Guía completa de procesamiento de imágenes astronómicas (3): tecnología básica para objetos de cielo profundo
En esta sección, aprenderá:
& gtEliminación de la contaminación lumínica
& gtHistograma
p>
& gtImpresión en color
& gtTecnología de mejora
La tercera parte saltará del sistema solar y comenzará a introducir los métodos de procesamiento de objetos del espacio profundo. El software y las herramientas utilizadas también son diferentes a las utilizadas en las dos entregas anteriores que trataron sobre la luna, los planetas y el sol.
Las fotografías de objetos del cielo profundo a menudo se obtienen mediante exposiciones prolongadas y el procesamiento no es tan sencillo. La contaminación lumínica a menudo crea una contaminación de fondo rojo anaranjado en las fotografías. Esta sección hablará sobre cómo eliminar el fondo causado por esta contaminación lumínica y cómo extraer cada detalle de la imagen.
Este artículo también presentará algunas técnicas que pueden hacer que sus imágenes en color sean más claras y nítidas, acortar el tiempo de captura y cómo ver fácilmente una imagen con un histograma. Comprender los histogramas es la clave para encontrar detalles ocultos en las imágenes.
También discutiremos el enfoque de la imagen, cómo enfocar las partes que necesitan enfoque y dejar las otras partes sin cambios. Finalmente, aprenda a usar máscaras de capa para componer fotografías con diferentes exposiciones.
Software importante
Photoshop: Photoshop siempre ha sido el mejor software de edición de gráficos del mercado, pero es caro. Si no puedes permitírtelo, también puedes utilizar la versión simplificada de Photoshop Elements, que tiene todas las funciones disponibles. Los ciudadanos chinos pueden ignorar esta afirmación.
GIMP: La abreviatura de "GNU Image Control Program" también es un potente editor basado en capas. A diferencia de los dos modos anteriores, es gratuito, admite varios sistemas operativos y tiene una gran cantidad de bibliotecas de complementos.
Software de procesamiento de imágenes astronómicas: Muchos software de procesamiento de imágenes astronómicas son muy fáciles de usar, como los potentes Maxim DL, Astroart e ImagesPlus, así como el gratuito IRIS.
Métodos/Pasos
Eliminación de la contaminación lumínica
El cielo estrellado es más hermoso sólo cuando está completamente oscuro, y esta condición se está alejando cada vez más de a nosotros. Las farolas, las luces de los edificios, las luces de los automóviles y los reflectores son fuentes de contaminación lumínica que destruyen el cielo estrellado de la ciudad. Las exposiciones prolongadas de cielos estrellados adquieren un tono rojizo, que es el resultado del reflejo de la luz en el polvo de la atmósfera.
Hay varias formas de evitar la contaminación lumínica: disparar con un CCD monocromático y un filtro de banda estrecha, o utilizar una cámara réflex y un filtro de pérdida de luz. Sin filtros, las imágenes también se pueden mejorar durante el procesamiento de imágenes.
Paso uno: esta imagen es una característica típica causada por la contaminación lumínica: un gradiente de brillo anaranjado-marrón.
Paso 2: Si la imagen no tiene degradado, es más sencillo. Abra la escala de colores, seleccione el canal rojo y deslice el control deslizante de ajuste central hacia la derecha hasta que aparezca un poco verde.
Paso 3: seleccione el canal verde nuevamente y deslice el control deslizante central hacia la derecha hasta que el fondo del cielo vuelva a ser negro sin rojo ni verde obvios.
Paso 4: Si tu imagen tiene un degradado claro, duplica la capa para que ambas capas tengan la misma imagen.
Paso 5: En la capa superior, seleccione Filtro/Ruido/Polvo y rayones, establezca el valor de Radio en 100 y el Umbral en 0. Es decir, no puedo ver todos los detalles.
Paso 6: Cambia el modo de fusión de esta capa a "Pobre", ajusta la curva apropiadamente y finalmente fusiona las capas.
Histograma
En el proceso de procesamiento de imágenes, siempre encontrarás histogramas. Los histogramas son muy útiles en el procesamiento de imágenes, ya que describen la cantidad de píxeles para cada valor de brillo en una imagen. El eje horizontal es el brillo, con el negro a la izquierda y el blanco a la derecha. Todos los valores de brillo de la imagen están ordenados en el eje horizontal. El eje vertical es el número de píxeles. Debido a que hay muchos valores de brillo, los valores de píxeles de varios brillos están muy juntos, mostrando algunas tendencias, como montañas onduladas. El número absoluto de píxeles de un determinado brillo no es importante.
