Överexponerade stjärnor

AstroFriend · Post by **AstroFriend** » 2014-10-16 00:40:15

Vill man få med sina svaga objekt som nebulosor och galaxer med lågt brus exponerar man länge och kanske har höga isotal. Det medför låg dynamik och även svaga stjärnor kan bli överexponerade. Är det då inte "vita" stjärnor med samma signalnivå i de tre färgerna får man problem med färgåtergivningen.

För enkelhetens skull, en sensor med lika känslighet i de tre färgkanalerna. Gain red=green=blue=1.

Här är några linjediagram av en stjärna som återger vad som händer, sensorn antas ha ett FullWell capacity på 20000 elektroner, men även AD omvandlaren kan slå i taket beroende på konstruktion och hur man hanterar sin gain eller isoinställning.

: star oversaturated 01.jpg (28.03 KiB) Viewed 6607 times

Normal exponering för en stjärna och alla 3 färgkanalerna återges med rätt nivå inbördes. Vi ser en blå stjärna.

: star oversaturated 02.jpg (23.45 KiB) Viewed 6607 times

Här har exponeringen blivit så lång att den blå kanalen klipper. Denna stjärna kommer återges åt det röda (eller mindre blå) hållet eftersom framförallt den blå kanalen klippts.

: star oversaturated 03.jpg (22.7 KiB) Viewed 6607 times

Här har samma stjärna kraftigt överexponerats och nära all färginformation gått förlorat. Har man många stjärnor i bilden som blivit så här får man lätt intrycket av att stjärnorna ser ut som socker som spridits över ett svart papper. Det kan också uppstå färgade ringar i stjärnorna även om det mest orsakas av dålig kvalité på linser.

Man får försöka kombinera olika exponeringar så att man får upp dynamiken, de allra ljusstarkaste stjärnorna kommer i varje fall bli överexponerade men kanske flertalet kan bli rätt.

/Lars

Rommen · Post by **Rommen** » 2014-10-16 08:23:07

När man tar olika exponeringar och slår samman bilderna. I vilket skede gör man det? Är det lager i PS eller man gör det helst när man stackar dom?

/Stefan

Frazze · Post by **Frazze** » 2014-10-16 09:33:36

Om jag inte är ute och cyklar så skall man göra det efter all stackning/förbehandling.

Säg att du har exponerat ett objekt med 1 min-subbar och 5 min-subbar.
1minuters-bilderna förbehandlas och stackas för sig, och samma med 5 min exponeringarna.

Då har man till slut en 1min master och en 5min master. Dessa läggs sedan ihop till en HDR-bild (finns funktioner för det i både PS och PixInsight).

/Daniel

AndreasW · Post by **AndreasW** » 2014-10-16 10:37:36

Dessa slåss bäst samman i efterhand i ps eller liknande. Jag vill ofta även behandla stjärnor och nebulosa separat när man processar bilden i ps, tex stretcha bilden med nebulosa kraftigt för att få fram den och sedan ersätta de överexponerade/överstretchade stjärnorna från stackningen av de korta subbarna så att man får fina stjärnor.

/andreas

Rommen · Post by **Rommen** » 2014-10-16 10:46:44

Hur går ni detta i PS? Blandningläge? gör ni en stjärnmask först? Eller ni använder HDR funktionen som är inbyggd?

/Stefan

AstroFriend · Post by **AstroFriend** » 2014-10-16 12:46:45

Hej!
Svara allihopa på en gång eftersom frågan är lika.

Jag har mest laborerat med att få in hela dynamiken i en bild och därefter processat för att få fram det jag vill. Säg att man har 1minut och 4 minut grupper. Då multiplicerar jag 1 minutstacken med 4 innan jag efter lite justerande och klippning av nivåer i botten och toppen lägger ihop dem, jag skall göra en illustration i en ny tråd längre fram. Och det här är ju egentligen det riktiga sättet att hantera den höga dynamiken, men känner dock att resultaten inte blivit den höjdare som jag velat uppnå. Mycket beror på att de bilder jag tar än så länge är så fruktansvärt störda av ljusföroreningar, men också begränsad teknik. HDR för vanlig foto är ju betydligt mer utvecklad. Idag tror jag precis som föreslås att det är bäst att behålla de som separata bilder och processa respektive stack för låga nivåer och höga nivåer för sig. De kräver ju så helt olika processingteknik. Sedan får man stacka ihop de två stackarna till en gemensam.

För många år sedan använde jag en teknik i IRIS som gick ut på att ju högre styrka på ett objekt ju mer utbredd blev den, man sprider alltså ljuset för stjärnorna över flera pixlar för att på så sätt återge färgerna bättre. Tror Malin använde liknande metod fast på film och en softskiva, precis som poträttfotografer hade ett filter med vaselin på.

