flere bilder, metode 1.
Metode 2 (vår favoritt):
Lag 1: 100 % tetthet
Lag 2: 50 % tetthet
Legg sammen lag 1 og 2
Lag 3: 100 % tetthet
Lag 4: 50 % tetthet
Legg sammen lag 3 og 4
Fortsett til alle lagene er lagt sammen parvis, alternativt kan mer enn to bilder smeltes sammen til hver nye gruppe.
Begynn så fra bunnen, gi det overliggende laget 50 prosent tetthet, og slå sammen disse to lagene. Gi det neste bildet 50 prosent tetthet, og slå dette sammen med det underliggende laget. Fortsett til alle bildene er smeltet sammen. Til slutt foretas siste finpuss med tone- og fargekorrigering.
Legge sammen flere bilder, metode 2.
Her finner du et gratis-program som stacker astrobilder automatisk: RotAndStack
Vår favoritt for automatisk stacking er RegiStar
Gjøre bildene skarpe
Bilder fra digitale kameraer må gjøres skarpere for at alle detaljer skal tre fram for øyet. Til dette brukes vanligvis filteret «uskarp maske» (unsharp mask). Dette filteret har tre verdier som kan endres: Mengde, radius og terskel. Mengde avgjør hvor kraftig effekten av filteret skal være. Radius bestemmer bredden på konturen som markerer overgangen mellom tonetrinnene. Terskel avgjør hvor stor forskjell i tonetrinn det skal være før filteret aktiveres.
For astrobilder fra digitale kameraer vil mengde vanligvis variere fra 100–300, radius fra 1,0–2,0, eller noe høyere for bilder av sol, måne og planeter. Prøv deg fram med ulike verdier. Som grunnregel må mengde økes dersom radius reduseres, og omvendt. Dersom vi ønsker å dempe strukturen på himmelbakgrunnen noe, kan verdien terskel heves fra 0 til 2–15, alt etter ønsket virkning.
Filteret «høypass» (high pass) kan være meget effektivt for å styrke inntrykket av skarphet. Lave verdier kan være særlig effektivt for å hente fram detaljer på bilder av sol, måne og planeter. Høye verdier kan brukes for å øke kontrasten i strukturer på bilder av fjerne himmelobjekter. Høypass-filteret er velegnet for motiver med myke skiller mellom detaljer, noe som er typisk for bilder tatt gjennom teleskop. Dette filteret har bare én innstilling, og brukes slik:
1) Kopier bildet til et nytt lag. Gjør dette laget aktivt
2) Velg Høypass-filteret. Bildet blir grått.
3) Velg ønsket verdi. Konturer oppstår i områder som skal gjøre skarpere.
4) Blend med det underliggende laget, med funksjonen «Legg over» (Overlay)
5) Reduser om nødvendig tettheten i Høypass-laget for å dempe virkningen
6) Slå sammen lagene når du er fornøyd med skarpheten
Bruk lave verdier for å styrke fine detaljer. Bruk middels verdier på bilder med utviskede konturer, og høye verdier for å framheve strukturer i gasståker, galakser og andre diffuse objekter. Effektiv bruk av høypass-filteret krever noe trening.
Slik tar Høypass-filteret (High Pass) seg ut før det blendes sammen med det underliggende astrobildet. Her er høye verdier benyttet for å øke kontrasten i strukturene i Orion-tåken.
Høypass-filteret med lave verdier (til venstre), middels verdier (midten) og høye verdier (til høyre).
Bilde av Andromeda-galaksen uten Høypass-filter.
Bilde av Andromeda-galaksen med Høypass-filter for å styrke støvstripene.
Jevne ut mørke hjørner
De fleste kameraobjektiver og teleskop vignetterer, de gir mindre lys mot de ytre delene av bildet enn de sentrale områdene. Dersom råkonverteren ikke gir mulighet til å jevne ut vignettering, finnes det en rekke andre metoder.
Den enkleste, men minst presise metoden for å jevne ut vignettering, er å velge området som skal justeres, og gjøre overgangen svært diffus. Det valgte området gjøres lysere eller mørkere ved hjelp av «nivåer» eller «kurver». Vi kan velge området som skal behandles med et markeringsverktøy, eller ved å opprette en maske, som så gjøres om til et valgt område.
