Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Руководство по технике астрофотографии

Конференция для обмена опытом в получении астрономических фото.

Модератор: Ernest

AnDom
Сообщения: 7876
Зарегистрирован: 07 июн 2012, 10:45

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение AnDom » 15 июл 2015, 07:51

Вычитание шумов считывания? Матрица греется, выдает всякую всячину, помимо полезного сигнала... Ее-то дарки и призваны отлавливать и вычитать. В идеале, после каждого кадра лайта должен идти кадр дарка, чтобы условия его получения были максимально приближены к условиям получения лайта.
"Дарки – кадры, сделанные с теми же ISO, выдержкой и температурой, как и у Лайтов но с закрытой крышкой камеры или телескопа. Дарки и Оффсеты используются для смягчения разного рода эффектов шумов камеры.

(1) Light = (Signal * Flat Signal) + Dark + Offset

где Signal – это изображение целевого объекта, который мы хотим получить в идеальных условиях. Light – это реально полученный нами кадр. Перегруппировав члены, получим:

Light - (Dark + Offset)
(2) Signal = -----------------------
Flat Signal
"
Александр.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Ernest » 15 июл 2015, 08:19

вот тут толково расписано: http://deepskystacker.free.fr/english/faq.htm" onclick="window.open(this.href);return false;

Для получения более-менее достоверного сигнала (картинки соответствующей оригиналу) снятый кадр (лайт) надо очистить от добавок связанных с (1) шумами считываения, (2) тепловыми шумами, (3) неравномерностью освещения и усиления сигнала по кадру. Для этого и и служат: биасы (офсеты) - темновые кадры снятые с минимальной выдержкой и той-же чувствительностью (степенью усиления) - они моделируют шумы считывания (точнее их неоднородностью по полю кадра); дарки - темновые кадры снятые при той-же температуре и выдержке, что и основной кадр (моделируют тепловые шумы); флеты - кадры со съемкой равномерно засвеченного поля зрения (снятые при том-же ISO и той-же установке фокусера), которые служат исходной информацией для моделирования неравномерности засветки кадра и усиления...

Rain Dog
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 11 фев 2011, 13:54
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Rain Dog » 15 июл 2015, 08:24

SV49 писал(а):
SlesVyach писал(а): [tab=30]
Начал изучать теорию обработки астрофото. Пока самое непонятное:(Light – Dark'... . Логического (физического) объяснения данной операции для длинной выдержки пока не нашел. Найденные источники ограничиваются бессмертной фразой: так надо! 8-) («Бриллиантовая рука»).
«Будем искать» (оттуда же).
А с Bias'ом понятно? Каждый пиксель уникален, и в каждом происходит тепловая генерация электронов по-разному. Где-то больше сигнала, где-то меньше - без относительно к тому, сколько света попало на пиксель. Количество сгенерированных электронов зависит от температуры сенсора и времени накопления сигнала. Часто сенсор нагрет (охлаждён) не равномерно и там где он теплее сигнала получится больше. Тепловая генерация электронов носит случайный характер, поэтому нам надо сложить много кадров, чтобы определить среднее количество сигнала генерируемого в каждом пикселе.
Ну а после мы вычитаем полученный дарк из лайта. И в теории у нас остаётся только сигнал полученный за счёт поглощённого света и ошибки считывания (это мы ещё биас должны вычесть). Ну или приближённо к этому.
На картинке кусок типичного дарка от камеры с ПЗС матрицей.
Вложения
dark-1m.jpg
DeepSky 90/500; Skype: anton_belotsky

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 15 июл 2015, 20:12

[tab=30]
Спасибо за помощь.

[tab=30]
Теперь смущает предостережение, что при съемке дарка нельзя трогать ничего!
Все постоянные «дефекты» матрицы: «горячие» пиксели, пылинки, виньетирование относятся к мультипликативным шумам и убираются флэт кадром (операция деление на флэт). Съемка флэта, вольная процедура - хоть с помощью светлой майки.
Почему то полет Земли на 30 км каждую секунду, с кружением Земли вокруг оси, на получение дарка не влияет, а разворот камеры вокруг оси – это беда, дарк получится «ненастоящий»! (Ассоциируется с метанием гайки при поиске тропы в «Сталкере».)
А может все-таки можно зимние дарки снимать просто в морозилке, а летние под одеялом? :evil:

[tab=30]
Провел незатейливый численный эксперимент идентичный натуральному :D .
Есть условная строка (столбец) матрицы фотоаппарата. Для этой строки сгенерировал 20 «кадров» (случайных числовых последовательностей) как бы считанных с линейки пикселей. Сложил их с П - образным сигналом. Получились аналоги «кадров» с аддитивным шумом. Вычислил среднеарифметическое для 20 «кадров» и сравнил с единичным «кадром». Результат на фото, графики сверху.
[tab=30]
Ряд 1 – единичный «кадр» с+ш
[tab=30]
Ряд 2 – сумма 20 - ти «кадров» с+ш
Простейший арифметический фильтр заметно улучшил «картинку».
[tab=30]
Сгенерировал дополнительно 20 «кадров» шума – аналогов дарков. Получил из них условный «мастер дарк».
Провел вычисления по арифметической формуле: (сигнал с шумом) – («мастер дарк»), (1).
Результат на фото, график снизу. Особой разницы с обычным суммированием нет.
[tab=30]
Съемка дарков, операция, занимающая много времени (даже зимой рассвет начинается внезапно быстро).
В простых случаях, при съемке не очень длинными выдержками, в течение одной ночи, может они, дарки, и не нужны в больших количествах? А может их генерировать какой нибудь программой?
[tab=30]
Пока дурацкие вопросы. :?
Вложения
Эксперимент_2.JPG

AnDom
Сообщения: 7876
Зарегистрирован: 07 июн 2012, 10:45

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение AnDom » 15 июл 2015, 20:23

На счет того что нельзя поворачивать камеру - это как-то слишком строго. В идеале, те же параметры экспозиции и температура, а как снимать... - да хоть в прыжке.
Александр.

marvincfs
Сообщения: 402
Зарегистрирован: 16 окт 2013, 22:31

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение marvincfs » 15 июл 2015, 21:05

SV49 писал(а): Провел вычисления по арифметической формуле: (сигнал с шумом) – («мастер дарк»), (1).
Результат на фото, график снизу. Особой разницы с обычным суммированием нет.
Мастер дарк вычитают из каждого лайта, а потом уже складывают результат. (Offset тоже, но пока вы про мастер дарк спрашивали).

Количество дарков каждый выбирает сам. Год назад, когда усиленно шерстил на эту тему, обычно встречал нечетное (буржуйские гайды) количество дарков, что то в районе 9-21 штуки. Пример тут, рекомендует 9. Вроде то же самое в переводе.
Закладок гора, может еще чего найду.
мертвый друг не предаст.
HEQ5 + SW2008(GSO Comacorr) + Ra72 + A70lf + qhy5/ Ler 3, ES 4.7, ES 8.8, ES 24

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 15 июл 2015, 21:14

[tab=30]
Сколько астрофотографов - столько и методик. :)

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 15 июл 2015, 21:20

[tab=30]
Тоже нашел методы обработки изображений. http://matlab.exponenta.ru/imageprocess/book2/54.php, http://matlab.exponenta.ru/imageprocess/book3/index.php

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Ernest » 16 июл 2015, 10:12

SV49 писал(а):Теперь смущает предостережение, что при съемке дарка нельзя трогать ничего!
Очевидно, чтобы сохранить распределение температурного поля внутри камеры и по приемнику. Это температурное поле уникально для каждой ориентации камеры и ее окружения, да еще и ползет во времени.

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 16 июл 2015, 22:00

[tab=30]
Читать разнообразные астрофорумы с длительными обсуждениями не только полезно, но и вредно. :o Кое что начинает прояснятся.

- Самые жесткие требования к положению камеры должны быть при съемке флэтов.

- Методика обработки с дарками, флэтами и биасами, (выполненная профессионально), позволяет калибровать снимок для проведения фотометрических измерений. Для художественного любительского астрофото, это возможно излишне.

- Вычитание дарков из кадра увеличивает шум. Но это промежуточная операция при решении системы нескольких уравнений с несколькими неизвестными. Решив задачу полностью, получается кадр для профессионального применения.