Här är IRIS:
http://www.astrosurf.com/buil/iris/tuto ... oc6_us.htm
Skrolla ned på sida och ni hittar funktionen SBLUR, finns säkert möjlighet att göra motsvarande i andra program. Tyvärr är ju Iris lite för begränsat på andra sätt idag för att vara intressant.

Jag använder också Fitswork, där finns en funktion för att återskapa överexponerade stjärnor, dåligt dokumenterat men tror det fungerar bäst när minst en färgkanal är oklippt. Det han gör är att antagligen skapas en matematisk stjärna anpassad efter de rester som finns kvar efter klippning (överexponerad), se:

: matematisk stjärna small.jpg (86.7 KiB) Viewed 6518 times

DSS har ju en färdig HDR funktion och där kan man slänga in alla bilder och programmet parar ihop de som hör ihop med samma tid o iso och sedan väljer ut de delar som ger högsta entropy, i princip den väljer ut den stack där mest information finns för lokala områden. Det tråkiga med DSS är ju den begränsade kontrollen man har på processen.

Har aldrig försökt göra det i photoshop, men har man väl gjort allt förarbete i något mer specialiserat astronomiprogram bör de ju gå bra, blending kanske är en bra metod. Beskriv gärna hur ni går tillväga!

Om man lagt ihop flera olika exponeringar som jag beskrev precis i inledningen har man en bild som långt överstiger dynamiken för 16bit/pixel så imageprocessing av en sådan måste ske i 32bit/pixel, 16bit/pixel duger inte.

/Lars

Frazze · Post by **Frazze** » 2014-10-16 13:28:13

I PixInsight finns det en HDRComposition-modul där man kan slå ihop flera bilder med olika exponeringar.
Harry Page har en bra video som visar hur det går till.

http://www.harrysastroshed.com/pixinsig ... 0COMPO.wmv

AndreasW · Post by **AndreasW** » 2014-10-16 21:47:00

Rommen wrote:Hur går ni detta i PS? Blandningläge? gör ni en stjärnmask först? Eller ni använder HDR funktionen som är inbyggd?

/Stefan

Det jag provat på sistone är följande. Kör längre exponeringar för nebulosor (eller vad för DSO man nu fotar) och då på största bländaröppning. Dessa bilder kan då både ha överexponerade stjärnor samt att stjärnor längst ut i hörnen kan vara lite distorderade då objektivet inte ger perfekt resultat på största öppning. Därefter kör jag en kortare serie med mindre exponering och objektivet lite nedbländad för att få fina stjärnor. Stackar sedan dessa bilder separat.

Börjar sedan med att processa den stackningen med stor exponering (dvs för att få fram DSO). På denna är stjärnorna inte så fina. Därför interpolerar jag bort alla stjärnor i den bilden så att endast DSO och bakgrunden blir kvar. Jag gör detta mha Startools men det går också att göra i PS (kan inte exakt hur men det finns beskrivningar på nätet hur man gör).

Därefter stretchar jag upp den stackningen som var för stjärnorna så att dessa blir fina och lagom ljusa. Ser då till att bakgrunden i denna bilden är mörkare än i den där jag har DSO utan stjärnor. Lägger sedan bilden med stjärnorna som ett lager ovanför DSO bilden och väljer blandningsläge lighten. Då får man fina stjärnor från den kortare exponeringen men DSO/bakgrund från de långa.

mvh

Andreas

Martin F · Post by **Martin F** » 2014-10-17 11:21:25

Grym förklaring Andreas, stort tack! Måste provas :-)

Sent from my iPhone using Tapatalk

Rommen · Post by **Rommen** » 2014-10-17 12:30:26

Är startools bra? Värt priset? Enkel?

/Stefan

AndreasW · Post by **AndreasW** » 2014-10-18 09:16:05

Rommen wrote:Är startools bra? Värt priset? Enkel?

/Stefan

Jag använder inte Startools för hela bildbehandlingen utan använder endast en del utvalda funktioner som jag gillar (resten gör jag i PS).

Det jag framförallt använder är:

* Helt interpolera bort stjärnor
* Minska stjärnors storlek (då dessa lätt blir för dominerande i widefield bilder), går att göra med minimumfilter i PS också men jag gillar Startools här, har inte gjort detta i PS
* "Reparera" deformerade stjärnor (tex om man har lite koma på stjärnorna i bildhörnen)
plus en del andra saker ibland.

