Οδηγός για "flat" φωτογραφίες

Ένα από τα μεγάλα προβλήματα στην αστροφωτογραφία είναι η ανομοιομορφία του πεδίου. Το πρόβλημα αυτό είναι κυρίως ορατό σε αισθητήρες μεγάλου μεγέθους όπως μεγάλα CCD ή CMOS (των DSLR) αλλά και στο film. Προέρχεται α)από την αναμενόμενη, άνιση ευαισθησία των κυψελίδων β)από εμπόδια στο οπτικό μονοπάτι. γ)από οπτικά σφάλματα. Το (α) και το (γ) διορθώνονται εύκολα και διαχρονικά για κάθε συνδιασμό φωτογραφικών εργαλίων αλλά το (β) προκαλέι μια αναγκαία επανάληψη της διαδικασίας για κάθε νέο στήσιμο του εξοπλισμού.

Η ιδέα είναι η εξής : Αν μπορούσαμε να έχουμε μία εικόνα η οποία θα είχε όλες τις ατέλειες της φωτογραφίας μας αλλά δεν θα είχε τα αστέρια και το αντικείμενο που φωτογραφίζουμε, τότε θα μπορούσαμε να τη «διαιρέσουμε» με τη φωτογραφία μας και έτσι να εξαλείψουμε τα σφάλματα. Δηλαδή αν έχουμε δύο γειτονικές κυψελίδες ενός CCD οι οποίες στη φωτογραφίες μας «βλέπουν» ουρανό και τις εκθέσουμε για κάποιο χρόνο, τότε θα πάρουν μία τιμή φωτεινότητας. Έστω η πρώτη 10 και η δεύτερη που είναι προβληματική 8. Αν με τον ίδιο εξοπλισμό, σε ένα φανταστικό ουρανό χωρίς αστέρια και άλλα αντικείμενα, εκθέσω πάλι και η πρώτη πάρει την τιμή 5, η δεύτερη (προβληματική) θα πάρει την τιμή 4. Αυτό που θέλω τώρα είναι να δαιρέσω την πρώτη φωτογραφία με τη δεύτερη (του φανταστικού ουρανού). Δηλαδή να διαιρέσω τις τιμές των κυψελίδων της πρώτης φωτογραφίας με τις τιμές των αντίστοιχων της δεύτερης. Θα πάρω το εξής : 10/5=2 και 8/4=2 . Αυτό που βλέπω είναι ότι η καλή και η προβληματική κυψελίδα έχουν πια εξισωθεί (ομοιομορφία στο πεδίο) και αφού η δεύτερη φωτογραφία δεν περιείχε τα αστέρια και το αντικείμενο, αυτά μένουν ανέπαφα μετά τη διαίρεση. Ωωωραίαα...

Πως όμως παίρνω τη φωτογραφία που δέχεται φως αλλά δεν περιέχει ουράνια σώματα?

Η σκέψη είναι απλή, η εκτέλεση όμως πιο δύσκολη.

Με την κάμερα στη θέση της (όπως και στη φωτογραφία του αντικειμένου) και εστιασμένη, εκθέτω σε μία ομοιόμορφη, λευκή επιφάνεια που απέχει λίγο από το τηλεσκόπιο. Προσπαθώ η επιφάνεια αυτή να είναι κάθετη ώς προς το τηλεσκόπιο και όσο πιο ομοιόμορφα φωτισμένη γίνεται.

Διάταξη για έκθεση flat

(Άλλοι αρέσκονται να εκθέτουν κατά τη δύση ή την ανατολή του ηλίου με το τηλεσκόπιο να σημαδεύει το ζενίθ)

Πόσο εκθέτω?

Εκθέτω όσο χρειάζεται ετσι ώστε να «γεμίσει» η φωτογραφία λίγο πάνω από τη μέση (για τους κατόχους DSLR αυτό σημαίνει ότι η φωτογραφία πρέπει να μην είναι σκοτεινή αλλά ούτε και «καμένη») Για μία CCD που «γεμίζει» στα 40000 ADU, μία έκθεση που φτάνει τα 20-25000 ADU είναι καλή.

Μία φωτογραφία flat (πάνω). Άθροισμα 25 flat (κάτω). Έιναι εμφανής η ύπαρξη ανομοιομορφίας λόγω (α) και (γ) και κάποια σημάδια (donuts) από σκόνη μάλλον στο ccd λόγω (β) (είμαι τυχερός...περίπου).

Επεξεργασία.

