Я в основном занимаюсь астрофотографией объектов глубокого неба, но я использую Mac и могу поделиться тем, что я использую, поскольку некоторые из них могут соответствовать вашим потребностям.
В астрофотографии глубокого неба фотограф собираетмного-много кадров некоторых объектов глубокого неба, таких как галактики, туманности и т. д., и каждый кадр должен иметь более или менее такое же поле зрения, как и все остальные кадры (если только они не снимают мозаику или не комбинируют данныеразными камерами или разными телескопами).Но главное, что на изображениях ничего не движется настолько, чтобы быть заметным в течение нескольких часов (большинство вещей движется недостаточно, чтобы быть заметным даже через много лет).
В пейзажной астрофотографиифотограф пытается запечатлеть как ландшафт на Земле, так и звездное поле на небе.«Пейзаж» и «небо» движутся относительно друг друга каждую секунду, и это создает особые проблемы, уникальные для этого типа астрофотографии.
Чтобы справиться с этим, вам нужно получить хороший снимок.чистое «пейзажное» изображение (где вы не беспокоитесь о звездах, вытягивающихся на небе), а затем также захватывает множество «небесных» изображений для использования при укладке.Вы складываете «небесную» часть своих данных, а затем повторно комбинируете ее с «ландшафтной» частью своих данных для создания конечного продукта.
Программное обеспечение
Процесс астрофотографии в глубоком небе включает в себя сбор довольно большого количества данных.Это включает в себя множество регулярных экспозиций (вы часто будете видеть их как «световые рамки» или просто «огни»), а также несколько других специальных типов экспозиций, которые представляют собой различные формы калибровочных экспозиций.
Данные калибровки включают смещения кадров, темных кадров и плоских кадров (если вы не знакомы с ними, я могу предоставить более подробную информацию ... ноЯ пропущу детали, если вас не попросят ответить на ваш ответ).
Часто во время захвата используются разные длительности воздействия.Более длительные выдержки помогают со слабыми объектами, где требуется больше времени для сбора света.Между тем, если экспозиции слишком длинные, то такие вещи, как звезды, будут взрываться, и вместо того, чтобы иметь цвет в звездах, вы получите только «белые» звезды, потому что все три цветовых канала обрезаны.Можно использовать программное обеспечение для захвата.
На Mac я знаком с двумя программами: (1) Nebulosity и (2) AstroDSLR.
Nebulosity выполняет захват и обработку изображений для объектов глубокого неба.
AstroDSLR предназначен для управления только процессом получения изображения.Он будет управлять камерой для сбора последовательности всех различных экспозиций, которые вы можете собирать, и он может делать это часами, если это необходимо.AstroDSLR доступен на CloudMakers.eu (он также продается в MacOS App Store).
На ПК с Windows я ранее использовал Backyard EOS (поддерживает только камеры Canon EOS), и теперь у них есть программа под названиемЗадний двор NIK (поддерживает только определенные камеры Nikon).AstroDSLR похож на те, за исключением того, что он работает на Mac, и он поддерживает целый ряд камер DSLR.Тот же производитель делает нечто под названием AstroImager, которое предназначено для специализированных астрофотографических CCD или CMOS сенсорных камер, которые не DLSR.
Другими популярными приложениями, которые используют компьютерные астрофотографы, являются такие вещи, как Sequence Generator Pro (также известный как Sequence Generator Pro).SGPro или SGP) и Максим Д.Л.Они не доступны на Mac.
Туманность сделана Stark-Labs.com.Он работает на Mac и выполняет как сбор, так и обработку изображений.Но я считаю, что получение изображений не так полнофункционально, как AstroDSLR, и я также считаю, что его обработка изображений не так полно, как PixInsight.Поэтому вместо того, чтобы использовать одну программу, которая делает обе вещи ... Я использую отдельные приложения, которые специализируются на том, что они делают.
Как только вы захватите все свои данные (светлые кадры плюс все калибровочные кадры), вы можете начать их комбинировать.У Nebulosity есть свои возможности, но я предпочитаю другое приложение под названием PixInsight, которое предлагает немного больше.
PixInsight стоит 230 евро.У этого есть немного кривой обучения (это немного походит на попытку изучить Photoshop).Он будет обрабатывать все операции по укладке (калибровка изображения, регистрация и интеграция) и многое другое.Одним из лучших учебных ресурсов для этого является сайт под названием IP4AP.com - у них есть учебные пособия.Эти учебные пособия являются частью службы подписки, стоимость которой составляет около 10 долларов в месяц или 100 долларов в год (но вы можете зарегистрироваться только на месяц за раз - я не думаю, что они заставят вас зарегистрироваться на длительный минимальный срок).