[tab=30]
Мой небольшой опыт показывает, что сложение кадров без дарков и флэтов заметно повышает качество. Главное - чистая матрица фотоаппарата, точное выставление полярной оси, и точное ведение часового механизма (исправить вытянутые звезды можно только вручную :mrgreen: ). И для каждого уровня засветки, прозрачности неба и т. п. нужно подбирать ИСО, длительность выдержки и количество кадров. Т. е. непрофессиональному любителю достаточно этих неизвестных.

[tab=30]
Историю появления полной калибровки кадра я не знаю. Методика полной калибровки позволяет исправить очень большие ошибки матриц, которые были на начальном этапе применения этих приборов профессионалами. Возможно, что самые любопытные любители все это переняли, и методика зажила самостоятельной жизнью. Смотрел дарки фотокамер 2005 г. Это ужас. Тогда наверное эта методика работала на 100%. У моего фотоаппарата матрица в разы приличнее ;) .
[tab=30]
При хорошей погоде сделаю полную серию кадров, и сравню качество с полной калибровкой и простое усреднение кадров. Тогда возможно убедюсь, что я прав :D (или не прав :cry: ).
[tab=30]
P.S. направление флэтбоксостроения успешно развивается.

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 16 июл 2015, 22:42

marvincfs писал(а): ......
Количество дарков каждый выбирает сам. Год назад, когда усиленно шерстил на эту тему, обычно встречал нечетное (буржуйские гайды) количество дарков, что то в районе 9-21 штуки.
Нечетное количество - для медианного усреднения.

marvincfs
Сообщения: 402
Зарегистрирован: 16 окт 2013, 22:31

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение marvincfs » 16 июл 2015, 23:47

На astronomy.ru есть старая тема, где искали "паттерн" шумов на каком то кэноне. Там даже гиф анимацию собирали из дарков для наглядности.
мертвый друг не предаст.
HEQ5 + SW2008(GSO Comacorr) + Ra72 + A70lf + qhy5/ Ler 3, ES 4.7, ES 8.8, ES 24

Rain Dog
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 11 фев 2011, 13:54
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Rain Dog » 17 июл 2015, 04:06

SV49 писал(а): Провел незатейливый численный эксперимент идентичный натуральному :D .
Есть условная строка (столбец) матрицы фотоаппарата. Для этой строки сгенерировал 20 «кадров» (случайных числовых последовательностей) как бы считанных с линейки пикселей. Сложил их с П - образным сигналом. Получились аналоги «кадров» с аддитивным шумом. Вычислил среднеарифметическое для 20 «кадров» и сравнил с единичным «кадром». Результат на фото, ....
Эксперимент интересен! Но есть небольшая ошибка... Вы генерировали случайные цифры по одинаковому алгоритму для каждого пикселя из столбца. Каждый пиксель уникален. Для первого пикселя задать диапазон генерации случайных чисел от 0 до 20 (например 20 - максимум что могло бы сгенерироваться), для второго от 5и до 10, для третьего от 15 до 20, для четрвёртого от 0 до 10и.. И т.д. Но от кадра к кадру, эти вероятности не меняются.
Дальше нужно получить 20 "кадров" - последовательностей цифр, их усреднить... И т.д...
Последний раз редактировалось Rain Dog 17 июл 2015, 04:37, всего редактировалось 1 раз.
DeepSky 90/500; Skype: anton_belotsky

Rain Dog
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 11 фев 2011, 13:54
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Rain Dog » 17 июл 2015, 04:10

SV49 писал(а):Мой небольшой опыт показывает, что сложение кадров без дарков и флэтов заметно повышает качество. Главное - чистая матрица фотоаппарата, точное выставление полярной оси, и точное ведение часового механизма (исправить вытянутые звезды можно только вручную :mrgreen: ). И для каждого уровня засветки, прозрачности неба и т. п. нужно подбирать ИСО, длительность выдержки и количество кадров. Т. е. непрофессиональному любителю достаточно этих неизвестных.
Я бы немного по-другому расставил: точное ведение часового механизма, точное выставление полярной оси, прозрачность неба... Вот это самое главное.
Дальше всё остальное. Чистоту матрицы можно убрать в сааамый конец, это всё флэтами лечится (ну если матрица не совсем засрана).
DeepSky 90/500; Skype: anton_belotsky

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Ernest » 17 июл 2015, 08:58

SV49 писал(а):Мой небольшой опыт показывает, что сложение кадров без дарков и флэтов заметно повышает качество.
Или ваш опыт работы с дарками и флетами был ошибочным, или вся рота признанных мастеров в этом деле не в ногу...

