2017年6月10日 星期六

[FlatAide] 不均勻光害的平場處理備忘

簡單說,平場處理主要是要用來修正圖像中天空背景光度不均勻的現象,光度不均勻主要來自鏡頭的周邊減光造成周圍的暗圈(對稱的),以及偏向一邊的光害的光污染或者來自月光的影響,平場處理也可消除光路上的灰塵、瑕疵造成在成像上的污點。將拍攝出的天體影像,利用軟體除掉這個只有灰度變化加上污漬投影的平場檔,就能得到一張背景亮度均勻乾淨的天體影像。

一般常規的拍攝平場方式是,使用與拍攝天體時同樣的設備及設定(同樣光圈,焦距設在在同樣的距離)另外拍攝平場檔,通常是對著無雲的天空,或者對著會發出平均光源的專用光板、光箱拍攝(使用AV模式自動快門,通常會減一點EV,這裡不贅述), 你也可以對著螢幕拍攝(打開一張白色圖檔放成全螢幕,調整一下螢幕亮度)。當設定是大光圈時,有時相機的快門會不夠快(造成過曝),所以對著黎明前的天頂可能比較容易,或者使用對著前面提到的人工光場拍攝。
通常使用以上這些方法拍攝多張,然後到軟體中處理成一張MasterFlat。以上這些都是拍攝能反應鏡頭周邊減光以及光路上塵埃、污漬(如果有)投影在成像上的污點的平場檔。

然則,如果拍攝當下光害偏向一邊時,譬如在有光害的郊區,或者拍攝低仰角的天體,或曙光或暮光中的天體,我們使用如前面提到的方式拍攝出的平場檔就無法消除光害造成的不均勻。必需要當場拍攝平場(對著同方向但沒有大的星雲天體經過相機視野時星空拍攝,經過後製處理來做平場檔,是可行的),或者直接使用拍攝出的天體影像檔來手工製造一個平場檔(去掉星點與天體影像,剩下的背景天空),這裡要介紹的就是後面這個方法,FlatAide這個軟體可以讓我們從原圖做出平場檔 (下載 download) 。(若遇到記憶體不足的問題請使用4gb_patch修正)

*製作好的背景「シェーディング画像」及補正後「補正濟」的圖都可以各別存檔。

(以下以友人提供的未處理原圖示範)


 首先開啟原圖為「元画像」(original image)。



接著我們要從原圖來製造平場檔。


執行「星像検出(F)」(detection of stars and deepsky objects)。這個功能是由軟體自動辨識星點以及天體的範圍。
在彈出的設定視窗中,右側的兩個小視窗中,上方那一個視窗是下方視窗裡綠色範圍的放大,你可以移動綠色方塊去查看圖中各處的檢出情況,然後去拉動左邊的參數設定調整。在左側的拉桿,上方「星檢出」(stars detection threshold)是調整星點偵測的門檻。

検出領域の周囲を拡張」主要是設定將偵測出的星點加大一些,因為星點本身周圍會有光暈,將選取的星點範圍稍微擴大一點,效果會比較自然。(通常設為星點的20%~35%左右)

下方「星領域」(DSOs detection threshold)則是調整天體、雲氣的檢出門檻。這裡可以手動拉動來調整,也可嘗試讓軟體自動幫你偵測適當的數值。


*欲嘗試讓軟體自動偵測星領域門檻數值請勾選「クリック点の濃度抽出」然後在原圖  (元画像) 上點擊雲氣的部分,軟體將以你點擊處的雲氣濃度為門檻自動改變數值。(點擊不同處數值就會不同)




調整好後便按下「實行」。(注意,因為這個過程是可以重來的,所以可以先嘗試調整,待實行過後看效果如何再決定是否要重新調整。)



執行後出現的畫面,這個圖檔會出現在第二欄「シェーディング画像」(shading image , Flat field image) 也就是平場檔(不過這尚未完成),所以並不會去動到原圖。

綠色的就是檢出的星點,黃色是擴張的部分,粉紅色是檢出的天體、雲氣。如果門檻設太低,就會出現如這張圖中光污染(左下)的部分也被判定為天體雲氣,門檻設太高,就有可能偵測出的天體範圍很小。不過這些都可以再調整,重新執行「星像檢出」調整門檻(差不多就可以,因為等一下我們可以用畫筆功能進一步做較細的增加選取或減少選取),調整好之後執行「星像消去」(remove stars and DSOs)。



