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深空天体影象处理(二) 照片的拉伸  

2013-02-07 14:46:18|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文刊发于2012年的《中国国家天文杂志》

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刚叠合出来的线性照片是非常深的,其中包含了丰富的天体信息,但线性文件与人眼的视觉习惯不符,外加显示器对单种颜色(R,G,B)只能以8位输出,而刚叠出的TIFF文件为16位,所以人眼对线性图片是很不适应的,感觉就是一片死黑。所以,我们需要对图象进行拉伸,让它更适合人眼欣赏。将线性文件进行的拉伸,因其有些类似于将胶卷冲洗出来,所以英文直译又叫数字冲洗(Digital Development),缩写是DDP。在国内爱好者熟悉的MaxmDL中就有这个功能。

clip_image002

DDP过程就是将线性图象中隐藏着的星云像冲胶卷一样“冲”出来。图中星云为M45,昴星团,拍摄镜筒为Sky-watcher信达P150F5反射镜。

以下以M42为例介绍三种DDP的方式,分别为photoshop法,MaximDL法和ImagesPlus法。

在此之前,还有一些细节问题需要注意。

●进行拉伸的时候,要注意RGB的任何通道都不要将星云的信息拉伸到“饱和”,即使用PS中的滴管工具去检测时,色彩值变成到0或者255。

●在处理前你需要做的依然是校准你的显示器。

校准显示器需要借助灰尺,校准原则是这样的:通过调节显示器的亮度和对比度,第一步,使灰尺的每一阶都能被分解开;第二步,继续调整,使灰尺最深的第1,2阶在视觉上能尽量靠近,就是说,几乎一样黑,但是,1,2阶依然要能用肉眼依稀分开。这个调校有些主观。

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DDP的Photoshop法,以猎户座大星云为例

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用PS打开刚叠出来的线性TIF文件,注意下背景上的色值,深空天体照片在没有云气的背景上,天色应该是深灰色的(就是说,RGB的三色数值比例应该接近于1:1:1)。

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初步对背景色彩平衡进行修正。不过按照上一篇文章中对Deepskystacker的设置来叠合,所处线性文件的背景颜色应当是中性的
通过滴管在无云气位置设置取样点进行(判断是否存在云气,可复制一个图层并进行极剧烈的色阶拉伸来预览)。星空的背景应当是中性的灰色,如果的确是中性,那么这一步色平衡初校正可以跳过。

例图中,从箭头1看出,背景上红色明显偏重。故打开色阶进行下面操作。分别在RGB这三种颜色的通道拉动3,4号箭头可以使色阶上的信息进行平移而不是被拉伸,注意两者要配合,如果加大3的值,则4的值要相应减小。最后处理到RGB色值相同。

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再次分析这张照片,星云核心因为原图曝光过度已经陷于饱和,这个可以不管,因为我们现在的目标是拉伸出星云暗部的云气,因此选择移动色阶上中间的箭头。为了避免一次下手过重最好循序渐进,我采取了相同的值连做了4次,每次数值是1.35。上图是做完第1次的结果。

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连续拉伸4次的结果。由于曝光及不同天体本身的属性不同,因此拉伸的数值处理者可能需要摸索,但向左推动中间箭头的方法是不会变的。

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向右推最左边的箭头将图像信息展开。注意处理时在红线处留一点余量方便今后的处理(基本对于任何天体一般留10个数值,这10个单位的空缺将一直伴随DDP之后的处理步骤,直到最终图象出图为止)。

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再做一次曲线来调整图象明暗的均衡,同时可以带出更多暗部的云气。clip_image017

最后再将最暗部的冗余信息压去。至此DDP步骤完成。对于要求不高的照片此时已可以出图。

DDP的MaximDL法,以猎户座大星云为例

MaximDL是一款极其强大的软件,其具备图象校准,多通道合成等各种图象处理功能,还包含相机控制,自动导星,天体测光等功能。由于图象的校准叠合DeepSky Stacker好上手的多,因此校准叠合的工作通常可以交给DSS完成。MaximDL内的DDP功能位于Filter菜单下

