Iris, základní postup zpracování fotek z DLSR
Slunce právě teď:
Počasí:
Doporučuji:
1. Proč vůbec odčítat a dělit?

Na záčátek tohoto tutoriálu by se hodilo říct, proč musíme každý snímek tak složitě zpracovávat. Nesmíme zapomínat, že původní účel digitálních zrcadlovek není astrofoto, ale focení za dne. Astrofotografie je vlastně takovou extrémní odnoží normální fotografie (počítá se téměř každý foton, který dopadne během extrémě dlouhé expozice, a po celou dobu se nesmí změnit poloha objektu vůči čipu). Není se tedy čemu divit, že se musely vymyslet postupy, které díky různým statistickým a fyzikálním poznatkům napomáhají při eliminaci šumu a jiných nechtěných artefaktů na obrázku.

V surovém RAW obrázku je kromě foceného objektu také zaznamenána celá řada artefaktů způsobených různými zdroji, které se liší svojí fyzikální podstatou (jestliže netušíte co je to dark frame, flat-field, nebo offset, pak Vám doporučuji nejdříve se podívat na tuto prezentaci). V tomto tutoriálu se dozvíte, jak se těchto vad pomocí Irisu zbavit nebo je alespoň potlačit. Samozřejmě, že principy jsou stejné u všech softwarů, a proto taky můžete tento tutoriál brát jako takovou encyklopedii postupu při zpracovávání. Kromě postupů tady také uvedu i své zkušenosti, které mohou být užitečné (nastavování expozic, počty snímků, atd.).

Skoč na seznam odkazů
2. Začínáme zpracovávat - zadání pracovního adresáře, načtení a dekódování obrázků

A. Ještě než zapneme Iris
Všechny obrázky musí být nasnímané buď v RAW, nebo FIT formátu (popřípadě PIC, ale ten není úplně obvyklý), aby se daly zpracovávat bez ztrát dat. Já osobně si vždy vytvořím jednu domovskou složku se jménem foceného objektu, v ní si pak vytvořím další složky pro snímky darkframů, offsetů a flat-fieldů, takže surová data objektu se mi nepomíchají s jinými. Ještě před samotným dekódováním je dobré si prohlédnout obrázky a vytřídit ty, které nejsou použitelné (kvůli mrakům, špatné pointaci, ...).

B. Nastavení pracovního adresáře

Settings
Teď teprve nadešel čas spustit Iris. Po jeho spuštění najděte v liště menu záložku File a v ní položku Settings (obrázek vlevo). Tady se musí nastavit Workihg path (místo, odkud se budou brát zdrojová data a kam se budou ukládat zpracovaná). Pomocí tlačítka se třemi tečkami zadejte cestu do naší složky (já ji zadávám rovnou do složky offsetu, protože nejdřív zpracovávám offsety). Rychlejší než pomocí tlačítka je zadávat adresu tak, že ji nejdříve zkopírujete z windowsového okna (pomocí CTRL+C) a pak ji vložíte do kýžené kolonky (CTRL+V). Nejdůležitější je zapamatovat si, že vždy když se přesouváme do jiné složky tak musíme také nastavit její adresu!!!
Jestliže už máte obrázky nasnímané rovnou ve formátu FIT, FTS, nebo PIC tak stačí zaškrtnout File type který používáte, a body C a D pak můžete přeskočit.

C. Nastavení typu RAW snímků podle použitého foťáku

Camera settings
Každý výrobce foťáků má jinou zkratku (a také jiné kódování) svého RAWu, a proto ještě před dekódováním musíme nastavit i značku a typ foťáku. Najděte v řádce pod menu lištou takovýto obrázek tlačítko Camera settings, a v něm se nastaví typ vašeho aparátu. V okně Camera settings je část digital camera, a tam najděte svůj fotoaparát, nebo alespoň stejný typ RAW formátu. Dekódování snímků doporučuji ponechat lineární, protože všechny další úpravy budou daleko šetrnější k detailům něž tyto filtry. Stejně tak nedoporučuji zapínat nastavení barev, protože ji dělám až u finálního snímku (šetří to výpočetní čas, lépe než to dělat tolikrát, kolik je surových snímků). Tento bod se musí provést jen když se mění typ fotoaparátu (resp. typ RAW obrázku).

D. Dekódování RAW snímků


Teď přišel čas na samotné dekódování RAW obrázků. Nastavil jsem working path do složky offset a jdu je dekódovat. V liště menu najděte záložku Digital photo a v ní je položka Decode RAW files... klikněte na ní, ale nelekejte se, že Vám Iris spadnul. Jen Vám udělal místo, abyste mohli přetáhnout RAWy do okénka Irisu. Takže si označte všechny offsety (nebo jiné RAWy) a levým tlačítkem je přetáhněte nad hlavní lištu, nad místo kde je Iris, a pak Vám vyjede ono okénko, nad kterým pak uvolněte tlačítko, a je to.
Všimněte si, že v horní části je napsáno Files .cr2 to znamená že Iris právě teď dekóduje jen tyto typy RAWů, a pokud se Vám po přetažení obrázků neobjevily v tomto okénku, tak máte špatně nastavený typ foťáku, nebo jste obrázky špatně přetáhli.
Dále už stačí zadat, jak chcete, aby se jmenoval daný RAW po dekódování (v mém případě offset) a zmačknout tlačítko CFA. Pak se spustí dekódování a po jeho zkončení zmačkněte OK. Ve složce kterou jsem nastavil jako pracovní (offset) mám teď uloženo 6 CFA souborů se jménem offset[číslo 1-6].pic. Teď zbývá udělat krok B a D analogicky pro dark frame, flat-field, a focený objekt.