PixInsight ОЧЕНЬ мощный в своей способности справиться с интеграцией.Это единственное приложение, которое я когда-либо использовал, где складываемые изображения могут быть получены совершенно разными камерами, разными объективами, разными телескопами, с разными углами поворота и разным масштабом и разрешением изображения, и он может ЕЩЕ разобраться, как их складывать.Если он не может автоматически выяснить, как выровнять кадры (и обычно это может), он позволяет вам выполнить ручной процесс, в котором вы выбираете общую звезду, видимую в каждом кадре, а затем выбираете вторую звезду, общую в каждом кадре, и этоиспользуйте это, чтобы выяснить, что такое масштаб и вращение.
Но имейте в виду, что программное обеспечение для укладки, которое использует положение звезд для выравнивания кадра, в первую очередь предназначено для астрофотографии глубокого неба ... так что это не будетхорошо справляется со своими пейзажами.Скорее всего, вам придется замаскировать ландшафты и просто сложить часть неба ... затем вручную рекомбинировать рамку ландшафта переднего плана, чтобы создать законченное изображение.
Отслеживание
Возможно, вы захотите получить голову для отслеживания.
Земля вращается с запада на восток со скоростью 15 угловых секунд углового вращения в каждую секунду времени.Эта скорость называется звездная скорость (или звездная скорость).Если вы делаете длительные выдержки с помощью камеры на стационарном держателе, то в конечном итоге вы увидите, что звезды начинают удлиняться из-за этого вращения.
Ориентир для этого называется 500 Правило .Правило предназначено для использования с полнокадровыми камерами (поэтому вам нужно будет компенсировать сенсоры других размеров).это говорит о том, что если вы поделите 500 на фокусное расстояние объектива, то результатом будет количество секунд, которое вы можете выставить, не замечая удлинения в звездах.Существуют и другие формулы, которые дают более точное значение (путем определения углового поля зрения для вашего объектива и деления его на разрешение камеры, чтобы определить количество угловых секунд на пиксель для комбинации датчика камеры и объектива). 500Правило, как правило, достаточно.
Головка слежения позволяет снимать гораздо дольше, чем это возможно без слежения.У него есть двигатель, который позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и Земля ... но в противоположном направлении.
В результате вы выровняете направляющую головку так, чтобы ось вращения была параллельна Земле.Ось (они обычно включают в себя помощь выравнивания) вращение головы точно отменяет вращение Земли, и вы можете сделать очень длительную выдержку.Вы все еще можете направить камеру в любом направлении (она не должна указывать на небесный полюс.)
Предостережение для "пейзажной" астрофотографии заключается в том, что в то время как это прекрасно работает для звезд пейзаж теперь будет размытым.
Головки трекинга обычно имеют несколько настроек скорости, и одна из них, как правило, имеет опцию 1/2 сидерической скорости.Это удваивает количество времени, которое вы можете выставить.
Но если вы используете отслеживающую головку для сбора более длинных экспозиций и , чтобы собрать больше данных для стекирования, то вы можете добавить передний план ландшафта для создания составного результата.
Интеграция
Интеграция изображений (иначе говоря, «стекирование») не собирает больше света, но собирает больше образцов тех же данных.Это позволяет статистически комбинировать изображения таким образом, чтобы в конечном итоге улучшить отношение сигнал / шум (SNR) и получить намного более чистое изображение со значительно уменьшенным шумом изображения.
Если у вас несколько кадров, вы можетепредставьте, что выровняете каждый кадр так, чтобы звезды совпадали (этот процесс выравнивания называется регистрацией изображения).Это часть рабочего процесса, но это другой шаг.
Существует также шаг, называемый image калибровка .На этапе калибровки используются данные из темных, плоских и смещенных кадров для преобразования каждого светлого кадра в кадр калиброванный свет .
После того, как все кадры откалиброваны и зарегистрированы, их можно интегрировать.
Интегрирование с помощью усреднения
Простейшая форма интеграции осуществляется черезстатистическое усреднение.
Предположим, у вас есть 10 кадров (на самом деле у вас их будет гораздо больше).Вы можете представить себе сравнение любого отдельного пикселя в одном кадре с соответствующим пикселем во всех остальных кадрах.Программное обеспечение может «усреднять» значение этих пикселей.Если бы в этом пикселе была звезда, то каждый кадр имел бы некоторое значение яркости (светимости) от этой звезды, а среднее значение из всех кадров - это то, что будет использовано в конечном результате.
