-
Fehéregyensúly extra-pontosan, csillag színindexek alapján
-
2017. augusztus 06.
Aki megvásárolta a Pixinsight képfeldolgozó szoftvert, hétvégére kapott levelet új frissítésről. Sok minden változott az 1.8.5. verzióban, amire felkaptam a szövegnél a szemem, az a Photometric Color Calibration (PCC szkript). Már a neve alapján sejtettem hogy miről van szó, csillagok színindexei alapján lehet sztekkelt képeink színeit beállítani. Eddig is használtam effélét, ellenőrzésre. Akinek az anyagi tűrőképességét meghaladja a Pixinsight, keresse weben a Focal Pointe Observatory oldalán az eXcalibrator nevű szoftvert. Kezelése egyszerű, bele kell tölteni vagy az R-G-B szűrős képeinket, vagy a színes kamerák képeit szétbontva RGB csatornákra, APASS vagy SDSS adatok alapján megkapjuk az értékeket, melyekkel a csatornákat korrigálva (megszorozva) jó fehéregyensúlyt (WB-t) kapunk. Legalábbis a csillagok B-V színindexei alapján.
Azért írom, hogy "legalábbis", mivel egyáltalán nem valószínű, hogy csillagszínekre kalibrálva egyből egy szép szürkeárnyalatos hátteret fogunk kapni. Ez talán csak azoknak lesz így, akik csak UV/IR blokkszűrővel, és kifejezetten fényszennyezéstől mentes égen tudtak fotózni. Ugyanis gondoljunk bele, egyes grádiensek ugyan a teljes képre ülnek rá, de éppen a fényes csillagokon ez a fényszenny grádiens nem fog igazán nyomot hagyni, érvényesülni. Ha például valami porréteg szennyezné az eget, az azért jobban vonható lenne fotometrikus B-V indexre kalibrálva, az ott van minden fényességen.
Mi is az a B-V index? A fotometriai felméréseket, méréseket UBVRI szűrőkkel végzik. Ez sztenderdizált régóta. A csillagok színindexei alapján kerülnek osztályozásra, a színindex sokat elárul az egyes típusokról. Az UBVRI sorozatot kissé jobban értsük: U (UV) B(kék) V(zöld) R(vörös) I(infra), egyszerűen fordítva.
A spektrum alapján látható, hogy az B-G-R szűrőktől azért eltér kissé áteresztésben a B-V-R fotometriai szűrők sorozata. Lényegében viszont egy dolog fontos, a csillagokra B-V index van megadva, a mi fotós B és G szűrőnk arányaiban egyformán tér el ezektől, ezért a B-G különbsége nagyságrendi eltérést nem annyira hordoz. éppen ezért lehet igen közel hasonló a B és a G szűrőink különbsége az asztrometriai B-V indextől. ( a B-V egyébként tényleg kivonást jelent, fotóról mért fényesség értékek )
Tehát más dolgunk sem lenne célszoftverek nélkül, mintsem méregetni a képünket, és próbálni valamiféle eltolást, arányt találni a hiteles színek felé. Nem lehetetlen, de manapság ez megy sok mintával, szoftverekkel, beléjük közvetlenül tölthető online értékekkel. Most ugyan a Pixinsight új PCC szkriptje alapján mutatom végig a folyamatot, de a fent említett eXcalibrator-al is ugyanez az elv. Mielőtt a Pixinsight (mint alap kedvenc feldolgozó szoftverem) ezt nem tudta, én is az eXcalibratort használtam. így a szoftverembe beépítve viszont nem kell semmit kimentegetni, egyben van végre minden. Nos, nézzük sorra...
A képen látható, hogy az egyes szükséges korrekciókkal milyen táblákat használunk. Az 1. kép maga a nyers RGB, a 2. képen a színkalibrált kép látható, 3. képen a háttér kezelésen átesett kép. Nem kell elijedni a 3-as láttán, ami ronda karika körben, az a korrektorom belső szélének refleksziója, nem a folyamat része, azzal nekem kell szenvedni...
A képek nincsenek kihúzva, nem is szabad a görbékhez nyúlni, azonnal veszik a linearitás. A szoftverben úgy érjük el, hogy lássunk is valamit, és nem nyúljunk a képhez, hogy a 6-al jelölt Screen Transfer Function-t használjuk. Ezzel csak afféle látványra húzzuk ki a képet, az értékekhez nem nyúl a szkript, nincs semmi kihúzás a kép pixelein. Hasznos dolog még az 5-el jelölt Statistics ablak. Ugyebár a digitális kidolgozás közben számtalanszor nyúlunk tartományokhoz, fényesség különbségekhez, ezeknek mértékét adott képről vagy kis részletről, preview-ról ezzel az ablakkal folyamatosan nézhetjük. Megj: PS-ben azt hiszem ezt pipettával nézegethetjük, adott helyen adott számú pixelen méri az értékeket.
