Kiss Péter - Flat képek készítése

Bevezetés

Ez a cikk azért született, hogy felhívjam a figyelmet a flat képek fontosságára, bemutassam, hogy az eltérő expozíciós idővel készült flat képek eltérően korrigálják az integrált (stackelt) képeket. Remélem, hogy az itt leírtakkal a többi asztrofotósnak ötletet adok arra, hogyan vizsgálják felül a kialakult flat készítési gyakorlatot, és hogy ezzel megkönnyítsem a képfeldolgozást, ami véső soron szebb végeredményt adhat.

Felszerelésem:

• SkyWatcher F4 200 karbon tubus
• SkyWatcher F4 kómakorrektor
• Canon 600d (átalakított)
• Saját készítésű flatbox

Mindenekelőtt leszögezném, hogy a következőkben ismertetett összehasonlításnál a saját építésű flatboxomat, és egy Canon 600d DSLR-t használtam, fontos megjegyezni, hogy a DSLR-ben van egy felcsapódó tükör és egy redőnyszerkezet a szenzor előtt melyeknek kiemelt jelentősége van a flat képek készítésénél. (Csillagászati CMOS kameráknál egyik sincs, ráadásul nincs tükörakna ami vignettációt okozna. Néhány digitális fényképezőgépben már tükör sincs pl. Canon EOS R) Ezen kívül a házilag készített flatbox minden igyekezetem ellenére, ha nem is számottevően, de valószínűleg nem biztosít 100%-ig homogén megvilágítást.

Miért kell flat képeket készíteni?

A flat képek készítése megkerülhetetlen, két okból is szükséges a nyers képeket flat képekkel kalibrálni:

• Nagyon kevés optikai rendszer (távcső + korrektor) világítja meg a teljes szenzor felületet egyenletesen, mindig számolnunk kell valamennyi peremsötétedéssel (vignettációval). Egyes esetekben azonban lehet, hogy elhanyagolhatjuk, ha pl. nagyon kis szenzormérettel dolgozunk, ekkor lehetséges, hogy az érzékelő megvilágítás egyenletes lesz.
• A távcsövünk a gondos karbantartás/tisztítás ellenére is időről időre porosodik, az optikai elemeken szennyeződések rakódnak le, melyek befolyásolják a leképezést, apró árnyékfoltok jelennek meg a nyers képeken. Ezeknek a foltoknak az egyetlen jó eltüntetési módja a flat korrekció.

Egyenletesen megvilágított optikai rendszer leképezése peremsötétedést okoz a nyers képen.

Felgörbézett flat képen létszik egy porszem árnyéka a bal felső sarok közelében.

Ha a rendszerünk nem is okoz vignettációt a második pontban leírtak miatt mindenképpen szükséges a flat képek készítése. A porszemek által megjelenő sötét foltok eltávolítása a végső képről nagyon nehézkes még a modern szoftverek segítségével is, sokkal jobb megoldás, ha ezektől már a kalibrálás során megszabadulunk.

És mivel a flat képek készítése úgy szólván kötelező, meg kell találnunk azokat a beállításokat melyek segítségével a lehető legjobb minőségű flat képeket tudjuk készíteni. Ne elégedjünk meg a legkönnyebb és leggyorsabb módszerekkel. (Pl. 1/1000-es záridővel fél perc alatt megvan 30 db flat kép.) A nem megfelelő gondossággal készített flat képek problémát okozhatnak a post-processing során. A következőkben erről lesz szó.

Mi a probléma az integrált képpel?

A képen az M94 látszik. Az integrálás után kapott képet erősen felgörbéztem, hogy jól látszódjon a probléma, de más módosítást nem végeztem rajta. (30 db kalibrált light képből, iso 800 x 5perc)

 

A nyersek Belecskán készültek nagyon jó ég alatt, ha volt is gradiens az nem így nézne ki. Tapasztalt asztrofotósok szerint itt bizony flat hiba van: túl rövid záridővel készülnek a flat képek (1/500)

Miért alakult ki rossz flat készítési gyakorlat?