En annen metode er å benytte en kopi av astrobildet, og jevne ut tonene slik at stjernene forsvinnet. Bruk filtre som «Middelverdi» (Median) og «variabel uskarphet» (Gaussian Blur). Bruk om nødvendig kloneverktøyet for å fjerne større objekter, som galakser og klare stjerner. Denne metoden vil også jevne ut ikke-sirkulære toneforskjeller i bakgrunnen, forårsaket av f.eks. lysforurensing. Metoden kan være uhensiktsmessig dersom et objekt fyller en stor del av bildeflaten. Det overliggende laget med overtoningen trekkes fra astrobildet, slik det er beskrevet nedenfor.
Enda en metode er å hente toneverdier fra himmelbakgrunnen i astrobildet, og lage et nytt lag med en sirkulær overtoning, som glir over fra mørk grå i de midtre delene til tilnærmet svart mot hjørnene i bildet.
Den mest presise metoden er å bruke et bilde med vignetteringen som teleskopet eller det aktuelle objektivet gir. Det er viktig å benytte samme blenderåpning som ved fotografering, siden den valgte blenderåpningen bestemmer graden av vignettering. Denne prosedyren vil også utjevne små variasjoner i lysfølsomhet for hvert enkelt bildepunkt i kameraet («flat field»-korrigering).
Fotograferer vi mot en jevnt belyst flate, får vi et mellomgrått bilde som er mørkest mot hjørnene. Det er viktig å legge sammen 5–10 slike bilder for at «flat field»-prosedyren skal fungere effektivt. Ta vare på «flat field»-bildene, slik at de kan brukes til andre bilder som er tatt med samme objektiv og blenderåpning.
Før vi kan trekke vignetteringen fra astrobildet, må tonene forskyves lineært, slik at bildet med vignetteringen blir omtrent like mørkt som himmelbakgrunnen på astrobildet. Det vil som regel være påkrevd med noe finjustering av tonenivået for at bildet med vignetteringen skal passe til astrobildet.
Bilder med vignetteringen må åpnes fra råformatet med samme tonekurve som astrobildet, ellers vil ikke tonene i bildene samstemme.
Uansett hvilken metode som benyttes for å avbilde vignetteringen, benyttes følgende teknikk for å utjevne vignetteringen i astrobildet (Photoshop):
1) Åpne astrobildet
2) Legg bildet av vignetteringen i et eget lag over astrobildet
3) Velg laget med astrobildet, slik at det kan bearbeides
4) Velg «Bruk bilde» (Apply Image) i menyen Bilde (Image)
Velg følgende innstillinger:
Lag (Layer): velg bildet med vignetteringen
Kanal (Channel): RGB
Overgang (Blending): Trekk fra (Subtract)
Tetthet (Opacity): 1
Skala (Scale): 0
Forskyvning (Offset): 35 %. Denne verdien kan endres noe.
5) Trykk OK
6) Slett laget med bilde av vignetteringen. Vi «låner» bare toneverdier fra dette bildet.
Vignetteringen i astrobildet er nå utjevnet, og bildet tar seg bedre ut.
Masken med vignetteringen legges over astrobildet som skal utjevnes. Med prosedyren som er beskrevet ovenfor trekkes dataene i masken fra dataene i astro-bildet. Etter bruk slettes laget med vignetteringen.
Bilde før og etter at vignetteringen er utjevnet. Masken for dette bildet ble laget som en radial forløpning, med toneverdier fra himmelbakgrunnen i midten av astrobildet, og ut mot et av hjørnene i bildet.
En eksponering mot en jevnt belyst flate gjengir telebjektivets vignettering.
Bildet med vignetteringen gjøres mørkere lineært, slik at kontrasten ikke forandres.
Vignetteringen er nå så mørk at den samstemmer med himmelbakgrunnen i astrobildet.
Lag din egen «dark frame»
En økning i eksponeringstiden, høyere temperatur og bruk av høyere ISO-verdi fører til mer digital støy i bildene. For å utjevne støyen, utfører kameraet en «dark frame»-eksponering straks etter at bildet er tatt. Hensikten med dette er å registrere støyen, slik at de falske signalene kan trekkes fra selve bildet.
Det kan synes meningsløst å benytte halve tiden under stjernehimmelen til å utføre «dark frame»-eksponeringer. Vi kan heldigvis lage vår egen «dark frame» mot slutten av kvelden, og benytte denne på alle kveldens bilder. Det er viktig at «dark frame»-eksponeringen utføres ved samme temperatur og eksponeringstid som astrobildene. Ved å eksponere alle astrobilder like lenge, f.eks. tre minutter, forenkler vi denne prosedyren for oss selv. Best resultat oppnår vi med tre–fem eller flere slike eksponeringer, som legges sammen til det «dark frame»-bildet som vi skal bruke. Unngå å bruke ett enkelt bilde til «dark frame», fordi det vil gi mer synlig digital støy enn ønskelig i de ferdige bildene.
