Звезд много ) Много их и на снимках. Иногда их так много, что фотографируемый объект теряется на фоне россыпи ярких точек. Есть смысл уменьшить их количество, чтобы снимок смотрелся лучше. Поговорим об обработке звезд.
Итак, мы снимает объект с низкой яркостью. Чтобы уменьшить количество шума в кадре, требуется снимать на длинных выдержках (почитать об этом можно здесь). В итоге мы получим две проблемы - большое количество звезд, которые мешают восприятию главного объекта, и пересвеченные яркие звезды. Про количество звезд всё понятно. Разберемся со вторым.
Если построить графики яркости для всех трех цветовых каналов для отдельной звезды, то получится примерно такая картина:
Центр звезды на графике будет в точке X=0. Там самая большая яркость. По мере отдаления от центра яркость падает. Из графика видно, что звезда имеет красноватый оттенок - яркость красного канала выше, чем у остальных.
Матрица камеры, на которую мы снимаем, имеет ограничения. Есть определенный порог яркости пикселя, выше которого значение сигнала не может быть. Что будет, если мы увеличим выдержку и дойдем до этого предела? Допустим, максимальная яркость пикселя матрицы равна трем (конкретные цифры не важны для примера). Всё, что выше этого значения будет обрезано. В итоге получим картину, которая показана на рисунке ниже - есть область, где значение яркости во всех каналах максимальная. Там цвет звезды будет белый без цветового оттенка.
Получим белую звезду (пересвеченная область) с цветной окантовкой (нормальное экспонирование).
Получается, что нельзя выбрать выдержку такой, чтобы не пересветить звезды и добиться вменяемого уровня шума на снимке.
Еще один момент. При съемке через узкополосные фильтры цвет звезд получается неестественным. На снимке ниже изображение с телескопа Хабл. Снимок сделан через три узкополосных фильтра. Обратите внимание на цвет звезд.
В общем, со звездами проблемы. Как это победить? Есть способ раздельной обработки звезд и снимаемого объекта, который часто применяется в астрофотографии. Суть его проста - если мы не можем получить хороший результат для объекта и звезд одновременно, значит звезды и объект нужно разделить и обрабатывать отдельно.
У нас есть кадр, со звездами и объектом. Как выделить из него звезды? Есть несколько разных способов. Например, можно выделить из снимка только ту часть, где максимально большая яркость. Это и будут звезды. Не всегда такой подход дает хорошие результаты - в кадре есть много тусклых звезд, которые не будут выделены.
Наиболее простой способ - воспользоваться каким-нибудь специальным софтом. Большой популярностью пользуется StarNet. Есть и плагин для Pixinsight и отдельные приложения под разные ОС (консольные и с GUI). Этот софт основан на нейронной сети и достаточно хорошо отделяет звезды от фона.
Имея инструмент для отделения звезд от объекта, можно решить обе обозначенных проблемы. Для этого понадобится сфотографировать сам объект с максимально возможной выдержкой, чтобы получить минимальный уровень шума. И отдельно сфотографировать на коротких выдержках звезды. Далее делаем сложение кадров с объектом и сложение кадров со звездами. На первом снимке получаем хорошо проработанный объект, но много звезд и часть из них пересвечена. На втором снимке объекта почти не видно, но хорошо экспонированы звезды. Отделяем звезды от фона для обоих кадров. С первого берем фон с объектом и делаем конечные преобразования (трансформация гистограммы, уменьшение шума, цветокоррекция...). Со второго кадра берем звезды. Можно поиграться уровнями, чтобы уменьшить их количество, сделать цветокоррекцию. Осталось сложить эти два кадра и получить требуемый результат.
Если съемка ведется с узкополосными фильтрами, то отдельные снимки звезд можно сделать в нормальных цветах. Тогда в кадре не будет странных малиновых звезд.
Следует отметить, что отделить звезды от фона получается не всегда. Если в кадре есть яркая звезда, то она даст большой ореол вокруг себя. Вырезав звезду мы получим большую "дырку" в фоне, которую придется как-то ретушировать, что бывает очень сложно сделать.
Темного вам неба!
