oleg.milantiev.com

Процесс обработки изображений дипскай объектов

Статья не дописана, но уже есть пара умных мыслей,
так что публикую и дописываю «наживую».
последнее обновление 12.10.2016

С августа 2008 года (с моего ДР, с 08.08.08) я увлёкся любительской астрономией. Почти сразу же, буквально несколько месяцев спустя, увлечённо начал фотографировать то, что увидел в свой слабый телескоп. Постепенно дозрел до «профессионально-любительского» уровня именно астрофотографии, а не астронаблюдений.

Отсняв, откалибровав и сложив отснятое за ноч(и) всегда встаёт вопрос: «как же из этого аж 32 бит на канал изображения получить 8-и битный пожатый жпег так, чтобы передать всю красоту Неба?». Однозначного ответа на этот вопрос нет. У каждого снимающего и, скорее, у обрабатывающего астрофотографии дипская постепенно формируется свой вкус, свой почерк и своя последовательность действий (workflow). Именно о моём workflow я и хотел сейчас поговорить.

Я планирую эту статью постоянно корректировать, отражая моё текущее видение процесса обработки. А видение это меняется со временем. Надеюсь, улучшается результат. Или, порой, упрощается процесс. Сразу напишу «отмазку» (disclamer), что я не мню себя крутым обработчиком. Больше того, я не планирую описывать какие-то замудрёные приёмы обработки. Лишь то, без чего, как я считаю, сложно пройти небольшой путь от суммы к публикации на сайте, в соц. сети, в астрофоруме.

Итак. Процесс обработки любительского астрофото дипскай-объекта, как я вижу его по состоянию на октябрь 2016 года, включает в себя следующее.

Исходный файл (fit), полученный после сложения. Что с ним делать?

В этой статье я не буду останавливаться на технических аспектах процесса получения фотографии. На сложности, заморочки и их решения по калибровке, выравниванию, сложению с сигма-клипингом и без. Я просто говорю «да будет файл». И файл появляется :). Шучу. Опишу чуть позже отдельно и дам ссылку, в т.ч. здесь.

Вся ластрономия в последнее время крутится вокруг формата файла, разработанного NASA. Формата с названием FIT. Новомодные программы, вроде pixInsight пытаются отжать это место, вводя свой формат файлов xisf, но это однозначно шаг назад. Весь астрософт понимает фиты и лишь пикс читает xisf. И так как, в процессе обработки, я не ограничиваю себя одним инструментом, то мне нужны подобные фиту универсальные мосты между двумя разными астропрограммами. Если программа не понимает фит, то после сжатия гистограммы я использую 16 бит PNG (можно со сжатием, но без потерь качества, как в жпеге).

Так или иначе мы получили фит с суммой. Обычно он в 32 бит float формате чисел. Если это не так, стоит проверить софт, которым складывали. Основной дипскай сигнал лежит внизу и целочисленная сумма может его серьёзно подпортить (в разы). Фит может быть чб (1 канал) или цветным (три канала, чаще всего RGB). Возможно, и даже наверняка, в процессе сложения был получен не один фит, а целый набор файлов.

Для упрощения я пока что буду вести речь об обработке одного фита. Красного канала. Синего. Или водород (H_a), или L-канал. Неважно. Даже, если вы снимаете цветной камерой (QHY8L, кэнон EOS xxxDa, …), вы всё равно должны разделить цветное изображение на три канала, выравнять и обработать их раздельно. Ну, то есть можно и забить, обработать как цветное. Я сам часто так делаю. Но я опишу максимально замороченный путь, а вы уж выбирайте лучшее из описанного.

Общая концепция обработки, рекомендованный софт

Видели звукорежиссёра за работой? Огромный пульт, наушники и зверское чутьё. Но больше опыт. Как говорят, «рука набитая». Он подкрутит эту ручку, даст чуть больше низких частот и добавит эха. Прислушается. Лишь немного добавит, постоянно следя чтобы итоговый звук был только лучше, но ни капли не хуже, чем был начальный.

Обрабатывая астрофотографию (на самом деле, во многом, и просто фотографию, но я пишу в привязке к любительской астрономии, с её спецификой), я свожу итоговый кадр из множества разных слоёв, придавая им меньший или больший вес, вводя маскирование, то есть применяя слой только к части изображения. Идеальный инструмент для подобных операций — это Адоб-Фотошоп. Да, конечно, в фотошопе есть и свои фильтры, возможность создания градиентных масок и много-много другого «вкусного». Но для меня самое главное в фотошопе — это именно реалтайм сведение.

Поэтому я начинаю с исходного PNG, полученного в fitStacker’е и в фотошопе постепенно добавляю к нему разные слои, корректировки, маски. Каждый из них применяю в большей или меньшей степени. А самым верхним слоем держу постоянно выключенный всё тот же оригинальный PNG. Порой я включаю этот слой, он перебивает остальные и через череду нажатий CTRL+Z (включил-выключил, включил-выключил, …) я делаю для себя вывод — не ухудшил ли я вид этой звезды… этой части туманности… этого яркого фрагмента. Туда-сюда-обратно :), пришёл к пониманию. Ухудшил. Чем? Слишком много чёткости? Я уменьшу применение слоя «чёткость». Слишком много шума по фону? Увеличу применение слоя «шумодав по фону». Я свожу итоговую картинку. И, если понимаю, что мне не хватает какого-то слоя, я добавляю его и так же, итеративно, довожу коэффициент применения слоя до нужного.