Når «dark frame»-eksponeringen hentes fra råformatet, må vi bruke samme tonekurve som for astrobildene. Mange råkonvertere kan lagre innstillinger fra ett bilde og bruke disse på de øvrige bildene, og noen kan kjøre dette automatisk for en gruppe bilder (batch). Dette forenkler konverteringen, siden vi i praksis benytter like verdier for alle bilder av samme himmelobjekt.
Slik brukes vår egen «dark frame»:
Åpne astrobildet som skal behandles i bildebehandlingsprogrammet, og kopiere «dark frame»-eksponeringen til et nytt lag over bildet.
Smelt (blend) så sammen lagene med modus «differens» (difference).
Slå sammen lagene.
Teoretisk skal tetthet 100 prosent fungere glimrende. I praksis kan det være nødvendig å redusere tettheten noe, men ikke til mindre enn 50 prosent. Astrobildet kan bli en del mørkere ved denne prosedyren, så ytterligere tonejustering kan være påkrevd. Nå er mengden digital støy redusert, og sporene etter hete piksler er fjernet. Resultatet blir best om vi bruker «dark frame» på hvert enkelt bilde før vi samler dem lagvis og legger dem sammen, slik det er forklart ovenfor.
Et astrobilde eksponert i 3 minutter uten støyfjerning i kameraet.
Manuell «Dark frame»-eksponering på 3 minutter. Det må ikke komme lys i kameraet i løpet av denne mørke-eksponeringen, som har til opgave å registrere digital støy og heite bildepunkter i kameraet.
Astrobildet med manuell«Dark Frame»-korrigering.
Astrobildet med manuell «Dark Frame»-korrigering. Teleobjektivets vignettering er også utjevnet ved å trekke det mørke bildet av vignetteringen fra astrobildet. Dersom hvert enkelt astrobilde behandles slik, har vi et ypperlig grunnlag for å slå sammen bildene til et supert atrobilde.
Lette opp mørke partier
Mange bildebehandlingsprogrammer og en del råkonvertere har funksjoner for å hente fram maksimalt med detaljer fra bildets mørke områder uten å påvirke de lysere områdene. Denne funksjonen kan være meget nyttig for behandling av astrofoto. Om ikke programmet har slike funksjoner, kan vi selv lage en maske som påvirker kontrasten i skyggene. Masken lages slik:
1) Kopier bildet til et nytt lag.
2) Gjør dette overliggende laget om til svarthvitt, og inverter dette svarthvitt-bildet slik at det blir negativt.
3) La bildene smelte sammen ved å velge «Legg over» (Overlay) i paletten for lag (Layers).
4) Justér tetthet (Opacity) og/eller fyll (Fill) for å justere hvor mye bildets mørke områder skal lettes opp.
Vær oppmerksom på at, f.eks. i Photoshop, kan masken som lages for ett bilde trekkes over til lag-paletten til de øvrige bildene som skal benytte samme maske. Dette arbeidsbesparende trikset gjelder også for mange andre operasjoner som utføres i egne lag i bildebehandlingsprogrammet.
I bildet til høyre av M13 er de mørkeste tonene løftet ved hjelp av en kontrastmaske, uten at de lyse tonene er blitt påvirket.
Bruk av Lab-fargemodellen
Dersom vi utfører kraftig gammakorreksjon i et RGB-bilde, f.eks. løfter skyggedetaljene mye, vil også fargemetningen øke betydelig. Det vil som regel være nødvendig å redusere fargemetningen etter en slik operasjon.
Ved å konvertere bildet fra RGB til Lab-farger, kan vi øke kontrasten i L-kanalen uten at fargemetningen påvirkes, fordi informasjonen om fargene er samlet i a- og b-kanalen i denne fargemodellen.
Digital støy har ulik struktur i de tre RGB-fargekanalene. Støy er gjerne mest synlig i den blå kanalen. Vi kan redusere støyen ved å gjøre B-kanalen i et RGB-bilde noe uskarp med verktøyer som «Fjern smårusk» (Despecle), «Fjern støv og riper» (Dust & Scratches) eller «Variabelt uskarpt» (gaussian blur). Dette kan imidlertid svekke skarpheten i bildet noe. Ved å utføre slik utjevning av støyen i b-kanalen i Lab-farger vil ikke skarpheten påvirkes, fordi denne informasjonen ligger i L-kanalen.