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我们以本文开头的M45为例

在选择Digital Development之前我们需要先点击Flter菜单下的第1项Kernel Filters。

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叫出Kernel Filter界面后勾选数字1处的User Filter然后点击后面的set。点set后会叫出一个矩阵界面,将红圈内的中央数值设为1,期于设为0。这是使用DDP功能之前的预设,一定要照此数值设置来做。

clip_image023

Digital Development的设置窗口,我们此时只需关注红框内的内容,Background下的数值是用来过滤亮度的,低于设置亮度的信息将会被拉伸成0,因此这个数值如果设的过高会导致细节丢失,照片背景变的死黑。Mid-level是一个用来“剖开”图象的指标,图象中低于Mid-level数值的信息会被剧烈的拉伸,而高于这个数值的信息则会被保护起来避免拉伸过度产生饱和。类似于PS里曲线的这个形状。

clip_image025

所以,之前所说的PS做DDP,是可以通过制造这样一个曲线线形来达到更快的效果的。

回到这张M45

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首先推动预览拉伸的窗口对照片做一下拉伸(即使错按了保存,该操作也不会被作用于图象)

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接下来我们点击图中1的图标叫出信息窗口,再将鼠标指针滑到照片边缘没有星云的暗处双击,然后我们注意信息窗口红颜色框2内的信息,第1行是背景的平均值,第2行是该区域的标准差。例图的读数是Bgd Avg 1719.553,Bgd Dev 35.380。我们要利用这两个数值来确定DDP的Background数值设为多少。我选择将背景均值减去5倍的标准差即1719-5X35=1544把1544这个数值填到background下面的框里即可。

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定好background数值之后,我们再来确定mid-level数值,这次我们选择勾选数值框下的mouse然后讲其在云气的暗部双击(图中数字2处)。完成这步后按OK,DDP即完成。

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点OK后将预览窗口的红绿小箭头拉到两头即可观察DDP作用于图象后的实际效果。如果不满意,只需要修改mid-level数值即可。

以下是DDP设置出现错误的例子

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通过预览窗口可以注意到,红颜色小箭头和白颜色的图象信息分布间已经没有任何间隔,就是说图象暗部有信息已经被切掉了,如果遇见这样的情况,需要降低background的设置数值再试,直到直方图变成这样。

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即红色箭头往右到信息分布依然留有余地。

在做好DDP之后,我们将图象保存为16位的TIFF格式文件。然后在PS里打开它。

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叫出色阶窗口,将最左边的箭头向右推,推到距离暗部信息大约10-15个数值的位置按确定。至此DDP步骤结束。

DDP的Images Plus法,以猎户座大星云为例

Images plus,使用的是它的Digital Development(DDP)功能来拉伸会方便的多,这个软件是需要购买的。IP的DDP相比MDL和PS来讲都更加灵活。我们以马头星云为例。

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点OPEN打开我们刚叠出来的线性16位TIF文件。

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然后延着Color----Brightness Levels and Curves-----Digital Development的顺序进行。

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点开DDP之后跳出这么一个框,我们先向左拽箭头1,越往左,图象会被拉伸的越厉害,深空天体的暗部也会榨的越剧烈,当然,拉伸太厉害也会让噪声看起来异常严重;在1调整到位后再向右拉左拉2,直到图象的背景看起来深灰为止,注意这里我们宁可推动箭头2把背景补偿补的过一些,就是让图象看起来更灰一些,因为这样可以彻底避免图象的暗部信息被切掉。完成拉伸后我们保存文件,DDP步骤即到此结束。

本文介绍了使用三种不同软件做DDP的方法,从DDP步骤开始,深空天体影象处理开始变的有弹性,由此个人不同的处理风格也会逐渐显现,不过大体上,我们还是要讲究“自然”这个主题,自然的核心在于“平衡”,即颜色上的平衡,反差上的平衡,以及图象各频率信息频率上的平衡。这三个平衡将贯穿未来影响处理的全部过程,开始的时候欠缺感觉并不要紧。下一期开始将介绍一些深空天体处理上有用的小技巧。

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