Я собрал жпег, опубликовал его и получил обратную связь. Мне сказали «не, Олег, ты слишком много насыщенности дал, это уж совсем краснО, надо прибрать». Не проблема. Запускаю фотошоп, применение слоя «насыщенность туманности» падает с 90% до 45%. Сохраняю жпег — теперь смотрится на пять! Не тот цвет звёзд? Дык, есть же (или будет создан) слой «цвет звёзд», включающий в себя инструмент «цветовой баланс», одетый на кадр по маске звёзд.

Ещё одно не менее (если не более!) важное отличие монтажа в фотошопе против обработки в pixInsight или другом астрософте — это возможность нелинейной обработки изображения. Что это значит? К примеру, отличнейший инструмент по обработке астрофото, уже десять раз мною упомянутый пикс является средством линейной обработки изображения. Мы берём фит, применяем к нему (можно по маске) деконволюцию. Следующим шагом мы «посолим» шумодавом. Дальше чуть-чуть откорректируем гистограмму или изменим изображение кривыми. Все шаги линейны. От первого идём ко второму, идём к третьему, четвёртому, двадцать пятому. Что, если я ошибся во втором шаге? Это пожар, это трагедия. Мне надо будет отменить все шаги до второго, изменить коэффициент применения шумодава, например, и вручную повторить все шаги вперёд. Которые не факт что отработают как в прошлый раз.

В фотошопе же мы нелинейно уменьшим применение слоя «шумодав» и за 10 секунд получим новую версию жпега. Нарезав картинку на слои мы можем замесить наш пирог так, как нужно.

Но как же готовить слои этого пирога? На какой сковородке, с каким маслом и … сколько вешать в граммах?
Отличнейший инструмент для этого, его название я уже упомянул. Это pixInsight. Да, мне не нравится, что авторы проги активно продавливают свой формат файлов, но в остальном эта программа обработки астроизображений, на сегодняшний день, не побоюсь этого слова, является лидирующей на рынке. Прога стоит некоторого количества денег, но … всегда есть способ обойти это досадное недоразумение.

Третья, а точнее самая первая программа, с которой начинается обработка фита — это бесплатный fitStacker. Программа, изначально нацеленная только на профессиональное сложение уже выравненных фитов, постепенно была развита автором, дополнена некоторым количеством полезного функционала обработки одного итогового фита.

Зачем мне весь этот зоопарк разнообразного софта? Почему не пользоваться чем-то одним, к примеру тем же пиксом (pixInsight), не перебегая от программы к программе? Я поясню свою позицию, хоть в целом она не нуждается в этом — она просто есть и я (для себя), просто прав. Так сказать, презумпция правоты, точнее права на собственное, пусть и ошибочное, мнение.

Вспомните посещение автосервиса. Если не были там (что странно), то обязательно сгоняйте на экскурсию. Дядька слесарь не чинит машину одним разводным универсальным ключём. Он берёт накидной ключ. Торцовый (рожковый) ему тоже удобен. А где-то не достать сбоку и он берёт головку и вороток. Быть может он на дорогой и крутой динамометрической трещётке, а может быть это сторублёвая металлическая штанга — тут уж зависит от привычек и финансов Мастера. Где-то, чтобы снять шаровую, один возьмёт молоток, а другой — специальный съёмник шаровой. Но чес-слово, я никогда не видел глупца автослесаря, стучащего по шаровой тем самым универсальным разводным ключём. Набор спец. инструментов всегда покажет результат не хуже, а часто лучше, чем один универсальный. Именно поэтому я пользуюсь fitStacker’ом для сложения, пиксу доверяю подготовку слоёв, а фотошопу — реалтайм сведение итогового изображения. Они делают лучше то, что умеют делать лучше.

Планирование и подготовка

С опытом обработки этот этап … не пропускается, но происходит автоматически, не задумываясь. Но чтобы этот самый опыт получить, чтобы привычка сформировалась, первое время нужно первым делом попытаться понять — из чего же состоит обрабатываемая картинка. Какие «улучшайзеры» стоит использовать, чего попытаться добиться.

@todo

Слой: Шумодав

Кто-то пользуется шумодавом, другой же считает его кошмар-кошмаром, убивающим ДД и делающим картинку пластилиновой. Одни давят всё так, что смотреть противно, другие же признаются в шумодаве, но найти на картинке его не получается. Именно такой подход я и пропагандирую. Шумодав, как любой другой инструмент улучшения картинки, не только имеет право на существование, но и, на мой взгляд, обязан использоваться. Но, как и в клятве Гиппократа, самое главное не сделать хуже. Не навредить.

В концепции сведения итоговой картинки в фотошопе через задание того или иного веса слою «шумодав», теряется смысл вопроса нужен ли этот слой. Нужен! Но процент его применения может быть и 0 :). В частном случае. Так что шумодав — обязателен! А применять его ко всей картинке или к её части — вопрос десятый. Если есть ресурс (хватает времени и упорства на обработку), то будет преступлением не попробовать применить шумодав в отдельном слое. Попробовать применить ко всему кадру. Скопировать в отдельный слой, снабдив его инверстной размытой маской, то есть попробовать применить его больше к фону и тусклым элементам кадра. «За спрос морду не бьют».

Но какой метод шумоподавления выбрать? Так как я описываю свой опыт и мои предпочтения на момент написания статьи, то озвучу мой сегодняшний выбор

@todo