星明天文台操作理论和实践(3)

2019-07-13 18:59

首先点开上方工具栏中的Process,选择下拉选项中的Stack,点击对话框右侧的Add Files,即可选择你想要叠加的图片。在Align选项当中可以选择Auto – star matching选项,这可以自动侦测星点位置。然后直接跳到Combine选项卡,上面的下拉框可以选择叠加方式,下面的请务必选择16 bit Int(Integer)。然后点击Go即可叠加。

当然这样叠加完的图像是没有经过校准的。想要在MDL当中完成校准工作,我们需要在Process中选择Set Calibration,注意Calibration就是所有校准文件和校准过程的统称。在对话框中中间的大框下方可以选择DARK/BIAS/FLAT/AUTO,这时候你要选择此次要导入的文件类型,建议不要选择AUTO选项。如你要导入暗场,就应该选择DARK,然后点击右侧的Add Group,在下面的大框中的右下方点击Add就可以选择你需要的校准文件。这样看来,你需要添加三组校准文件,暗场、偏置场、平场各一组。然后点击对话框右上角的OK即可完成对校准的设置。

最后,在Process中选择Calibrate(注意不是Calibrate All,这个选项基本没什么用),之后就会校准你之前的图片。这样一来,整张图片的叠加和校准就完成了。

如果你能熟练掌握MDL的操作方式,我建议你使用MDL进行叠加和校准,因为DSS的校准计算方法有些不妥当,可能导致效果的偏差。不过,DSS也不失为一个很好的叠加软件,只是对高要求的爱好者来说,最好能掌握MDL的叠加和校准方法。

26、色阶的拉伸

天文摄影的原图像或是叠加后的图像的所有信息几乎都被压缩到了黑色色阶部分,也就是说图像亮度非常低。这个时候我们就需要通过色阶的拉伸来使这些细节体现出来。在这里我只介绍两种色阶拉伸的方式,即Photoshop和Pix Insight,虽然MDL色阶拉伸的算法十分不错,但是由于较低的普遍性,而且PS和PI的效果也非常好,因此我就介绍这两种简便的色阶拉伸方法。

首先是Photoshop的色阶拉伸。注意,第一步一定是点开图像 - 调整 - 色阶。暂时先不要移动黑色色阶(最左侧的三角形)或白色色阶(最右侧的三角形),只把中间三角形向左拉,直到中间方框中的数字位于1.2到1.3之间,点击确定,重复此项操作直到接近色阶图中的黑色峰最右侧的起始点,然后缓慢拉动黑色色阶,每次都不要把黑色色阶下面的数据改为大于15的数,点击确定,重复此操作,直到最左侧的三角形的位置接近黑色峰的最左侧。一般情况下不需要挪动右侧的白色色阶三角形,除非右侧有空白,也就是连一条黑线也没有。这时候需要每次最多把最右侧的三角形向左拉至数值变为225,重复操作直到白色色阶的三角形进入连续的黑线。这样,色阶的拉伸就完成了。

对于PI,道理是类似的。首先点击Image – Histogram,即可进入色阶拉伸对话框。相同的,把中间的方框向左拉,最多拉到下方的Midtone数值变为0.45000,重复操作;对于黑色色阶的拉伸,每次不要使Shadows的数值超过0.05000,白色色阶不需要拉伸。

以上两种色阶的拉伸方式原理和操作方法都是类似的,但是良好的色阶拉伸是图片处理最基础的内容。因此希望大家能好好学习色阶拉伸,这样才能在后续的步骤中处理出细节更丰富、色彩更鲜艳、外观更壮观的图像。

27、合成彩色图像

对于高要求的摄影,我们一般都使用单色相机分别拍摄红、绿、蓝、亮场或其他窄带通道,之后来合成。这里我要讲的有两类,一是用MDL软件合成LRGB图像,二是用Photoshop合成哈勃色图像。你也可以用Photoshop合成哈勃色的方法练习用Photoshop合成LRGB图像。

首先我们先来看如何用MDL软件合成LRGB图像。这个流程,我个人建议先合成RGB图像,对其进行人工降噪后再合成LRGB图像。首先,我们把叠加并拉伸过色阶的RGB三色图像打开到MDL软件当中,然后再Color选项卡中选择Combine Color,选择RGB模式,在R、G、B三个选项框中分别选择对应的图像,然后点击Align,这里可以使用上面提到过的Auto – star marching,如果这样不行的话,你可以选择使用Manual – two star align,在这个合成过程中,你需要手动选取两颗星,并在每张图像当中确定它们的位置,才能让软件识别并合成彩色图像。Align步骤结束以后,点击OK即可完成彩色合成。

之后我们要通过其他软件对彩色图像进行降噪,因此你需要先保存为tiff文件,保存的时候要注意,在保存的对话框中,你需要先选择保存档案格式为tiff,然后下方必须选择16 bit,之后点击右侧的Manual Settings,选择Linear Only,Max Pixel和16bit三个选项后点击OK,然后保存即可。

