Пейзажная астрофотография с IRIS

3 марта 2014. Комментарии .

Оглавление #

Введение #

В интернете:

Задача этого сообщения — объединить технологии сложения кадров со съемкой ночных ландшафтов на обычные фотоаппараты без телескопа. А зачем вообще люди складывают много кадров для получения одной картинки? В первую очередь — чтобы избавиться от шума.

У широкоугольной съемки свои особенности: в кадре и вращающееся небо, и неподвижная относительно фотоаппарата земля с деревцами, горами и прочими красотами природы. Сразу предупрежу, что я скверно обрабатываю фотографии. Я не самый искушенный астрофотограф, просто делюсь своим опытом. Вполне возможно, что некоторые шаги обработки делаю неразумно или даже неправильно. Буду рад уточнениям и дополнениям.

Для кого: эта запись для тех, кто умеет работать с форматом RAW, пользоваться масками в GIMP или Photoshop. Для тех, кто уже вкусил прелестей широкоугольной астрофотографии и хочет большего. Вряд ли надо начинать знакомство с ночной съемкой с данной статьи.

Необходимо: снимающий в RAW фотоаппарат с объективом, штатив, компьютер.

Очень желательно: программируемый пультик (использую PiXeL TC-252 N3 с фотоаппаратом Canon 6D) или приложение на смартфон для управления камерой по Wi-Fi.

Что предстоит: выбрать место с хорошим небом; сделать 30–50 кадров с правильными параметрами; пользуясь этой записью, сложить кадры в программе IRIS, допилить в Photoshop или GIMP.

Эта запись основана на более подробном руководстве, где речь идет о сложении и обработке фотографий астрономических объектов (без ландшафта). Я же расскажу, какие особенности возникают при работе с ночными пейзажами. Того, что написано ниже, должно хватить для создания качественных снимков, однако крайне рекомендую ознакомиться с руководством А. Мереминского для получения важных теоретических знаний.

Я решил, что такая запись может быть кому-то полезна, когда получил вот такую картинку:

Canon 6D + Canon 24mm f/1.4L II @f/2.5; ISO 16000; 15 кадров × 15 сек; darks, offsets.

Для создания этой фотографии я использовал аж 46 кадров. Зачем, собственно, люди складывают картинки, проиллюстрирует следующая анимация. На ней с картинкой выше сравнивается один из кадров, из которых она была получена. Передвигая бегунки в LightRoom, я выставил некоторые цифры шумоподавления, усилил контраст на одиночном кадре. Нажмите на картинку, чтобы анимация заиграла. Увеличено в 4 раза.

Разница в слабых деталях просто колоссальная. Оно и неудивительно: когда используешь функцию шумоподавления для одного кадра, машина не в состоянии понять, где цифровой шум, а где — слабая звезда. В этом и состоит основная идея сложения кадров. Ведь цифровой шум, возникающий на матрице — сигнал в основном случайный. Получается, что на конкретном пикселе на одном снимке шум есть, а на другом снимке на этом же пикселе шума нет. Звезда же все время находится на одном месте (естественно, после учета вращения неба), поэтому сигнал от звезды при наложении кадров усиливается, а шум усредняется и в той или иной степени исчезает. Увеличение соотношения сигнал/шум — фундаментальная задача для астрономов, и подобная техника применяется для обработки снимков во всех профессиональных обсерваториях мира.

Вот ссылка на все кадры, использованные для создания этой фотографии. Можете скачать всю папку и использовать этот материал для выполнения данного руководства, чтобы потренироваться. Можно попробовать поработать с одним кадром и сделать из него что-то поприличнее. Тогда можно будет понять, стоит ли делать вместо одного кадра пятьдесят штук или результат Вас устраивает и так.

Съемка: теория #

Базовая информация #

Какие кадры делать #

Важность dark и offset серий #

Мне пришел в голову вопрос: а насколько важны эти dark и offset кадры для наших задач и условий? Не долго думая, сделал сравнение (возможно, не вполне корректное, но все же вряд ли совсем не корректное). Анимация покажет 2 кадра: сложение 15 кадров с dark и offset сериями и сложение только 15 кадров из серии light. Увеличение 4:1.

Оказалось, что разницы в случае сложения 15 кадров практически никакой нет. Возможно, для меньшего количества кадров влияние будет существеннее.

Съемка: практика #

Порядок действий #

Что я делал для создания фотографии «Крымский путь»:

Советы по съемке #

Обработка фотографий #

В этой части будет дано максимально краткое описание. Подробнее смотрите в руководстве. Все команды IRIS’a можно посмотреть на официальном сайте (англ).