Az 5-el jelölt ablakban kell egyes értékeket megadnunk, hogy mit is szeretnénk a szoftvertől. Nézzük ezt sorban röviden. White reference - amikor még nem volt a szoftverben a fotometrikus kalibrálás, a sima színkalibrációs ablakban ez jelölte azt az értékeket, melyeket már úgymond fotonzaj és egyéb artifaktok nélkül adatnak vettünk. Galaxisban például fényesebb részek átlagértéke, nem beégett csillagok külső harmada, stb. A PCC-ben itt már nem mi adunk meg fényesség értéket, B-V színindex katalógus alapján majd az automatikusan kiválasztásra kerül.
A kép paramétereknél meg kell adnunk RA és DEC koordinátákat relatíve pontosan. Ezt általában tudjuk, ha lusták vagyunk katalógusozni, akkor a Search Coordinates ablakban (ez külön nyílik, itt nem látszik) beírjuk az objektumunk nevét, ha van rá találat, akkor azt ide átolvastatjuk. Nehogymár másolgatni kelljen... A készítés időpontját is meg kell adnunk. Ezt is általában tudjuk, de ha itt is lusták vagyunk, akkor képről, FITS adatokból ezt beolvassa a szkript. Ugyanígy fókuszhosszt, kamera pixelméretét is.
Fotometriai adatoknál alapban ki van választva az APASS katalógus. Ha gyengébben exponált a képünk, választhatunk határ magnitudót is. Szaturált csillagokra ne kalibráljunk, erre szolgál a Saturation Tresshold érték. Ha tudjuk, hogy a kameránk nagyon nem lineáris már felső tartományokban, akkor ezt vehetjük kisebbre. Nem gondolom, hogy hatalmas jelentősége van, de mondjuk ha csak erős sárgás és/vagy kékes színképű csillagra tudunk csak kalibrálni, és CMOS-t használtunk, akkor vegyük le mondjuk 0.8-ra. Szerintem senki nem fogja ezt használni... Boxokban látunk még funkciókat, PSF fotometria egyértelmű, ha szeretnénk látni a felhasznált csillagokat, akkor pipáljuk be a következőt, ha szeretnénk látni a hátterünk gradiensét, akkor a következőt is. Megjegyzem, a háttér grádiens minta ha színes lenne, egyből alkalmas lenne, avagy jó alap lenne a háttér korrekcióhoz, de sajnos ezt szürkeskálás képben kapjuk csak meg. Utolsó checkbox fontos, majd lent kitérünk rá, kapunk egy diagramot, mely alapján megítélhetjük, hogy jól sikerülhetett e a kalibráció, vagy esetleg alkalmazott szűrő (fényszenny szűrő vagy mélyég szűrők) miatt alkalmatlan a kép a fotometriai kalibráláshoz.
A háttér normalizálási értékei itt is olyan fontosak, mondjuk inkább esszenciálisak maradtak, mint a régebbi színkalibrációban ebben a szoftverben, de másban is. Itt azt adhatjuk meg, mit nevezünk háttérnek, mi az a fényesség határ, melyet szürkének, szürkeskálásnak kell kapnunk. Ennél a képnél a Statistics adatai alapján (nem azt a mintát mutatja a képernyő mentésben) 0.277 alatti értékek hátterek. Talán ebből is látszik, hogy szeretem jó fényesre exponálni a hátteret, minél inkább szabadulni a fotonzaj jelenségtől.
A városi körülmények, a kamera spektrális érzékenysége ezt a szép zöld hátteret adja, ebből kell színhelyes képet készíteni. A színhelyesség mind igaz a háttérre, mind pedig az objektumra. Jól beállított fehéregyensúly után már a csatornákhoz külön-külön nem szabad nyúlni, az alkalmazott szkripteket, műveleteket is ehhez mérten kell megválogatni. A hisztogramon látható, hogy fényesség értékekben mennyire szét vannak csúszva a csatornák. Alakjuk, lefutásuk hasonló, mivel alapvetően kontinuum a téma a képen.
Az iménti nyersképből a paraméterezett fotometriai színkalibráció után ezt a képet kapjuk. Látható, hogy a háttér szinte egészen rendbejött, a városi bevilágítós grádiens van csak rajta, de ami a lényeg, a galaxisnak megvannak a valószínűleg helyes színei. A hisztogramon látszik a grádiens nyoma. A csatornák lefutása hasonló, meredekségek viszont már különbözőek.