El histograma también proporciona una gran cantidad de información de contenido sobre la imagen. Por ejemplo, si una imagen muestra muchas estrellas sobre un fondo negro, el histograma tendrá un pico en el extremo izquierdo, que es información sobre el fondo del cielo.
El número de niveles de gris en una imagen capturada por una cámara viene dado por el número de bits. Cuantos más bits haya, más niveles de gris habrá. Por lo tanto, muchas cámaras CCD tienen dígitos muy altos y el número de niveles de escala de grises puede llegar a miles. Esta situación no es infrecuente. Para este tipo de imagen, cuando se abre en un software de procesamiento normal, el histograma está casi por completo en el extremo negro. Utilicemos la técnica de expansión del histograma para revelar la imagen oculta en negro.
Expansión de brillo y contraste
Al aumentar el brillo, se desplaza el histograma de la imagen hacia la derecha. Cuando se mueve demasiado, los píxeles brillantes alcanzan su máximo, que es blanco puro. Si hace clic en Aceptar en este punto, estos píxeles blancos no se restaurarán.
De manera similar, si reduce el brillo hasta que el histograma se mueva hacia la izquierda, algunos píxeles se volverán negros puros y un fondo negro puro puede parecer poco natural en fotografías de objetos de cielo profundo. Por lo que esta situación debería evitarse.
La distribución del brillo en la imagen, el "pico principal" en el histograma, define el contraste general de la imagen. Para imágenes con poco contraste, el "pico principal" del histograma es estrecho. Ajustar el contraste es ampliar este "pico".
Degradado de color
La herramienta de degradado de color se ajusta directamente en el histograma y hay tres controles deslizantes para el ajuste.
Una mirada más cercana al histograma puede determinar dónde se necesitan ajustes. Idealmente, el control deslizante negro debería estar justo antes de que el histograma comience a subir y el control deslizante blanco debería estar después de que el histograma haya bajado por completo. En este momento, su contraste es máximo.
El control deslizante del medio define el brillo medio de la imagen. Al ajustar este control deslizante, puede cambiar el brillo de la imagen sin que ningún píxel alcance valores extremos.
La herramienta Niveles es muy útil para extraer detalles oscuros, pero también tiene limitaciones, que es el ajuste lineal. Esto significa que no puedes simplemente cambiar ciertos brillos y dejar otros sin cambios.
Curvas
La herramienta Curvas es una escala de colores más potente. La herramienta de escala de color solo tiene un control deslizante central, mientras que Curvas, en teoría, proporciona controles deslizantes medios ilimitados, lo cual es un ajuste no lineal. Esto sólo se puede ajustar para ciertos brillos.
Es muy sencillo de utilizar. La curva parte de una línea recta de 45 grados. Generalmente, el eje horizontal representa el brillo a ajustar y el eje vertical representa la altura a la que se ajusta el valor de brillo original, es decir, el contorno de la curva. La línea recta predeterminada de 45 grados significa que el brillo que se ajustará es el mismo que el objetivo que se ajustará. Puede redefinir la forma de una curva agregando puntos de ajuste a la curva y luego arrastrándolos.
La curva debe ser suave y evitar que llegue a la parte superior o inferior, lo que significa que algunos píxeles se vuelven de color blanco puro y negro puro.
Impresión digital
El proceso de extraer detalles de una imagen es como revelar una fotografía a partir de una película. Esto se llama Proceso de Impresión Digital (DDP). Una parte importante del DDP es la expansión del histograma no lineal.
DDP, que se encuentra en los programas profesionales de procesamiento de imágenes astronómicas, permite ajustar manualmente parte del histograma dejando otras partes sin cambios. Esto es útil en muchas situaciones, por ejemplo si desea realzar estructuras débiles y sutiles en una galaxia o nebulosa sin hacer que otras partes brillantes sean más brillantes.
Diferente software tiene diferentes métodos de implementación de DDP. En Maxim DL (abajo), DDP es una combinación de extensiones USM y gamma. Este último puede realzar las partes brillantes u oscuras de una imagen.