Παίρνω αρκετές φωτογραφίες flats. Αφαιρώ από κάθε μία τον ηλεκτρικό θόρυβο (dark : είναι η διαδικασία αφαίρεσης του θορύβου που δημιουργήται από το ρεύμα που διαρρέι τα ηλεκτρονικά της κάμερας και εξαρτάται από τη θερμοκρασία και το χρόνο έκθεσης) και στη συνέχεια τις προσθέτω με average ή median. Έχω τώρα το Master Flat.

Στις φωτογραφίες μου με το αντικείμενο που φωτογραφίζω, αφού αφαιρέσω το Master Dark (στη κάθε μία), διαιρώ με το Master Flat (τη κάθε μία) (ΠΡΙΝ τις ευθυγραμμίσω γίνονται οι διαδικασίες της αφαίρεσης και της διαίρεσης) και είμαι έτοιμος να τις ευθυγραμμίσω και να τις προσθέσω για να πάρω την τελική διορθωμένη φωτογραφία.

Μία φωτογραφία του Μ104 (120 δευτ., πράσινο φίλτρο, Atik 16HR, 8”SN) μετά την αφαίρεση του M.Dark και πριν τη διαίρεση του M.Flat (πάνω), μετά τη διαίρεση (κάτω)

Σε προγράμματα όπως το Maxim DL και το AstroArt οι διαδικασίες αφαίρεσης και διαίρεσης γίνονται αυτόματα. Το μόνο που κάνεις είναι να ενημερώνεις το πρόγραμμα ποιά είναι τα Darks, τα Flats, τα Darkflats(darks που αναφέρονται στα flats) και Light frames (οι φωτογραφίες με το αντικείμενο). Προσωπικά προτιμώ να κάνω μόνος μου μία- μία τις διαδικασίες στο Iris χρησιμοποιώντας τις εντολές του.

Προσοχή θέλουν τα εξής : 1)Τα darks πρέπει να έχουν την ίδια διάρκεια με τις εκθέσεις του αντικειμένου που φωτογραφίζουμε και όσο το δυνατόν παρόμοια θερμοκρασία κατά τη λήψη. 2) Για τη διόρθωση του (β) πρέπει η φωτογραφική να έχει τον ίδιο προσανατολισμό ως προς το τηλεσκόπιο με τις κανονικές φωτογραφίες εφ’όσον τα εμπόδια στο οπτικό μονοπάτι ΔΕ βρίσκονται στον αισθητήρα αλλά στο τηλεσκόπιο. Αυτό σημαίνει ότι αν βρίσκονται στο τηλεσκόπιο πρέπει κάθε φορά που αλλάζω προσανατολισμό στη κάμερα, να παίρνω και flats. 3) Μετά από αυτή τη διαδικασία δεν είναι εγγυημένη η ομοιομορφία στις εικόνες αφού υπάρχει και το πρόβλημα της φωτορύπανσης. Αυτό όμως διορθώνεται πιο εύκολα, αργότερα στο photoshop με gradient remover.

Ελπίζω να βοήθησα όσους εδιαφέρονται για την ψηφιακή αστροφωτογραφία!

1) Τα flat πρεπει να εχουν ~ 1/3 του κορεσμου της καμερας

2) τα DARK ΔΕΝ πρεπει να εχουν εκφεση οσο και το light. γενικα αποδυκνυεται οτι ενα dark 30 λεπτα ειναι πολυ καλυτερο απο ενα με μερικα δεπτερολ.

3) ΚΑΙ ΣΥΜΑΝΤΙΚΟΤΕΡΟ γενικα για reduction αποφυγε maaxim dl ktl αλλα προσπαθησε με iraf ή starlink

αυτα

δημητρης

ωραία παρουσίαση!!!

Βασικά μερικά σχόλια:

1.Απ'οτι βλέπω στα flat έχεις πολύ καθαρό καθρέφτη!.

2.Επειδή το readout noise είναι στατιστικό μέγεθος και όχι σταθερό, καλό θα είναι να μην ξεχνάμε και τα bias.

3.Τα dark, όπως και τα flat δεν είναι ανάγκη να είναι στον ίδιο χρόνο έκθεσης με την εικόνα αλλά μπορούν να διαιρεθούν αρχικά με τον δικό τους χρόνο έκθεσης, στη συνέχεια να γίνει ένα masterdark με average (αφού αφερεθούν τα bias) και στη συνέχεια να πολλαπλασιαστεί με το χρόνο έκθεσης της εικόνας.

4.Τα flat είναι προτιμότερο να αθροίζονται με median

Ξέρω ότι πολλοί δεν συμφωνείτε με τα παραπάνω αλλά προσωπικά προτιμώ την παραπάνω διαδικασία

Ευχαριστώ για τις διορθώσεις

Ο καθρέφτης είναι πράγματι αρκετά καθαρός αφου είναι SN με διορθωτικό φακό μπροστά. Τα ορατά σωματίδια πρέπει να είναι στο CCD.

