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quinta-feira, 28 de fevereiro de 2013

A Peregrinação dos Frames

           Completando 5  anos de Nuncius Australis e pouco mais de 1 ano fotografando alguns DSO´s eu finalmente começo a chegar ao que se poderia chamar de método. Ou pelo menos o mais próximo que  posso chegar disto.
Quando falamos em fotografia astronômica eu imagino duas etapas. Uma é a captura das fotos , da imagem propriamente dita (que serão chamados de Light frames, Lights ou simplesmente L depois desta primeira etapa).

Light frames ( serão varios iguais  . Ou "pelo menos" parecidos...)

                Além dos Lights você vai capturar também Blacks frames. Estes são simplesmente fotos feitas com o tubo do Telescópio tampado e devem ser realizados com o mesmo ASA e pelo mesmo tempo de exposição que os Light frames. Servem para melhorar a razão sinal/ruído.  
                Não capturam nenhuma luz.Habitam a escuridão. Só capturam ruído, hot pixel e outras coisas nefastas. 
               Serão subtraídos dos Light frames levando embora estas assombrações e deixarão apenas o sinal.                   
                Em tese...
Dark frames 

          
                E vai também capturar os chamados Flat frames. Estes devem ser capturados com o tubo do telescópio com a mesma posição que os lights e como mesmo foco. O Tubo do telescópio deve ser coberta com um pano branco (algodão ou brim ou uma camiseta...). Este deve ficar bem esticado e  então deve ser iluminado de forma homogênea. Seja com uma fonte de luz. Ou o céu do amanhecer... Vão servir também para melhorar a razão sinal/ruído. E também tem algo com relação a Vinhetas... Pode-se viver sem esses.
Flat frame

                Existem diversos sites e artigos a respeito de como capturar seus Lights, Dark e Flats espalhados por aí. 
                O programa que uso para controlar a câmera durante esta 1ª etapa (quando uso algum...) é o Canon Utilities.  .
É bem simples e intuitivo. Uma rápida olhada no manual vai resolver qualquer duvida. Ele vem encartado com todas as DSLR´s da Canon.
                O IRIS, de que falarei mais tarde, também pode ser utilizado na captura.
                Esta encerrada a primeira etapa.
                A segunda etapa consiste no processamento das imagens. Seria o trabalho extinto do laboratorista nos tempos da película...
                Neste post pretendo apresentar a peregrinaçao digital  que suas fotos (Lights frames) percorrem até se tornarem uma “foto astronômica”.
                A primeira parada é o  Deep Sky Stacker (DSS). Um software gratuito e eficiente pra realizar o alinhamento e o "empilhamento”.  
 Existe uma regra básica para o DSS funcionar.  Os light frames que você capturou tem que ter um mínimo de dignidade. Se forem só um montes de riscos e ruído esqueça.  Ele não vai realizar alinhamento nenhum. Vai informar que voc~e esta empilhando somente um Frame . E recusar os outros...
 Se este  o seu caso tente o Rot´n Stack. É um outro software mais “rude”. Ele também trabalha com a Razão Sinal Ruído. Mas eu tenho a impressão de que como só trabalha com Lights ele não a melhora. Ele soma Sinal e ruído. E assim muito ruído é inevitável. O RnS tem uma interface bem amigavel e não precisa de tutorial. É o Paint dos “stacker´s”. Ruim e fácil de usar...   
O DSS por sua veze vai utilizar darks e flats para melhorar a razão sinal/ruído. Pois somamos toda informação dos lights e depois subtraímos o ruído através dos Master dark e Master flat criados pelo software. A imagem final do DSS vai somar o que é sinal e subtrair o que é ruído...
Sinal é a informação que esta no seu light frame e que deveria estar lá. O pixel que esta onde estava a estrela sobre o sensor. O resto é ruído. O ruído é que nem poeira que se abate sobre os viajantes.
Operar o DSS é bem simples. Basta carregar os lights, darks e flats e realizar alguns settings.  
Com os arquivos todos carregados, checados e registrados a janela ‘Register Settings’ vai se abrir para você’. Clique na aba “Advanced”. Eu uso no parâmetro “star detection threshold” 25%. Quanto mais baixo for este parâmetro mais “pé de boi” se torna o DSS. Mas aí o produto final pode ser um monte de riscos...
Depois clique em “stacking parameteres” coloque em cada um dos parâmetros os seguintes “settings” (estes são os que eu uso. Outras combinações são possíveis):
·         Em Result  use Intersection.
·         Em Light use Kappa-Sigma clipping ( aqui se determina como se vai lidar com o sinal)
·         Em Dark use Kappa Sigma clipping Aqui vai-se fazer o Master dark e vai lidar com ruído.  Como os darks frames não tem sinal são um bom parâmetro para se determinar o que é sinal e o que é ruído nos lights.
·         Em Alignmet use Automatic.
·         Em intermediate filesTiff files
·         Cosmetic- não faça nada.
·         Output- eu prefiro tiff. Pode usar qualquer um...
O DSS depois vai somar o sinal que esta no  Lights e vai subtrair o ruído que esta nos darks e flats. É uma explicação bem simples e aproximada do que realmente acontece.
Mas o que importa ele melhora em muito a tal da relação Sinal /Ruído. 
Depois que ele abre o resultado do trabalho eu costuma melhorar um pouco o contraste da foto ainda no DSS.
Na janela que estará aberta abaixo da foto arraste os parâmetros RGB nas barras deslizantes mais para esquerda. Descendo a curva... Antes de fazer isto a imagem pode parecer muito clara e lavada.
Saindo do DSS