Procesamiento del color: un método que ahorra tiempo para la fotografía monocromática
Se pueden utilizar muchas cámaras para tomar fotografías de objetos del cielo profundo. Tanto las cámaras SLR como las CCD refrigeradas pueden tomar fotografías en color directamente. Pero preferimos utilizar un CCD astronómico monocromático, aunque para tomar fotografías en color se necesitan filtros diferentes, por lo que el tiempo de disparo se prolonga considerablemente.
La ventaja de esto es que puedes separar la información de color de los detalles espaciales de la imagen, de modo que puedas mejorar los detalles de un determinado color a voluntad. Los detalles espaciales de la imagen están determinados por la información de brillo (L), que se puede capturar con el filtro L, y la información de color se puede capturar con el filtro de color primario RGB. Estas imágenes de tres colores no son tan importantes como las imágenes L y no mejoran la calidad de los detalles de la imagen. Suena raro, ¿no? En efecto. Si tienes una imagen L realmente buena, no importa si la imagen de tres colores está incluso borrosa.
Cuando utilices CCD para tomar imágenes L, debes configurar la resolución al nivel más alto para asegurarte de poder capturar los mejores detalles. Al tomar una imagen RGB de tres colores, para lograr una exposición equivalente a la imagen L, lo ideal es que el tiempo de exposición sea tres veces mayor que el de la imagen L. Porque cada filtro de color sólo transmite un tercio de la luz.
Pero como la resolución de la imagen de tres colores no es importante, la función Ningbin del CCD se puede utilizar para aumentar la sensibilidad de la cámara, acortando así el tiempo de disparo. Configurar Ningbin con 3×3 píxeles hará que la suma de cada 3×3 píxeles se convierta en un píxel grande, aumentando la sensibilidad de la cámara 9 veces y reduciendo la resolución en 1/9. Entonces, después de usar Ningbin, el tiempo de toma de cada imagen en color se convierte en un tercio de la imagen L y el resultado es el mismo que la exposición original de tres veces la imagen L.
Pasos:
En el primer paso, suponiendo que haya procesado cuatro imágenes de L, R, G y b, si toma una imagen de tres colores utilizando el método Ningbin, usted Es necesario aumentar el tamaño de la imagen, al igual que la imagen L. Si usa un Ningbin de 2 × 2, amplíe la imagen al 200%, si usa un Ningbin de 3 × 3, amplíela al 300%.
Paso 2: Cree una imagen RGB con el mismo tamaño que la imagen L, pegue las cuatro imágenes LRGB en diferentes capas y nombre las capas para evitar errores. Oculte las dos capas superiores y alinee las dos capas inferiores.
Paso 3: Repite el paso anterior y alinea las dos capas superiores.
El cuarto paso es crear una nueva imagen RGB y pegar la capa R en el canal rojo de la nueva imagen. También pegue las capas G y B en los canales correspondientes. Copie esta imagen a todo color (capa) y pegue la imagen original.
El quinto paso es mover la capa L a la capa RGB y establecer el modo de fusión de la capa en "Luminosidad". Ajusta la saturación, la escala de color y las curvas hasta que estés satisfecho. Si la capa RGB tiene ruido visual, puede realizar un desenfoque gaussiano débil.
En el sexto paso, la capa L también puede ajustar el contraste, el brillo, los niveles de color, las curvas y la nitidez para mejorar los detalles. Lo más importante es asegurar la alta calidad de esta capa. Por lo tanto, es necesario duplicar esta capa y ocultarla para realizar una copia de seguridad.
Tecnología de ajuste de color
Agregar información de Hα
Para agregar la imagen tomada con el filtro Hα a la imagen RGB para mejorar los detalles de Hα, en lo anterior seis Según los pasos anteriores, duplique la capa R en la parte superior, establezca la opacidad en 30-50% y luego reemplace esta capa y la capa L con la imagen Hα.
Mejora de rojo
Abre una imagen RGB, copia y pega el canal rojo en una nueva capa. Abra el menú Imagen-Ajustes-Tono/Saturación, marque "Color", establezca el tono en 0 y la saturación en 50-70. Cuando termine, configure el modo de fusión de capas en "Aclarar" y ajuste la opacidad hasta que esté satisfecho. hasta.
Reemplazar color
La herramienta de reemplazo de color puede resolver el problema de los bordes morados. Abra la opción Reemplazar color, use el selector de color para seleccionar el color del borde morado, seleccione "Selección" debajo de la miniatura y aumente la tolerancia hasta que la forma del borde morado sea visible. Seleccione negro como color de reemplazo, luego ajuste la saturación y el brillo hasta que desaparezcan los bordes morados.