Då det inte kostar särskilt mycket tycker jag att det varit värt pengarna. Att komma igång och använda dessa utvalda funktioner var inte jättesvårt, man tar en bild och provar sig fram med vad olika filter kan göra. Gillar att det för varenda inställning man kan göra finns en separat hjälpknapp som talar om vad den parametern styr.
Har för mig att man kunde prova programmet gratis på något sätt innan man köpte (typ att man kunde bildbehandla men inte spara resultatet).

mvh

Andreas

Rommen · Post by **Rommen** » 2014-10-19 15:53:36

Tack för Tipset Andreas. Inköpt och snabbtestat. Verkar vara bra för mina astroscapebilder med!

/Stefan

AstroFriend · Post by **AstroFriend** » 2015-01-24 22:43:49

Här har jag gjort ett försök att visa vad som händer i verkligheten med överexponerade stjärnor:

I exemplet här en kraftigt blå stjärna som överexponerats, den är stackad med Drizzle, det jämnar ut formen en del men klippningen syns ändå. OBS! Stjärnan är utspridd på flera pixlar och de i den centrala delen får ta emot flest fotoner.

: 06 overexpoused text.jpg (78.23 KiB) Viewed 6092 times

Längst upp är stjärnan i färg, kontrasten har kraftigt överdrivits för att visa hur den ser ut.
Lägg märke till att den är blå/röd i de yttre delarna och vit i mitten. Till höger finns ett tvärsnitt för de tre r, g och b kanalerna. Som synes har den blå blivit klippt och det blir så eftersom sensorn inte klarar att lagra fler elektroner för de detekterade inkommande fotonerna, och de blå är flest för denna stjärna och därför klipper den kanalen först (men beror ju också på hur den spektrala känsligheten är på sensorn). För en modern sensor med små pixlar brukar gränsen ligga vid 20 till 30 tusen elektroner.

Bilden i mitten är stjärnan uppdelad i de tre färgkanalerna.

Underst en 3D återgivning, kanske inte så lätt att se här att toppen på den blå är klippt, men så är det vid nogrann granskning.

Att den blir alltmer färglös i mitten är för att där klipper signalen ju mer överexponerad bilden är. När alla tre kanalerna är klippta hamnar nivån på 255 (i jpg bild) och det är samma som vit. Däremot i ytterområdet är stjärnan inte överexponerad utan där återges den riktiga färgen. Man får i detta fall de blålila halos som man kan se ibland. Men sådant kan också orsakas av dålig färgkorrigerng i objektiv, alltså ej APO objektiv/teleskop, då kommer aldrig alla tre färgerna i fokus samtidigt.

En annan sak som kan ge liknande fenomen är att man i redigeringsprogrammet ökar kontrasten så mycket att det klipper datat som finns där. Man bör ju ta med hela nivån men göra en snyyg mjuk övergång på toppniverna. Inte bara klippa rakt av på en lägre nivå.

I Fitswork finns en funktion som kan fylla ut den klippta toppen under vissa omständigheter och därmed få bort en del av de här effekterna. Jag har dock inte provat den möjligheten speciellt mycket. Har ju inga bra bilder att arbeta med än så länge tyvärr. Ni märker det på att, skiver jag mycket här har jag inte molnfria nätter. Men kul att dela med sig av det man nu kan lite av, hoppas det kommer till nytta eller i varje fall är intressant att läsa. Vissa av er kan ju det här mycket djupare än det jag skriver om här men vänder mig mest till de som är på ingång i astronmin och då speciellt tekniken bakom det.

/Lars

Präriefoten · Post by **Präriefoten** » 2015-01-26 22:37:12

Hej Lars,

Jag besöker sidan dagligen för att se om någon laddat upp något spännande eller tjusigt. Ibland diskuteras saker som är långt över ens huvud men ibland få lyckas man hänga med på svängarna. Dina inlägg tillhör den andra kategorin för det mesta vilket har hjälp mig att långsamt lära mig mer av denna intressanta hobby. Tyvärr hinner man inte alltid med att delta i diskussionerna men jag är helt övertygad om att flera rookisar här har nytta av dina inlägg.

Martin

AstroFriend · Post by **AstroFriend** » 2015-01-27 08:40:29

Hej Martin.
Roligt att höra du läser det jag skriver. Men är något oklart så ställ frågor så jag eller någon annan kan hjälpa till att förklara. Jag lär mig själv väldigt mycket på att svara på andras frågor eftersom man får tänka till lite extra.

Om jag kommer ihåg rätt har du lagt in bilder från när du rest i usa. Då har du en väldigt lätt och portabel utrustning antar jag. Ja du till och med handguidade fast på senare tid kompletterat med motordrift. Stämmer det?

Lars

Astronet forum