Etter behandling av bilder i Lab-farger konverteres bildet tilbake til RGB-farger. Man bør ikke konvertere gjentatte ganger fram og tilbake mellom ulike fargemodeller, siden hver konvertering medfører et lite tap av data.
Siste finpuss
Når en mengde middelmådige astrobilder er behandlet og smeltet sammen til ett supert bilde, gjenstår den siste finpussen. Alle bildebehandlingsprogrammer har et rikholdig arsenal av vektøyer for å fintrimme tonekurve, farger, og så videre.
Utgangspunktet er at bildene skal gjenspeile motivene og objektene slik vi synes de skal framstå. Øyet og egen smak er altså den endelige målestokken for hva som er bra og ikke. Like fullt bør tonerekken utnyttes maksimalt, slik at det mørkeste i bildet er tilnærmet svart. Dette er som regel himmelbakgrunnen. Unngå at den blir helt svart uten nyanser, ellers vil bildet virke flatt og dødt i de mørke områdene. Likeså bør de lyse tonene strekkes mot hvitt, uten at detaljene forsvinner. Unntaket er stjernepunkter, som gjengis hvite fordi stjernene er overeksponerte.
Noen tips
Dersom vi har mange store bildefiler som skal legges sammen, kan det være en fordel å ferdigbehandle hvert enkelt bilde, og lagre dem med 8 bits tonedybde, før vi legger dem lagvis i bildebehandlingsprogrammet. Et alternativ, dersom datamaskinen får «hikke» på grunn av mangel på internminne, er å arbeide med færre bilder om gangen, og smelte disse sammen etter hvert som prosessen skrider fram. En annen løsning er å øke datamaskinens internminne.
Dersom mange objekter på bildene fyller en svært liten del av bildeflaten, kan det være en fordel å skalere bildene til 200 prosent størrelse før bildebehandlingen tar til. Metoden «Nærmeste nabo» for interpolasjon kan brukes, for å hindre at datamaskinen regner ut nye toneverdier for bildepunktene som genereres. Etter at bildebehandlingen er fullført, skaleres det ferdige bildet tilbake til opprinnelig størrelse. Hensikten med dette er å gi mer robuste data til hvert enkelt bildepunkt under bildebehandlingen.
Nyttige tilleggsprogrammer
Dersom man behandler mange astrobilder eller setter sammen bilder med ulik bildeskala, vil programmet RegiStar komme til nytte. Dette programmet kan stort sett bare to ting, å legge bilder i register og smelte dem sammen. Til gjengjeld er programmet uslåelig på disse vesentlige funksjonene. Når bilder med ulik bildevinkel registreres, korrigerer programmet også for fortegning forårsaket av forskyvning i perspektivet. Man skal ikke arbeide så veldig mye med astrobilder før tusenlappen som dette programmet koster oppleves som vel anvendte penger.
For nedlasting av testversjon og kjøp: www.aurigaimaging.com
For den som fotograferer sol, måne og planeter, er programmet RegiStax verd et nærmere bekjentskap. Programmet arbeider både med stillbilder og bilder fra videokameraer. Det gjør en fabelaktig jobb med å velge ut de beste av en rekke bilder, smelte sammen disse, og hente fram maksimalt med detaljer. Prosessen kan kjøres automatisk eller manuelt, alt etter interesse og erfaring.
Programmet kan lastes ned gratis fra Internett: http://registax.astronomy.net/
For den som ønsker å hente maksimalt ut av sine astrobilder, kan et spesialprogram som MaxIm DL (for spesialiserte astro-kameraer) eller MaxIM DSLR (for digitale speilreflekskameraer) komme til nytte. Et annet alternativ i samme klasse, som også er spesielt tilpasset bruk av digitale speilreflekskameraer, er ImagesPlus.
Disse programmene kan bl.a. legge bilder i register og smelte de sammen, og automatisk jevne ut himmelbakgrunnen. Det har en rekke astro-tilpassede filtre som man ikke finner i f.eks. Photoshop. Viktige funksjoner er kalibrering av digitalkameraer, med bl.a. «dark frame»- og «flat field»-korreksjon, og håndtering av piksler «på avveie». Det kreves en viss egeninnsats for å kunne utnytte de mange kraftige funksjonene, og programmet krever mye maskinminne til en del operasjoner. Når forståelsen er på plass, framstår programmet som allsidig og brukervennlig. Den rimeligste versjonen inneholder «kun» selve bildebehandlingsprogrammet og kalibrering av spesialkameraer for astrofoto, mens den komplette programpakken også kan styre teleskop og spesialkameraer.
