Які причини не зйомки надмірних експозицій (годин) в астрофотографії?


24

Я займаюся деякими дослідженнями, щоб потрапити в астрофотографію.

Більшість навчальних посібників рекомендують зробити кілька експозицій, а потім скласти їх.

Це мене здивує: якщо камера знаходиться в системі стеження, чому б не залишати затвор максимально довгим?


2
Чи передбачають ці підручники, що у вас є система відстеження?
unperson325680

1
Рекомендую книгу Чарльза Брекена "Глибокий образ грунтовки неба". Він дасть відповідь на більшість питань початківців. Для отримання більш детальної інформації зверніться до спеціалізованого астрофоруму, наприклад, хмарні ночі.
user71927

Відповіді:


43

@ Майкл Кларк та @ Itai дали хороші відповіді. Ще кілька думок з точки зору захопленого аматора:

  • Технологія відстеження не є досконалою, і іноді її краще працювати в межах практичних обмежень доступного відстеження, а не натискати на них занадто далеко

  • Дуже довгі експозиції можуть не грати добре при високому рівні забруднення. Існує рівновага між досягненням якомога більшої кількості цільових фотонів, не перестараючись із небажаними

  • Управління ризиками: якщо у вас є лише одна тривала експозиція, вона може бути легко зруйнована спалахом зовнішнього світла. Кілька коротших експозицій означають, що ви можете просто викинути погані кадри


9
Повторно "Існує рівновага між досягненням якомога більшої кількості цільових фотонів, не перестараючись із небажаними": Це має бути абсолютно незалежним від часу опромінення.
Пітер - Відновіть Моніку

2
+1 для коментаря щодо технології відстеження, за допомогою тупого керованого полярного рівняння, який я мав змогу дістати ~ 3 хвилини на 300 мм FL без зіркових стежок раніше, але тільки з удачею на моєму боці. Залежно від якості та пом'якшеності вашого набору та техніки, ви можете зробити це краще чи гірше, але вирівнювання та укладання в пост завжди допоможуть, якщо ви намагаєтесь для предметів із глибокого неба за допомогою аматорського набору.
Джозеф Роджерс

2
@ PeterA.Schneider Втручаються втручання, які змінюються часом, такі як метеори, літаки та хмари. Зйомка декількох зображень дозволяє легко відкинути їх. Ще один фактор - насичення фотонного запам'ятовування пікселя, межа, яка називається "повна ємність свердловини".
користувач71659

3
@ PeterA.Schneider Це насправді не так, якщо "небажане світло" майже не є постійним І всюдисущим. Або у вас немає алгоритму для відкидання поганих кадрів. Якщо у вас багато коротких експозицій, у вас є багато зразків з деякого розповсюдження. Зірки залишаються в (майже) одному і тому ж місці (якщо припустити систему відстеження), небажане світло буде вимкненим (автомобілі, будинки, навіть вуличні ліхтарі в наші дні) або не буде нерухомим щодо системи відліку. Обидва вони дозволяють відфільтрувати це за допомогою розумних алгоритмів.
ДРФ

1
@DFR ви говорите "відкиньте погані кадри", і я не можу сказати, чи погоджуєтесь ви з пунктом №3 MartinV або якщо ви маєте на увазі цифрову композицію з декількох послідовних зображень у симульовану тривалу експозицію (додаючи алгоритм слова, я думаю, що останній ). Я не знаю про ОП, але моя тривала експозиція [дуже любительської] астрофотографії робиться з важким склом на чесно-го-го-фільм. Ви не можете припустити наявність цифрових процесів очищення при тривалій експозиції, якщо ОП прямо не каже, що він є.
Рускаль

18

По-перше, тому що ми можемо зараз.

Фотографії з лампою дійсно можуть знімати експозиції від декількох хвилин до декількох годин, залежно від камери. Використовуючи плівкову камеру, астрофотографія робиться з дуже довгими експозиціями, і ці камери не мають обмежень за часом, оскільки для роботи вони не потребують живлення.

Цифрову камеру можна використовувати аналогічно, але більшість дзеркальних лімфообмежених лімітів вистачає на 30 хвилин або годину, що робить неможливим знімати довшу експозицію, тому вибору немає.

Однак більшість DSLR можуть мати експозицію більше години, тому вони можуть зробити дуже довгу експозицію, щоб отримати остаточне зображення за один знімок. Однак використання декількох пострілів може бути вигідним. Найголовніше, щоб максимальна яскравість кожного пікселя була розширена. За один знімок, коли фотосайт насититься, він буде надмірно оголений. При декількох знімках можливо, насичення не відбудеться, що надасть програмному забезпеченню більшої точності даних для роботи. Кожне подвоєння пострілів дає значно більшу спрощення та забезпечує додаткову точність та динамічний діапазон. Тому зробіть лише 4 знімки, ви отримаєте ще 2 зупинки динамічного діапазону порівняно з однією експозицією.

Багаторазове опромінення впливає на усереднення шуму. Це дасть вам більш чисті зображення, з якими можна працювати, але на кожному зображенні можна застосувати програмне зменшення шуму, що є більш ефективним, ніж обробка більш тривалої експозиції.

Досить важко вимірювати дуже довгу експозицію, але якщо у вас багато зображень, у вас є гнучкість не використовувати весь стек або керувати програмним забезпеченням, щоб уникнути перенапруження, особливо якщо ви включили деякий передній план у свою композицію.