Ajustar el equilibrio de color general
La herramienta Equilibrio de color puede ajustar el color general de la imagen. Color Balance ajusta los niveles de color en tres áreas: sombras, medios tonos y luces. Por ejemplo, si el fondo de su imagen es demasiado oscuro, seleccione Sombras y ajuste los controles deslizantes de tres colores.
Tecnología de mejora de objetos de cielo profundo
Las fotografías típicas de objetos de cielo profundo incluyen tanto objetos de cielo profundo como muchas estrellas. Por supuesto, si tomas una fotografía de un cúmulo globular o de un cúmulo abierto, son casi sólo estrellas.
Existen algunos problemas con el manejo de fotografías de celebridades. Las estrellas son fuentes puntuales, pero debido a la influencia de la atmósfera terrestre, las estrellas de la foto son puntos redondos. El diámetro de la mancha circular es proporcional al brillo de la estrella y los bordes no son muy claros.
La dificultad es cómo mantener las estrellas intactas cuando se trata de objetos de cielo profundo, como nebulosas o galaxias. El enfoque USM es un método de enfoque común que funciona mejorando el contraste entre las áreas claras y oscuras. Pero creará un círculo negro alrededor de las estrellas y un enfoque excesivo hará que las estrellas parezcan abruptas.
Una forma es seleccionar las estrellas y luego invertirlas, trabajando en otras zonas. ¿Es difícil elegir cada estrella? No temas, hay varias formas de hacerlo y no es tan difícil como crees. La forma más sencilla es utilizar la herramienta de selección de gama de colores y seleccionar una estrella brillante en el medio, que debe ser blanca. Cambiar la tolerancia del color cambia el tamaño del rango de selección. Haga clic en Aceptar. ¿Están seleccionadas todas las estrellas?
Luego, expanda la selección (Seleccionar-Modificar-Expandir) de 2 a 5 píxeles y luego difumínela 2 píxeles (Seleccionar-Ajustar bordes-Desvanecer). Si invierte la selección, puede afinar sus objetos de cielo profundo.
Después de seleccionar una estrella, puede surgir una situación. Por ejemplo, la mayoría de las celebridades están sobreexpuestas y tienen el centro blanco. Mira atentamente alrededor de las estrellas. Hay color, que es el color original de las estrellas. Si es así, copie la capa de la imagen original, seleccione las estrellas de la misma manera y luego difumine la capa superior, de modo que los colores circundantes se difundan en el centro de las estrellas. Establece el modo de fusión de la capa superior en "Color" y la saturación en alta para restaurar el color original de las estrellas. Al hacer esto, asegúrese de seleccionar siempre la estrella.
Máscara de capa
El mejor ejemplo es la famosa Nebulosa de Orión, que es un objeto con un amplio rango de brillo. Es brillante en el centro y oscuro alrededor. Si expones el centro correctamente, las estructuras circundantes no serán capturadas en absoluto. Por el contrario, al fotografiar estructuras circundantes, el centro queda sobreexpuesto y saturado.
Una solución es exponer dos veces, una para exponer correctamente el centro y otra para exponer correctamente la periferia. Sintetizado mediante tecnología de enmascaramiento de capas. Los detalles del centro y la periferia de la nebulosa se muestran perfectamente.
El primer paso es asumir que ya tienes dos fotos con el centro y la periferia correctamente expuestos. Pega las dos fotos en dos capas.
El segundo paso es tomar una fotografía con la exposición periférica correcta como capa superior. Ajuste la posición para que las dos capas queden alineadas.
El tercer paso es seleccionar el área sobreexpuesta en la parte superior central. Probablemente puedas seleccionarlo y no necesitas ser demasiado preciso para encontrar los bordes sobreexpuestos.
Paso 4: Mantenga presionada la tecla Alt y haga clic en el ícono "Agregar máscara de capa" para crear una máscara de capa para la capa superior.
El quinto paso es hacer clic en la máscara que se muestra en la capa para realizar un fuerte desenfoque gaussiano para cambiar gradualmente los bordes.
El sexto paso es hacer clic en la capa para obtener una vista previa de la imagen completa y ajustar los niveles de color y las curvas de las dos capas para que la imagen luzca natural.