Mου αρέσει ιδιαίτερα ο τρόπος που περιγράφεις για τα dark και για να το λες εσύ θα είναι πολύ αποτελεσματικός.

Ναι τα flat συνδιάστηκαν με median, απλά μένει πολύ περισσότερος θόρυβος από ότι με average ή Max-Min rejection (που μου αρέσει εμένα για light frames).

Θεωρείς τα bias εξίσου σημαντικά για ερασιτεχνική φωτογράφιση ή είναι λιγότερο σημαντικά από ότι σε επιστημονικές εφαρμογές?

Φίλε Φώτη,

Δεν είμαι αστροφωτογράφος οπότε προσωπικά δέν μπορώ να σου απαντήσω αν τα bias είναι αρκετά σημαντικά στην αστροφωτογράφιση.

Υποθέτω πως όσο περισσότερα καρέ έχεις τόσο μεγαλύτερο ρόλο παίζουν.

Ο καλύτερος τρόπος είναι να δοκιμάσουμε και βλέπουμε!

p.s. Ο messier και ο Aντώνης τι λένε;

...και τώρα δες την συνημένη εικόνα και πές μου....

.....do ya feel lucky punk?

Χαχαχα!!! Α ρε Vegan. Μου θυμίζεις... τα νιάτα μου

Κρυονέρι ΑΘΑΝΑΤΟΟΟΟΟΟΟ!!!! Απορώ πως μπορούμε και βγάζουμε paper με αυτό το τηλεσκόπιο...

Βλέπω επίσης πως η υπέροχη συλλογή νταμκάδων έχει αυξηθεί... Ειδικά εκείνη η γραμμή στο κέντρο του frame είναι όλα τα λεφτά!!! Μπας και κάνατε καμιά κουτσουκέλα με τον άλλον?

s.

ΥΓ Φώτη, ο όρος darkflat λίγο με ξενίζει... Έχει κάποια αντίφαση μέσα του...

Όπα ρε virial, που ξέρεις από πού είναι το flat;

Εκείνο το πράμα στο κέντρο του frame που μοιάζει με σκουλικαντέρα λες;

ΟΥΦΟ είναι...(ή κουτσουλιά)

Μπας και κάνατε καμιά κουτσουκέλα με τον άλλον?;

Σαν τί δηλαδη;

Για παράδειγμα μήπως ρωτάς αν φτιάχναμε αυτοσχέδιους ναργιλέδες πάνω στο θόλο;

(λέμε τωρα...)

Όπα ρε virial, που ξέρεις από πού είναι το flat;

Ε, να, έχω μια 6η αίσθηση... (Επίσης, ΚΑΝΕΝΑ άλλο τηλεσκόπιο δε θα μπορούσε ποτέ να έχει τόσο χάλια flat....)

Εκείνο το πράμα στο κέντρο του frame που μοιάζει με σκουλικαντέρα λες;

Ναι...

ΟΥΦΟ είναι...(ή κουτσουλιά)

Τώρα που το λες.... Μάλλον προς το πρώτο κλίνω κι εγώ...

Επίσης και όλα τα συναφή

Εγω παιδες αν θελετε να στειλω νομιζω οτι εχω ακομα πιο καφρικα flat (κρυονερι παντα) ......

Απλα βαριεμαι να ψαχνω τωρα

Απλα για να ξερεται οτι οσο χαλια και να ειναι ενα flat το σημαντικο ειναι να να μην αλαζει κατα την παρατηρηση. Μου ετυχε περιπτωση μια παρομοια σκουλικαντερα να βρισκεται στην ακρη του πεδιου

την αρχη της νυχτας , αφου εχω παρει flat , και μετα προυνο προυνο να εχει βγαλει ποδαρακια ( αλωστε σκουλικαντερα ειναι!!!) και να εχει μετακινηθει προς το κεντρο !!!!

Μετα τι κανεις?? τα μισα frame ειναι διαφορετικα απο τα αλλα μισα. Στην προκειμενη περιπτωση σωζεις την κατασταση αν παρεις πρωινα flat αλλα ειναι πολυ χαμαλοδουλια μετα το reduction

Φωτη προσεγγιζεις το θεμα ''αστροφωτογραφια'' με υποδειγματικο τροπο.Εντυπωσιακα αποτελεσματα,βασισμενα σε καταρτιση και διαρκες ψαξιμο.

Μακαρι να ειχα χρονο να λειτουργουσα και εγω με αυτο τον τροπο.

Σου αξιζουν συγχαρητηρια παντως.

Και για το αληθες του λογου να και τα flat που ειπα:

Βεβαια ολα αυτα ειναι νορμαλ για το κρυονερι!!!!