降噪的过程我们需要借助Pix Insight(后面简称PI)来完成。打开PI软件后首先复制一个副本作为蒙版,点击上方的Image-Duplicate即可完成复制。然后点击Process-Wavelets,里面只有一个选项,之后在Scaling Function中选择5x5 B3-Spline,不需要修改任何数据,回到Wavelet Layers,把Count的数据改成6,然后分别双击上面6个数字之前的勾,让它们都变成叉,注意R之前的勾不要更改。然后拖动左下角的箭头到你复制的那张图像就可以了。这个过程完成以后你会看到一幅挺糊的图像,选择Image-Invert进行反色处理,然后我们的蒙版就做好了,蒙版可以在最大程度上帮助你保护细节不被抹去。 接下来回到原图像。选择上面的Mask,选择刚才处理的图像作为蒙版后,把上方含有S的对勾去掉,然后选择Process-General-SGBNR,StdDev选项数据改为2.5,Amount一般建议为0.4-0.5,数据越大图像会被磨地更光滑,不过细节也会损失很多,下面的Iteration选择2或者3,然后Dark sides下方的Threshold数据改为0.05,Bright sides下方的Threshold数据改为0.02,然后应用到图像即可完成降噪,不过这个过程比较缓慢,需要耐心等到。

好,现在RGB图像降噪已经完成了,注意,除了降噪不要对RGB图像做任何处理,然后拉回MDL中,选择Color-Split Color,图像会再次分开为RGB三张图像,使用Color-Combine Color中的LRGB模式合成LRGB图像,然后保存出来处理即可。

哈勃色的合成方法相对于LRGB会复杂一些,当然,如果你是使用Photoshop合成RGB的,步骤也是类似的。但是哈勃色的合成需要使用业余天文摄影爱好者J.P.的Tone Mapping技术,会更复杂一些。用Photoshop合成有一个很大的好处就是你可以对单通道进行任意调节。

首先我们启动Photoshop,导入已经拉伸并且对齐星点的H-α、SII和OIII图像。基础的合成方法会造成星点偏色,不过我们还是先了解一下。打开的HSO三个文件的模式都是灰度,因此在S图像下点击图像-模式-RGB模式,然后点击图像-调整-色相/饱和度,选择着色,把S图像调成红色,即色相0或360,饱和度设置为100,明度为-50。然后将灰度的H覆盖到S上,右侧的覆盖模式中

选择滤色,同样进行着色,色相120,即绿色,明度、饱和度设置同上;最后用O覆盖,着色,色相240,即蓝色,明度、饱和度设置同上,选择滤色模式。这样,最基础的哈勃色图像就叠加完成了。你可以通过色阶、曲线来进一步修改这幅图像。不过这样完成的图像有两个缺点:星点变色(这是由于各通道过窄、光强度不同引起的)、颜色不佳。

因此,我们在这里需要介绍Tone Mapping技术(以下简称TM)。TM的第一步是除去所有的星点,这样有两个好处,第一个是可以修正星点偏色,缩小星点大小;第二个是可以提升星云的细节和对比度。第一步的执行并不复杂,但需要足够的耐心的细心,对于每一张单色图像我们都要复制一遍,拉进PS后选择滤镜-杂色-蒙尘与划痕,把半径设为12,阈值这里要注意,我们选择一定的阈值以后要确定星云细节丢失很少,并且亮星的中心也已经不见,常见的阈值范围是40-50。此时星云还在,星点周围还存在些许亮光,但星点中心已经不存在了。之后我们要重新打开蒙尘与划痕对话框,略微缩小半径,调整阈值,要求和上面一样。重复此步骤,直到半径被调整为1,阈值在3-10之间为止。这时候,图像中的星云细节基本都还在,但星点已经完全看不见,这就是去星点的结果。去星点技术不仅应用在TM技术中,对于任何图像处理都是可以使用的。

对HSO三个通道全部去除星点以后,你再打开它们的色阶会发现:诶!最右侧竟然空出那么一大截来!对,这就是我们想要的效果,原先这里应该有的黑线就是星点的存在引起的,所以当星点被出去以后,这条黑线就不存在了。现在,每一次把白色色阶拉到220,重复至空白色阶完全被去除,注意这里两边不要空出任何黑线,把它们全部去掉!只需要留下凸起来的那块黑的就可以了!现在你看到的图像非常奇怪:很亮,噪点很多!不过没有关系,我们只是在做Tone Map,这并不是最终图像。下一步,我们又要用到蒙尘与划痕工具,这里的数值设定是固定的:半径为24,阈值为16。下一步需要注意,我们要引入一个新的工具——高斯模糊。点击滤镜-模糊-高斯模糊,设置半径为3,点击确定即可。好,现在你就得到了HSO三幅通道的Tone Map图像。

接下来,按照上面合成哈勃色基础方法的步骤叠合这三幅图像称为一张彩色的图像。现在,你得到了一幅没有星点的哈勃色图像。这幅图像需要两个补充:亮场和星点。这两个补充都可以用一幅图像来完成,我们称之为Master Luminance(ML),ML图像由HSO三幅图像以H为底(100%)加上S和O两幅图像都以15%正常叠加在H上获得的。之后合并图层,进行一些必要的拉伸。然后把ML图像拉到刚才合成的哈勃色图片上,方式选择“明度”,然后调节一下填充百分比就可以了。合并通道,自由调节就可以了!好,现在你的哈勃色图像就已经完成了!Congratulations!

通过上面的介绍,图像从黑白向彩色跨出了一大步,是不是瞬间感觉高大上了很多?

28、其他类型处理简介

除了上面说到的三个基本的处理方式,高阶的处理包括了人工降噪(其实这个已经在上面讲过)、人工平场(DBE)等,这些处理类型大家如果有兴趣的话可以去天文论坛中寻找各种经验贴来学习,鉴于本教程为基础教程,对于这些内容不予详细展开。

杭州学军中学分享

来自《杭州学军中学天文社团基础教程和社员手册》


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