星像消去後我們通常會(幾乎都會)發現有些天體雲氣並沒有消去完全,尤其是瀰漫星雲、周圍輪廓比較不明顯的部分,通常是因為在有光害的情況下,我們在設定檢出門檻時通常都會比較保守以避免將光害的部分誤認為是天體,以及軟體無法清楚辨識的部分。


接著我們需要用修正筆「修正ブラシ」(correction brush) 來手動增加圈選漏掉的天體的部分。選取好之後再次執行「星像消去」。

左側可以設定畫筆的大小,以及是否用噴槍的形式(勾選黃色圈起來的「スプレー」,spray),通常使用較大的畫筆、勾選噴槍會比較自然),選取天體的濃度跟噴塗厚度有關(也就是在同樣的位置下點一下或點兩下有差別)。
消しゴム」(eraser)勾選時就變成橡皮擦的功能。




完成消去後的成像。看起來左邊的礁湖星雲似乎還留有一層薄薄的未消去,如果你想,可以再選擇一次(如同反覆塗上會越厚一樣,選取越厚),然後再執行消去。
通常我不會一次塗的太多太濃,我會選一些,然後消去看看,再塗一些,再消去看看慢慢調整。

依照經驗,這張圖這樣就已經差不多,將來用來做出的平場效果會比較自然。如果你把這裡全部挖掉,這裡會變成黑一塊,到時平場出來會比較不自然,礁湖星雲部分就會特別亮(即包含光害的亮度)。

這個檔還不能當作平場檔,最後我們還要讓它滑順一點,我們還需要使用「模糊」的功能。


從下拉選單中執行模糊「ぼかし」(blur),通常使用「中」中度或「強」。



執行模糊後得到的檔案,這個就是完成的平場檔。(如果不滿意,可以在這個圖上再繼續執行畫筆選取、消去、模糊。)
如果你想進一步用外部程式細調平場檔,可執行「編集」,跳到你設定好的外部程式去編輯這個平場檔。譬如,如果需要,用photoshop去加一點雜訊可讓模糊可能造成的斷階現象變得較輕微(使用photoshop加雜訊減輕斷階請參考此篇
如果不需要編集,便直接跳到下一階段執行平場校正(補正實行)。我們這裡直接跳過編集。


最後執行「補正実行」,也就是平場校正 (flat-field correction)。
如果要指定校正後的背景亮度,就勾選第一項「補正後の背景色を指定色にする」,不要設最暗0,通常設為20~50間,會比較自然,也能保留雲氣,若有暗星雲也才能顯現出來,之後再自己調整亮度即可。(如果你無法改變指定的數值,請先執行一次補正後再重新執行應該就能更動數值)

接著是「演算方法」的選擇,如果是用來校正周邊減光的情況就勾選「除算で補正」,Division algorithm (for vignetting correction), 如果你的平場檔是使用一般正常拍攝用來校正鏡頭周邊減光的平場檔就選除法這個,這個就是正常的平場處理。
我們這裡是要校正偏向一邊的光害(光污染),要選擇前面的「減算で補正」,Subtraction algorithm (for light-pollution correction),如果平場檔是利用Flataide 的功能或PS後製的不均勻天空背景,就用這個減法,這方式通稱為背景校正。


*「シェーディング画像のレベルを自動補正」這項是自動調整平場檔的level,只有當我們使用的平場檔是另外拍攝來的時(用前面我們曾提到過的那些方法拍攝平場檔),才有需要勾選此項。如果是用拍攝的平場檔,就不需要用原圖製作平場檔了,直接分別載入天體影像(開啟成為「元画像」)以及拍好的平場檔(開啟成為「シェーディング画像」),然後執行補正就可以了。


*「ノイズを維持する」,保留原圖檔的雜訊,一般也用不到,只有製作出來的平場檔想不經過模糊處理就直接拿來用時(某些特殊情況可能需要)才會用到,譬如當我們利用FlatAide來製作天體與星點分離的兩個檔,或者,如果你要校正塵埃造成的汙點,這些狀況所需的平場檔都不能經過模糊,這時將原圖的雜訊保留在校正後的檔案中會比較自然。


完成平場校正後的影像。不均勻的光害現象被消除了。
(如果不滿意,可以再重新處理。)
製作好的平場檔以及平場校正後的影像都可以分別存檔。

不指定背景色

指定背景色 (輝度) 為50

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