Itt álljunk meg egy gondolatra. Más szoftverben is, a Pixinsight-ban is a jó fehéregyensúly két lépésből állítható be. Először mindig hátteret normalizálunk, a fentebb írt módon beállítjuk a hátteret, hogy az szürkeskála egy árnyalata legyen. De ezzel nem végeztünk, pont nem a sötét részeken kell a WB-t állítani, hanem a világos, színzaj és fotonzaj mentes részeken. Erre szolgált a régi színkalibráció (Color Correction), melyről fentebb szintén írtam. Azt az értéket kellett megadni, amit már kellő fényességnek látunk, csillag, galaxis, köd fényes része, stb. A háttér normalizálás után általában a képünkön az objektum még látványosan nem volt rendben, ami a színeket illeti. A fentebb írt okok miatt. Vegyük alapul ezt a képes példát, az M74 egy háttér normalizálás után még csak gyenge kékes-sárgás árnyalatú lenne, kicsit csúcsban elcsúszott hisztogrammal. Korrekt színei majd a Color Calibration után kerülnének elő. A PCC szkriptben nem kell normalizálni külön, egy méréssel és lépéssel kevesebb...
A szoftverben a kemény grádienst is jól tűnteti el a Dynamic Background Extractor szkript, röviden ezt mondogatjuk DBE-nek. Ebbe most nem mennék bele mélyebben, majd lesz másik írás, melyben erről részletesen beszélünk. A DBE után látható, hogy az eltűntetett grádiens nélkül a görbék tökéletesen egymása símulnak, eltűnnek az élek, a cakkok a hisztogramról. A kép maga további kidolgozásra alkalmas, LRGB konverzióra, szaturáció emelésre, stb.
Ami kifejezetten tetszik ebben az új szkriptben, kapunk visszajelzést arról, mennyire is volt pontos a fotometriai kalibrációnk. Ez azért nem szokás más hasonló funkciójú szoftverekben. Nézzük hogyan is néz ez ki, hogyan kell értelmezni.
A kalibráció során látható - ha fentebb említett checkboxban bejelöltük - mely csillagokat használt fel a szoftver az online katalógusból. Zöld karikák jelzik ezeket. Ami érdekesebb, a jobb oldali diagram.
A képünkön lévő R-G illetve B-G értékeket láthatjuk összevetve a katalógusbeli r-V, B-V értékekkel. Ez számomra nem jelent mást, mint azt, hogy a kéktől a vörösig minden színindexre keresett a szkript, tehát a teljes RGB tartományunkon ment végig a kalibráció. Erre vonatkozóan, hogy ez szándékosan van e így, vagy csak az M74 körül ilyen volt a csillagmező, és így sikerült, nem derül ki leírásokból. De ennyi baj legyen, én úgy gondolom, erre szándékosan készültek a szoftver fejlesztői.
Mit kell látnunk ezen a diagramon? Az egyes pontok a kalibráláshoz használt csillagaink színindex értékei. Mivel a szinte teljes színtartományt vizsgáljuk, így ez alapján az eltérések alapján felvehetünk egy egyenest, mely a kalibrálás alapja lesz. Ezt teszi a szoftver! A sok minta alapján korrigált alapot kapunk a kalibráláshoz. Tehát nem csak a látómező egy részén lévő G2V csillagot veszünk alapul, hanem csillag színindexek sokaságát, ezzel pontosítva a végeredményt. A G2V kalibrációt egyébként úgy lehetett használni, hogy arra állítottunk fehérpontot. A G2V színkép teljesen fehéret jelent. Régebbi módszer szerint kereshettünk G2V fehér csillagot, ha szerencsénk volt és találtunk a látómezőben, akkor azt ily módon felhasználhattuk. De az csak egy pont volt ebből az egyenesből, még akkor az egyenes meredeksége nem volt meg. A fenti diagramra utalok vissza.
Sok hasznos funkcióját használtam a kedvenc feldolgozó szoftvernek, de ezzel az update-el egy számomra nagyon fontos funkció került bele. A hamisszínes felvételekből lehet színkavalkádot csinálni még az akkurátus amatőr asztrofotósnak is, de véleményem szerint az RGB terén, a sima szűrős képek terén nincs helye a találgatásnak. Apertúrától, fókuszhossztól, felbontástól függően lehetnek apró eltérések a jól beállított fehéregyensúlyú képünknek webes, nagytávcsöves képekhez képest, de ahol például egy galaxis karja nem türkiz, hanem éppen szürke, ott a mi amatőr-hobbista felszerelésünk által kapott képnél sem illendő az esztétikum, vagy a megszokás miatt azt türkizesre állítani.
A cikket azoknak szántam, akik hajlanak az efféle finomságok megértésére, használatára, nem volt célom a Pixinsight programnak, ennek a funkciónak a kifejezett éltetése, mindinkább a sok köztes információ közlése. Aki nem fog soha Pixinsight-ot használni, de a fotometriai kalibrálás érdekli, ott az eXcalibrator, úgy gondolom annak használatához, a működés és az elv megértéséhez jól szolgálhatnak a fenti sorok.