Но предположим, что это пиксель, который должен быть черным фоном неба.Он должен иметь очень темное значение светимости.Надеюсь, в большинстве ваших кадров это так.Но если в случайном кадре в этой позиции был шумный пиксель, то после того, как вы усреднете все пиксели в каждом кадре, ваш последний пиксель должен быть довольно темным.Здесь соотношение Пуассона состоит в том, что шум уменьшается на обратный квадратный корень из числа предоставленных выборок ... если у вас есть 16 кадров, то шум можно уменьшить до 1/4 от того, что было бы в любом отдельном кадре.
Интеграция с помощью Sigma Clipping
Оказывается, вы можете добиться большего успеха, чем простое среднее.Если у вас есть только 2 или 3 выборки, то у вас нет выбора, кроме как сделать простое усреднение.Но если вы предоставите достаточно выборок (скажем ... 10 или более), то вы можете сделать статистический метод, называемый сигма-отсечение.Сигма-отсечение работает на основе процесса, подобного среднему значению и отклонению от среднего.
Предположим, что только в одном из ваших кадров самолет пролетел через фотографию.У вас есть легкий след на изображении.Если вы используете усреднение, вы можете ослабить световой след, но не сможете его устранить.В Sigma Clipping вы можете сделать так, чтобы он полностью исчез.
Этот метод похож на усреднение, за исключением того, что он рассчитывает статистическое среднее значение пикселя после сравнения всех выборок.Но затем он делает 2-й проход, чтобы определить, насколько пиксель в каждом кадре отклоняется от среднего значения.Вы установили порог.Если пиксель в любом кадре отклоняется слишком сильно, то этот отдельный пиксель будет отклонен.По сути, все кадры «голосуют» за значение конечного пикселя.Поэтому, если мы рассматриваем каждый пиксель как процент яркости, где 0 = полностью черный, а 100 = полностью яркий, предположим, что 19 из 20 кадров имеют значение 10%.Но предположим, что 1 кадр имеет значение 100 (где след самолета проходил через кадр).Это получило бы среднее статистическое значение 14,5.Предположим, мы установили порог сигма-отсечения равный 10. На проходе № 2 любой пиксель, отклоняющийся от 14,5 более чем на 10, будет отклонен.Это означает, что пиксель, который зарегистрировал 100, будет проигнорирован - его "проголосуют за остров".Другие пиксели, которые зарегистрированы как 10, будут сохранены.Эти пиксели затем усредняются, и значение 10 сохраняется.След самолета исчезает, как будто его там никогда не было.Это происходит на попиксельной основе ... поэтому он не отклоняет весь этот 20-й кадр ... только пиксели, через которые проходил самолет, отбрасываются, а остальные сохраняются.Это замечательная вещь.
PixInsight очень мощный.Он поставляется со сценарием «Batch PreProcessing», который позволяет очень легко объединить все ваши данные для создания мастер-кадра (вы объединяете все фары, штрихи, плоскости и смещения и позволяете начать работу ...в конечном итоге создайте мастер-интегрированное изображение.)
Однако PixInisght будет также , позволяя вам выполнять каждый шаг предварительной обработки отдельно, а по мере освоения инструмента вы сможете использовать его в своих интересах, настроившаги, которые он выполняет.
Например, у меня были случаи, когда объект находился на небе достаточно низко, чтобы атмосфера немного походила на линзу и начинала создавать атмосферную дисперсию (вы можете думать об этом как о хроматической аберрации- кроме того, что вызвано, но атмосфера, а не объектив).Но у вас есть звезды, где вы видите красное кольцо с одной стороны и синее кольцо с другой стороны.В PixInsight я могу добавить полноцветные данные в отдельные каналы LRGB.Затем я могу использовать процесс регистрации изображений (выравнивание по звездам), чтобы заново выровнять кадры LRGB (перерегистрировать их) и , а затем повторно объединить их обратно в полноцветное изображение ... и этоустраняет проблему рассеивания.
Это довольно удивительный инструмент, но он оптимизирован для астрофотографии.(PixInsight не зависит от Mac ... он работает в Windows, Linux и Mac).
Обычно, если кто-то использует PixInsight, ему также необходимо использовать хотя бы один другой инструмент (например, Photoshop или Affinity).Фото или GIMP и т. Д.), Поскольку, поскольку вы можете использовать мышь для выборочного применения корректировок / правок к определенной части изображения, в PixInsight вы не можете этого сделать.Все настройки применяются ко всему изображению или и ко всему, что не маскируется.Но он поддерживает только два типа масок: маску «звезды» (строит маску на основе звездочек на изображении - как следует из названия) или маски «диапазона» (выбирает область на основе диапазона яркости... обычно используется для создания маски на основе объектов на изображении, таких как туманности или галактика и т. д.)