Rain Dog
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 11 фев 2011, 13:54
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Rain Dog » 17 июл 2015, 10:23

Ernest писал(а):
SV49 писал(а):Мой небольшой опыт показывает, что сложение кадров без дарков и флэтов заметно повышает качество.
Или ваш опыт работы с дарками и флетами был ошибочным, или вся рота признанных мастеров в этом деле не в ногу...
Не, всё правильно написано. Сложение кадров повышает качество (шумы усредняются и т.п.). Просто если учитывать дарки, флэты и биасы качество повышается намного. :)
DeepSky 90/500; Skype: anton_belotsky

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 17 июл 2015, 13:15

Ernest писал(а): ... Или ваш опыт работы с дарками и флетами был ошибочным, или вся рота признанных мастеров в этом деле не в ногу...
[tab=30]
Когда начинаешь заниматься чем - то новым, основной принцип: «делай как я». Как правильно делать – научат, а почему надо делать так, объясняют не всегда. Опыт работы по основному месту работы показал, что передача рабочего опыта (во как :? ) больше напоминает танцы пчелы разведчика перед ульем. У меня не хватило ума и опыта, разобраться в формулах, например в учебнике Дж. Соломона. Некоторые профессионалы на астрофотографических форумах, на вопросы новичков ограничиваются сухими голыми :oops: советами. Пришлось разбираться по шагам.
[tab=30]
Почему нужно вычитать шум? Почему гистограмма флэта должна быть заполнена на 2/3? Что лучше, флэтбокс, майка, или заря?
[tab=30]
Кое - что проясняется. Совет про съемку флэта с белой майкой, или с белым экраном монитора – это плохой совет. Под белую майку нужен алгоритм обработки «с белой майкой». И даже для серийно изготавливаемых флэтбоксов наверное нужны поправки. Иначе Беда - неидеальный кадр :cry: . Хотя у признанных мастеров и с белой майкой кадр получится. Почему? «Потому-что», и «делай как я». На то он и Мастер. Он чувствует процесс.

[tab=30]
Про мои фото: повысилось качество моих фото по сравнению с моими же фото. Неудача с обработкой, одна из причин, копировал чужой опыт, не понимая до конца, что же я делаю. Методика обработки новичкам ошибок не прощает :shock: , даже небольшие ошибки делают кадр мало отличимым от одиночного. Советы новичков не внушают доверия, а советы мастеров см. выше.

[tab=30]
P.S. Не по теме, но про признанных мастеров. На производстве работает обрабатывающий центр всемирно известной фирмы. Через год заклинил дорогостоящий узел. Вскрытие показало: шлифованная ось сначала смазывается дорогой фирменной смазкой, а потом смазка смывается не менее дорогой фирменной охлаждающей жидкостью. Гениальное решение, всегда смазанная чистая ось. Всемирно признанные профессионалы не могли так ошибиться! Но ошиблись. Как настоящие профессионалы они признали свою ошибку, но исправить, готовы за чужие деньги, показатель капиталистического умения работать с клиентом.
Последний раз редактировалось SV49 17 июл 2015, 17:43, всего редактировалось 1 раз.

AnDom
Сообщения: 7876
Зарегистрирован: 07 июн 2012, 10:45

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение AnDom » 17 июл 2015, 13:50

Да, с "мастерами" бывает сложно. Я, по глупости своей, спросил на астрофоруме про параметры съемки одного кадра (хотя, правила форума обязывают их указывать) и получил в ответ истерику со слюнями и помоями в ветке и в личке. Вот так бывает.
В августе тоже начну осваивать дипскай, ждите с вопросами :)
Александр.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Ernest » 17 июл 2015, 18:11

"Почему нужно вычитать шум?" - Если бы тепловой (темновой) шум был строго раномерен по кадру то и бог бы с ним - усреднение лайтов прекрасно справилось бы без его вычитания. Но шум имеет тенденцию проявляться довольно регулярными пятнами и полосами и без вычитания усредненного шума мы вынуждены будем наблюдать этот регулярный патерн и на фотографиях.
"Что лучше, флэтбокс, майка, или заря?" - Майки на объектив (как можно ближе к апертурой диафрагме) должно хватать при умении ею пользоваться.