Viszonylag sokáig tartott mire rájöttem, hogy nem megfelelő módon készítem a flat képeimet, nagyon rövid záridővel exponáltam. Ha az ok egyszerű lenne, már hamarabb rájöttem volna. Számos más tényező nehezítette a probléma felismerését:

Budapesten kezdtem fotózni fényszennyezett égen, azokon a képeken nagyon erős a fényszennyezés hatása, nehéz a flat hibát észrevenni.

• A flat hiba itt azért szembetűnő, mert a fotózott objektum kicsi a kép teljesen méretéhez képest, a kép többi részén pedig egyenletes égi háttér van. (Alacsony a jel/zaj arány, ezért a rossz flat korrekció jobban látható.) Olyan képeken, ahol a teljes látómezőt kitölti pl. valamilyen köd, szinte észrevehetetlen.
• A flat hiba ennyire egyértelműen akkor látszik, ha szűrő nélkül készülnek a nyersek. Ha valamilyen szűrővel dolgozok (pl. IDAAS, UHC, HA) akkor a szűrő miatt hosszabb expozíciós idővel készülnek a flat képek. Mint kiderült már egészen kicsi növekedés az expozíciós időben jelentősen javítja a flat kalibrációt.
• 1 db kalibrált light képen nem látszik a flat kalibráció hibája, minél több képet átlagolunk, annál látványosabb lesz a hiba.
• A flatbox fényereje túl nagy volt és nem tudtam szabályozni. 1/500-as záridő kellett ahhoz, hogy a kép ne égjen be.

Flat kalibráció tesztelése

A fenti példaképen a Messier 94 nevű galaxis látható, ennek a témának a fotózása közben lett nyilvánvaló, hogy a valami baj van a flat készítési gyakorlatommal. Rendszerint hajnalban készítem a flat képeket, majd az egész felszerelést szétkapom és mindent elpakolok, ezáltal elvész az utólagos fltattelés lehetősége, hiszen kiveszem a korrektort a kihuzatból és elállítom a fókuszt ezáltal elveszik a pontos kamera pozíció. A tesztelést otthon végeztem, ehhez az kellett, hogy a korrektort a kihuzatban hagyjam, és gondoskodjam róla, hogy a fókusz ne mozdulhasson el. Így az utolsó nyers sorozatot tetszőleges flat beállításokkal tudtam kalibrálni.

A tesztelés menete:

• Különböző záridővel készült flat csoportok készítése. (1/500, 1/30, 2, 4, 10, 15, 20 másodperc.) Csoportonként 30db flat kép (iso100), tükörfelcsapás az expozíció indítása előtt, hisztogram minden esetben kb. 50%-ot ért el.
• Flat kalibrálás master bias és master flat darkok felhasználásával.
• Master flat-ek elkészítése.
•  30 db light kép kalibrálása master flat, master bias, master dark-ok segítségével. (iso 800, 5 perc.)
• Light képek demozaikolása.
• Demozaikolt képek egymáshoz igazítása a csillagmező alapján.
• Képcsoportonkénti integrálás.

A képfeldolgozás Pixinsight-ban végeztem. A light képek iso 800-on, a flat képek iso 100-on készültek. Ennek az az oka, hogy a flatbox fényereje túl magas, csak iso 100-on volt lehetséges a flat képek készítése anélkül, hogy beégtek volna. Az integrált képeket Pixinsight-ban STF autostretch (boosted) eszközzel felgörbéztem, majd Photoshop-ban alkalmaztam a kiegyenlítés funkciót, így nagyon jól látszanak a különbségek. (Ez nagyon durva kiemelése a hibáknak, és csak arra szolgál, hogy szemléltessem a különbségeket.)

Eredmények:

Animáció a kalibráció eredményével

1/500 záridővel készült flat képekkel kalibrált nyersek átlaga:tlaga

10 másodperc záridővel készült flat képekkel kalibrált nyersek átlaga