Два недоліки створення мультизображення є незначними. Одне полягає в тому, що пізніше це буде більше роботи, оскільки стек зображення повинен бути перенесений та оброблений комп'ютером, а не одним зображенням. Інше - це те, що ви можете робити невеликі прогалини, якщо ви робите зіркові стежки, тоді як камера займає час між знімками (переконайтеся, що вимкніть зменшення шуму довгим затворами, якщо вам потрібні величезні прогалини), які можуть залежати від ряду речей і конкретна камера.


18

Основна перевага укладання полягає в тому, щоб виокремити рандомізований "пусковий шум" розподілу Пуассона, що може бути проблемою при зображенні з низьким освітленням, таких як астрофотографія. Ще одна перевага для укладання полягає у використанні виділених монохромних датчиків зображень, в той час як чергування кольорових (або спеціалізованих, пов'язаних з астрономією) фільтрів по всьому датчику для кожної експозиції, а потім комбінування їх на посаді.


7
для багаторазового опромінення шум пострілу точно такий же, як і використання одного довгого опромінення того ж накопиченого часу. ми можемо вважати це як "аналогове укладання". так, ні, це, безумовно, не є причиною, чому ми використовуємо кілька експозицій.
szulat

6
@szulat Тільки якщо ви стекаєте кілька експозицій, використовуючи звичайну середню фільтрацію, на відміну від обрізаного середнього або середнього фільтра.
jpa

1
@jpa у відповіді зазначено "середнє значення". так чи інакше, алгоритми є вторинними. сам процес збирає стільки ж шуму. те, що може бути різним, - це технічне, наприклад, можливість отримати набагато більший динамічний діапазон (ніж одна експозиція. 14 або навіть 16 бітових файлів часто недостатньо для покриття величезних контрастів астрофотографії)
szulat

4
@szulat: Пам'ятайте - медіана - це тип середнього .
psmears

2
@MichaelClark в науці ці методики називають надійними укладаннями . Якщо це конкретно ви маєте на увазі, ви, можливо, повинні відповісти про це чітко. Однак зауважу, що надійні укладання насправді не набагато кращі, ніж просте усереднення у випадку шуму від пострілу; його головна перевага полягає в тому, що вона не дозволяє крайнім людям впливати на кінцевий результат. Тобто це повністю видалить метеор, який пройшов через кадр в якийсь час. Шум від пострілу не достатньо екстремальний, і може насправді закінчитися сильнішим через нерівні ваги, які призначає міцна укладання.
Ліворуч близько

8

Цифрові датчики нагріваються при тривалій експозиції; У мене експозиція була короткою, як 6 хвилин, і в кутах кадру було дуже видно спотворення кольорів. Бігайте чіпом протягом годин без спеціального охолодження, і результат, ймовірно, буде непридатним безладом.


Я працював в обсерваторії один раз, і я можу підтвердити, що великі CCD-датчики телескопа (ще в ці дні) мали спеціальні системи охолодження. Я не пам'ятаю, чи це був азот, але це було щось подібне.
Баш

виділені глибококосмічні астроками зазвичай мають 30-50 ° С термометричного охолодження. Випромінювання чорного тіла пропорційно температурі (у Кельвіні) до 4-ї потужності. Тож поки ніде близько ~ 99,5% зниження теплового шуму, який може дати LN2, вони зменшують його приблизно на третину до половини. Нижній рівень шуму є однією з головних причин, чому люди використовують їх замість звичайних DSLR.
Ден Нелі

1

Крім того, що тривалі експозиції залишають вас можливостями програмного забезпечення, вбудованого в камеру. Знімаючи багато зображень та післяобробляючи їх згодом, ви можете використовувати програмне забезпечення з різними можливостями та пріоритетами, що може отримати кращу картину.


(Це має бути коментар, але моя репутація занадто низька)
Thorbjørn Ravn Andersen

1

Прочитавши інші відповіді тут і коли на другому тижні оголосили подію супер криво-синього місяця, я вирішив спробувати експеримент. Я знімав Місяць під час одного з коротких перерв у хмарі, коли я не був ні на роботі, ні спав. Я знімав кишенькові, оскільки це був просто експеримент. Моя камера, Olympus E-520 (випущена 2008 р.), Є сумно шумною та об'єктивом 70-300 мм досить звичайної якості, коли її натискають на свої межі, але розмір датчика на чотири третини робить це 600-міліметровим полем зору.

Я зробив кілька знімків у режимі F9.0 1 / 40s iso800 300mm стабілізацією зображення.

Я вибрав близько 5 і спробував використовувати Darktable, Gimp, Siril та Hugin для обробки файлів. Зображення, представлене тут, має одноколірну рамку без шумової обробки та складене зображення, складене з 5 подібних знімків, вирівняних та змішаних, потім перетворених у чорно-білі та трохи загострених. Ви можете побачити в кутах чорно-білого зображення, де вирівняні зображення не перекриваються, виявляючи ефект, який надають додаткові шари на шум.

Незалежно від того, чи просто я усереднював шари в Gimp (хоча вирівнювання та обертання шарів було майже неможливим), або я використовував Hugin чи Siril, шум помітно зменшувався на задньому плані.введіть тут опис зображення


0

Дуже довга експозиція еквівалентна усередненню декількох коротших експозицій. Якщо ви робите кілька коротких експозицій, у вас завжди є можливість зробити середню, щоб імітувати тривалу експозицію, якщо хочете. Але це також надає вам багато інших варіантів (крім усереднення).

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.