Rain Dog
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 11 фев 2011, 13:54
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Rain Dog » 18 июл 2015, 05:45

Почему при съёмке флэтов нужно добиваться заполнения гистограммы на 2/3... хз
Я не могу объяснить это математически.
Когда я снимал на кэнон - эта формула работала чётко!
На куху9 - не работает.
DeepSky 90/500; Skype: anton_belotsky

marvincfs
Сообщения: 402
Зарегистрирован: 16 окт 2013, 22:31

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение marvincfs » 19 июл 2015, 16:02

Потому что если у вас сильное виньетирование по углам - может случится так, что master flat будет не правильный. Т.е. сильный провал по углам кадра будет выглядеть таким же черным, как и зона ближе к центру кадра. Соответственно, во время сложения кадров случится неравномерная яркость картинки по всему полю, центр выправили нормально, самый дальний угол нормально, а зона рядом с углами будет переисправлена, получится светлый бублик. Для этого гистограмму сдвигают вправо, тогда лучше заметен перепад яркости от угла к центру.

При этом матрицы бывают разные, бутерброд из линз и фильтров перед приемником тоже разные. Для примера: одна и та же линза (которая создавалась под пленку) может очень сильно виньетить в углах, из-за того, что пленка может ловить свет и экспонироваться даже когда лучи падают под углом N, в то время как пикселям в углах будет не хватать света.
мертвый друг не предаст.
HEQ5 + SW2008(GSO Comacorr) + Ra72 + A70lf + qhy5/ Ler 3, ES 4.7, ES 8.8, ES 24

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 24 сен 2015, 20:21

[tab=30]
Долго читал монитор с интернетом про астрофото, думал (размышлял), неудачно экспериментировал :mrgreen: . Правильные объяснения я понимал неправильно :| . Теперь как то все начинает устаканиваться, лучше стал понимать как надо обрабатывать астрофото (как мне пока кажется).
[tab=30]
Вычитание дарков все таки увеличивает шум, но улучшает кадр :o .

SV49
Сообщения: 331
Зарегистрирован: 17 сен 2013, 17:35

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение SV49 » 24 сен 2015, 22:21

[tab=30]
Самое подробное и понятное описание редукции (калибровки) астрофото нашел в учебном пособии для студентов астрономов: http://heritage.sai.msu.ru/ucheb/Kuimov/
К.В.КУИМОВ, В.Р.АМИРХАНЯН, А.Ю.СОКОЛОВА, " ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА ПО НАБЛЮДЕНИЯМ С ПРИБОРОМ ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗИ", разделы 4, 5.
[tab=30]
Особенно интересен ответ на: "Первый вопрос - как получить равномерную засветку?" Рекомендую почитать всем, кто пытается делать астрофото. Профессионалы и так все знают, а новичкам будет очень интересно.

Аватара пользователя
k@mera
Сообщения: 24
Зарегистрирован: 19 сен 2015, 15:39

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение k@mera » 08 окт 2015, 12:25

У меня вопрос к корифеям.. недавно решил задействовать свой объектив МС 3М-5СА (тот же МТО 500) в паре с Sony A99, изготовил для него маску Бахтинова, очень помогла при наведении на резкость, но картинку дала следующую..

Изображение

Вот этот артефакт, сверху от звезды, в виде расходящихся множественных лучиков, говорит о пережатости зеркала, или его кривой установке? И как с этим бороться? Потому как снимал тестово Плеяды и Андромеду и при значительном кропе наиболее яркие звезды дают такие хвостики вверх (как кометки). Съемку делал при Луне, засветку и выравнивание фона так и не победил, хотя делал все по науке - флэты и прочую калибровку, пробуя это и в Iris и в Fitstacker, подозреваю, что для моего случая надо было держать пик гистограммы не в 2/3 вправо, а выводить на середину, так как это не скомпенсировало виньетирование.. ладно то такое, сейчас больше волнуют эти лучики..
Жить без масок просто, но не легко

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Руководство по технике астрофотографии

Сообщение Ernest » 08 окт 2015, 22:36

Этот артефакт свидетельствует скорее всего о повышенной шероховатости прорезей в диафрагме.

Ответить