Clique aqui para  um tutorial mais completo para o DSS. Neste tutorial o autor usa settings diferentes dos  que eu utilizo. 
Depois vou abrir este arquivo ,que foi criado no DSS, em um programa um pouco mais complicado. Mas fundamental.
O IRIS é também um freeware. Creio que seja o maior concorrente do Maxim. Ele é um "faz tudo". Opera seu telescópio (se possuir GO-TO), faz auto- guiding , opera a sua câmera, realiza alinhamento e é um processador de imagens.  Eu só o utilizo nesta ultima missão. Como ele é um processador de imagens com cacoete de astro fotografo ele possui diversos recursos que são perfeitos para os problemas típicos da “difficult art”.
 O Stacking and Align é bem complicado de se realizar .Melhor usar o DSS. Muito mais amigavel.                   Ele pode ainda ajudar na captura, me parece que gosta de câmeras Lumenera e possui no cardápio quase todas as DSLR disponíveis. Eu fiz um rápido teste e voltei correndo para o Canon Utilities.
Seu recurso mais importante, para mim, é a capacidade de resolver a vinhetagem que ocorre na minha captura e que o DSS (com seus flat frames) não resolve e nem o Photoshop elimina.
Através de um processo sinuoso ele permite controlar a vinhetagem. Na aba “Processing” procure por “Remove Gradient”. Ou através da Janela de comando instrua como fazer um fundo “perfeito para sua imagem”.Isto vai emplicar em marcar manualmente até 2500 pontos no seu Frame inicial... Ele faz isto também de maneiras automáticas . Mas a normas aqui de casa são claras . Sempre do jeito mais dificil. O programa tem vários recursos. Mas é complicado para se dominar.
 Ele ainda ajuda muito com o ruído termal comum em longas exposições.  Procure o recurso” selective gaussian filter” na aba “Processing”.
A esquerda antes do IRIS . Repare no gradiente ( vinheta) do fundo. A direita depois ...

A esq.:RnS Sort Mode                                  a dir.: RnS+Iris

Ele não é um programa com uma interface obvia. Requer alguma experiência. Não é intenção de este texto servir como um tutorial para os programas apresentados. Espera apenas servir como um guia de referencia rápida e uma introdução à matéria.
Recomendo que leia o tutorial se pretender entender-se com o IRIS.
Nossa próxima parada é o Photoshop. Em geral as ferramentas que mais uso são Levels, curves,  Brilho / Contraste e Color Balance. O Photoshop apresenta varias possibilidades que não cabem ser discutidas aqui.  Existem milhares de tutoriais descrevendo as mais diversas técnicas no PS.
DSS+IRIS +Photoshop

E por fim, em geral, eu faço uma ultima visita ao Noisewear. Ele possui uma versão gratuita e dá uma disfarçada no que sobrou de ruído em sua foto. É um programa bem simples.
Do tipo carregue a foto e aperte GO. Existem alguns parâmetros que podem ser ajustados. Os "settings" de seus defaults são mais que suficientes. Voce pode baixa-lo aqui
E assim, dando tudo certo, vai ficar até razoável.


 E eu continuarei tentando...

 Nossas modelos ( ou vitimas) foram  Ngc 4755 e IC 2602. A Caixa de Joias e a Plêiades do Sul respectivamente.
Posteriormente acrescentei NGC 6397 como outro exemplo ( extremo). É o Globular


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