Наконец, самое важное — обработка. Тем мне и нравится ночная съемка, что, по существу, ночью ты отдыхаешь, спокойно и с наслаждением созерцая красоту звездного неба, пока камера делает снимки. Работа начинается дома.

Установка и настройка IRIS #

Загрузка файлов #

Создаем карты шумов #

Предобработка #

Совмещение кадров #

Сложение совмещенных кадров #

Настраиваем цвет #

Сохранение результата #

Обработка в фоторедакторе #

После завершения обработки своей фотографии я критически осмотрел полученное и осознал, что надо-таки снять кадры плоского поля (flatы). К сожалению, поленился это осуществить. Зато не поленился чуток добавить небу светлоты за счет той самой фотографии земли. Выдержка там была ~200 сек, фон неба получился довольно ярким, его я через маски и добавил широкой кистью по углам. Вместе с ним добавились и звездные треки, ведь за 200 сек звезды успевают прочертить приличные линии. Виньетирование осталось, но стало менее заметно. Так что если внимательно смотреть по углам, можно увидеть призрачные треки звезд. Я посчитал, что они не очень неуместны: они напоминают о том, что данное творение — результат мерзких махинаций в графических редакторах, а с настоящей природой и красотой звездного неба оно имеет мало общего.

Примеры моих астрофото #

Не всегда надо стремиться к наибольшему количеству звезд! Иногда достаточно только тех, что видно глазом — см. фото №3. Диафрагма f/3.5, ISO 800, 4 кадра с выдержками от 90 до 137 секунд. Кстати, этот «Грозный Козерог» (люблю давать глупые названия — гроза проецируется на созвездие Козерога) сложился Айрисом из 4-х кадров разных выдержек, от 90 до 137 секунд. Пультик не использовался. Никаких дарков, флэтов и оффсетов. Просто 4 обычных кадра. На одном удалось поймать молнии посередине, на другом молнии подсветили облака слева. Так что и таким образом можно использовать Айрис, не бойтесь экспериментировать.

А если Айрису дать команду на сложение фотографий, не совмещая их предварительно, то можно получить звездные треки (фото №4). Фото сложилось из 6 кадров разной длительности от 5 до 10 минут (Canon 550D + Samyang 8mm f/2.8). Стоит отметить, что для создания треков обычно рекомендуются выдержки в районе 30 секунд и сотни кадров. Так что не берите пример с этой фотографии, про получение звездных треков лучше почитать в другом месте.

Ниже привожу примеры фотографий, полученных таким методом на три разных камеры: Canon 6D, Canon 550D и Samsung NX mini. Оригиналы фотографий можно найти в альбоме.

Фотографии №1 и №2 сделаны с компакт-камеры Samsung NX Mini, которая весит 227 грамм вместе с объективом 9 мм и аккумулятором. Небо тогда было не самое лучшее, обработка тоже подкачала. Но все же можно понять, что такая маленькая камера способна при хорошем небе, правильном освещении ландшафта и грамотной обработке создавать замечательные кадры.

Заключение #

Спасибо Александру Мереминскому за отличное руководство по программе IRIS. Спасибо моему одногруппнику Яше — он мне и прислал это руководство и поделился опытом.

Я думал, что пейзажное астрофото никто в IRIS не складывает. Однако нашел хорошую статью рязанских астрономов. Всегда полезно посмотреть на изучаемый предмет с нескольких точек зрения, так что дерзайте, читайте, творите! IRIS умеет и засветку убирать. Возможности этой замечательной свободной программы впечатляют! Из них я осветил только два процента. А освоил три.

Вопросы приветствуются, задавайте в комментариях, с удовольствием на все отвечу.

PS: горькая правда #

Бонус для тех, кто дочитал до конца. Всю мудрость данной записи можно уместить в одном предложении: делайте десяток-другой фотографий одной области неба с одинаковыми настройками и складывайте их в DeepSkyStacker; с сериями Dark, Offset и Flat возиться не стоит.

DeepSkyStacker — это аналог IRIS со значительно более удобным и интуитивным управлением. Примечательно, что авторы обоих программ — французы. Результат программы дают примерно одинаковый. Для современных матриц серии Dark, Offset и Flat на конечный результат почти не влияют. Так что данную запись можно рассматривать как некое научно-популярное пояснение того, что происходит в профессиональной и продвинутой любительской астрофотографии. Процесс учета темнового тока, шумов считывания и виньетирования называется калибровкой, как правило, он автоматизирован. К примеру, есть сервис itelescope.net, предоставляющий платные услуги удаленной астрофотографии с роботизированных телескопов. Полученные кадры будут автоматически откалиброваны, но для эстетов предоставляется оригинал и калибровочные кадры отдельно.