Το πρωι

Την Δυση

Μπράβο Φώτη πολύ καλή παρουσίαση σου αξίζουν συγχαρητήρια

Αν και ακόμη δεν έχω ασχοληθεί με βαθύ ουρανό, θα ήθελα να σε ρωτήσω τα Flat & Dark frames τα παίρνεις σε κάθε φίλτρο χρωματικό? εγώ κατάλαβα πως όχι!!! Πολύ έξυπνο το κόλπο με τον άσπρο πίνακα!!!

Φιλικά Γιώργος

γιωργο προφανος ενα dark δεν χρειαζετε φιλτρο αφου η καμερα δεν περνει και δεν πρεπει να περνει φως. αρα στα dark το φιλτρο είναι αχρηστο. για τα flat ναι χρειαζεσε σε καθε φιλτρο

δημητρης

Γιώργο,

Αν και ακόμη δεν έχω ασχοληθεί με βαθύ ουρανό, θα ήθελα να σε ρωτήσω τα Flat & Dark frames τα παίρνεις σε κάθε φίλτρο χρωματικό? εγώ κατάλαβα πως όχι!!!

Τα flat τα παίρνεις σε κάθε φίλτρο ξεχωριστά.Αυτό γιατί η ευαισθησία του κάθε pixel σε διαφορετικά μέρη του φάσματος είναι διαφορετική.

Στα dark το chip δεν αλληλεπιδρά με το φώς, οπότε όπως πολύ σωστά είπες, δε χρειάζεται αλλαγή φίλτρου

Δηλαδή μετά η επεξεργασία είναι ας τα να πάνε!!! , μερικοί παίρνουν και τα Bias αυτά τι είναι? Βέβαια υπάρχουν νομίζω και τρόποι να τα κάνεις ψηφιακά αυτά με Photoshop!!! δημιουργώντας μάσκες?

Vegan και Messier51 sorry για το dark.

Vegan τελικά ακόμη να έρθει η στήριξη με βλέπω για το Πάσχα!!! και ας ελπίσουμε και αυτή να μην έχει πρόβλημα γιατί στο τέλος θα μου την δώσει και θα την την Meade.

Γιώργό τι να πώ....περαστικά και με τρέλα!

Αντε το Πάσχα που θα έρθω θα πιάσουμε δουλειά!

Για τα bias:

Όταν το τσιπ "διαβάζει" την τιμή του ηλεκτρικού φορτίου,δεν το κάνει με ακρίβεια αλλά με απροσδιοριστία της τάξης του 2-3% συνήθως(ανάλογα με την κάμερα).Δηλαδή για παράδειγμα ένα pixel σου δείνει τιμή 15.000 +- 2%

Αυτό το σφάλμα το αφαιρείς με τα bias.

Δεν νομίζω να μπορεί να κάνει κάτι τέτοιο το Photoshop αφού τα bias είναι χαρακτηριστικό της κάμερας

Παιδιά επειδή δε κατάλαβα πως γίνεται να ''διαιρείς'' εικόνες, μπορείτε να μας πείτε ποιά είναι τα προγράμματα που κάνουν αυτή τη δουλειά, καθώς και αν υπάρχουν κάποια δωρεάν?

Όλα τα μεγάλα αστρονομικά πακέτα (IRAF, STARLINK, MIDAS) είναι freeware και με ένα απλό ψάξιμο στο google θα βρεις τα ανάλογα site για να τα κατεβάσεις. Βέβαια όλα τρέχουν μόνο σε Linux... Προσωπικά προτείνω το STARLINK, είναι το πιο εύκολο στη χρήση...

Όσο για τη διαίρεση το format που έχουν οι εικόνες, πχ fits, είναι αυτό που κάνει τη διαφορά. Ουσιαστικά, πρόκειται για έναν nxn πίνακα με τιμές τις ψηφιακές τιμές των pixel.... οπότε η διαίρεση είναι παιχνιδάκι.

Όλα τα μεγάλα αστρονομικά πακέτα (IRAF, STARLINK, MIDAS) είναι freeware και με ένα απλό ψάξιμο στο google θα βρεις τα ανάλογα site για να τα κατεβάσεις. Βέβαια όλα τρέχουν μόνο σε Linux... Προσωπικά προτείνω το STARLINK, είναι το πιο εύκολο στη χρήση...

Για windows μόνο το IRIS είναι; Το maximdl κάνει;

Δηλαδή η προκύπτουσα εικόνα αν κατάλαβα καλά αποτελείτε από πιξελ που έχουν προέλθει από τη διαίρεση πινάκων της εικόνας με τη φλατ. Όταν λες παιχνιδάκι εννοείς για το πρόγραμμα φαντάζομαι