For nedlasting av testversjon og kjøp av MaxDSLR MaxIM DL: www.cyanogen.com
For nedlasting av ImagesPlus: www.mlunsold.com
NB! Se tilleggsartikkel om bruk av MaxDSLR til kalibrering av speilreflekskamera her
Til slutt:
Lykke til med bedre astrobilder fra ditt digitale speilreflekskamera, uansett hvilket nivå du ønsker å legge deg på!
Spiralgalaksen M51 fotografert med et 400 mm teleobjektiv, satt sammen av ti eksponeringer hver på 3 minutter. Det er benyttet en egenprodusert «Dark frame» og maske for å fjerne vignetteringen som dette objektivet gir. Bildene er lagt i register og smeltet sammen med programmet RegiStar.
Artikkelserie SLUTT
Om bildene til artikkelen
Bildene som er benyttet til denne artikkelen er tatt med korte eksponeringstider, og resultatene er presset vel langt for å vise hva kameraet registrerer. Bildebrikken har god følsomhet både i blå refleksjonståker og røde hydrogenområder. Det skal godt gjøres å finne en film med de samme egenskapene.
Bildene er konvertert fra raw-format med en enkel råkonverter. Etter dette er fargetonene og kontrastene justert i Photoshop. På noen av bildene er det også benyttet avanserte teknikker for å fjerne støy eller framheve diffuse detaljer. Disse bildene gjenspeiler altså resultater som man med en viss innsats vil kunne oppnå med et digitalt speilreflekskamera.
Om utstyret
Begge artikkelforfatterne bruker Sony A700 digitalt speilreflekskamera med APS-brikke og 10,2 millioner bildepunkter. Arvid bruker også et KonicaMinolta D7, mens Magnar supplerer med et Sony A900 digitalt speilreflekskamera med 24 x 36 mm bildebrikke og 24,6 millioner bildepunkter. Objektiver fra 11 mm super-vidvinkel til 400 mm apo-teleobjektiver, sistnevnte gjerne også med 1,4 x telekonverter for å oppnå noe større bildeskala på fjerne himmelobjekter. Til astro-bruk benyttes stort sett brennvidder fra ca. 50 mm og oppover. Ved fotografering av fjerne himmelobjekter brukes som regel Takahashi-teleskopene, på grunn av den høye kontrasten som den fine optikken i disse gir.
Til fotografering av sol, måne og planeter benyttes teleskopene med telekonverter (1,4 x, 2 x og 3 x) og spesialiserte digitale video-/stillbildekameraer (DFK 41AU02.AS fra Imaging Source), eller ved okularprojeksjon med kompaktkameraer, evt. sammen med afokal oppstilling.
Arvid monterer utstyret på en Vixen Sphinx-ekvatorialmontering, som vanligvis bærer en Takahashi 102 mm apo-refraktor med 820 mm brennvidde, eller et russisk 150 mm Maksutov-teleskop med 1500 mm brennvidde (f/10). En 80 mm Megrez refraktor fra William Optics brukes som følgeteleskop, med en Orion Star Shoot autoguider koblet til en bærbar datamaskin. Utstyret er montert i et lite hage-observatorium.
Magnar benytter en Losmandy G-11 ekvatorialmontering, som vanligvis bærer en Takahashi 106 mm apo-refraktor (astrograf) med 530 mm brennvidde eller en 200 mm Klevzov-Cassegrain med 2000 mm brennvidde. En 80 mm Megrez refraktor fra William Optics brukes som følgeteleskop, med en OPrion Starshoot autoguider koblet til en bærbar datamaskin. Utstyret er montert i et lite hage-observatorium.
Av programvare brukes MaxDSLR til kalibrering av bildene, se tilleggsartikkel her, RegiStar som automatisk legger sammen astro-bilder (stacking), og Adobe Photoshop til generell bildebehandling av astrobildene.
Mer om astronomiske observasjoner
Boka Praktisk astronomi gir en glimrende innføring i stjernehimmelens fenomener og objekter, og boka gir også mange tips til astrofotografen. Sørg også for å få med Praktisk stjerneatlas, som er en ypperlig veiviser blant stjernene. Begge bøkene utfyller hverandre perfekt, og de selges i bokhandelen og hos en del kikkertforhandlere.
Mer om digital bildebehandling
Boka Digital fotografi i praksis gir en glimrende gjennomgang av prinsipper og teknikker for digital fotografi, og anbefales for den som ønsker å drive med astronomisk fotografering. Er grunnnprinsippene på plass, blir alt annet så mye enklere. Boka får du i bokhandelen og hos mange fotoforhandlere.