Skoč na seznam odkazů
3. Vytvoření offsetu, dark framu, a flat-fieldu
Jestliže nevíte co znamenají tyto tři základní pojmy, nebo nevíte jak tyto snímky pořídit, tak se podívejte na tuto prezentaci, ve které je vše vysvětleno.

A. Vytvoření master offsetu

Make an offset

Typický offset
Typický offset. Tento je samozřejmě hodně přisvětlený (větší verze na klik)
Jestliže už máme dekodováno a máme nastaven pracovní adresář můžeme vytvořit offset. V záložce digital photo najděte položku Make an offset. Stačí zadat jméno a počet offsetů a stisknout OK. Iris pak vypočítá medián a výsledný obrázek si musíte uložit sami. Já ho ukládám jako offset, protože Iris si toto jméno doplňuje automaticky takže to ušetří práci.

B. Vytvoření master dark framu

Make a dark

Typický dark frame
Typický dark frame (větší verze na klik)
V záložce Digital photo hned pod offsetem je položka Make a dark. Opět postupujeme stejně jako při vytváření offsetu. K vytvoření potřebujete mít offsetový obrázek ve stejné složce jako dark.

C. Vytvoření master flat-fieldu

Typický flat-field
Typický flat-field. Tento je trochu ztmaven, aby na něm byly vidět detaily(větší verze na klik)
Substract to a sequece Make flat-field STAT Vytvoření dobrého flat-fieldu je poměrně složité, ale když se to povede, tak se zbavíte prachu a vinětace bez jakéhokoliv ovlivnění kvality obrázku. Odvážím se říct, že flat-field je ta nejradikálnější a nejdůležitější úprava, kterou s obrázkem uděláme.
Ještě před vytvořením samotného flatu se musí odečíst dark frame pro flat-field (ten se vytváří při expozici delší než 1 sekunda, jinak není potřeba). Přičemž pro tento dark-flat platí to samé jako pro normalní dark frame.
Takže máme dark-flat uložen ve složce flat a můžeme odčítat. V záložce Processing si najděte položku Substract to a sequece... Otevřete ji a vyplňte tak, aby odpovídala názvům vašich obrázků, pak už stačí spustit. Po odečtení už můžeme vytvořit flat-field.
Položku pro vytvoření flatu najdete hned pod položkou pro dark frame. Opět vyplňte názvy. Dále je zde položka "normalization value". Z mé zkušenosti vyplývá, že čím vyšší je číslo, tím je obrázek světlejší, a tím více také vystupují artefaky, kterých se chceme zbavit. To znamená, že toto normalizační číslo musíme nastavit co nejvyšší, jasnost žádného pixelu po zpracování však nesmí překročit mez 32767. Tady je háček, protože neexistuje žádný exaktní způsob , jak tento parametr nastavit rovnou (záleží na počtu snímků, jejich jasnosti atd.), a tak musíme postupovat metodou pokus omyl. Na začátku máme hodnotu 5000. Skiskněte OK a počkejte na výsledek. Pak najděte tlačítko pro příkazovou řádku tlačítko Camera settings a napište STAT. Z údaje maxi pak zjistíte, jestli už jste přes daný údaj, nebo můžete ještě přidávat(údaj na ukázce už bohatě stačí). Poté si flat uložte, a ještě na konec použijte v příkazové řádce příkaz GREY_FLAT a konečně uložte finální verzi flat-fieldu.

Skoč na seznam odkazů
4. Odčítání a dělení
Originální snímek
Takto vypadá originální, nijak neupravený snímek. Trpí offsetem, vinětací, hot pixely, nedoladěnou barvou a šumem, který zabraňuje zviditelnění slabších částí mlhoviny atd. Offsetu, vinětace, a hot pixelů se můžeme zbavit pomocí odčítání a dělení.

A. Automatické
Originální snímek
V záložce Digital photo najděte položku Preprocessing. Zde stačí jen vyplnit jméno Vašich master snímků, které jsme vytvářeli před chvílí. Je zde kolonka pro offset, flat-field, dark frame (jestliže ho chcete optimalizovat, neboli nastavit černou barvu, pak musíte ještě před tímto krokem vybrat vybrat myší nejtmavší místo na obrázku), a kosmetický soubor (ten si nechám na jindy, klidně nechte řádek nevyplněný). Důležité je mít vše uloženo v CFA formátu a ve stejné složce. Také nesmí chybět nic kromě cosmetic file. Po stisknutí OK Iris automaticky vše odečte a vydělí ve správném pořadí a podle správného vzorce.

B. Manuální
Jestliže z nějakého důvodu nemůžete použít automatické zpracování (chybí Vám offset, flat, dark, nebo už jste je odečetli předtím), pak příjde řada na zpracování manuální, to ale doporučuji až pokročilejším, kteří už vědí, co a kdy odečíst. Vše potřebné najdete v položce Digital photo.

Snímek po odečtení a vydělení Po odečtení a vydělení vypadají jednotlivé obrázky nějak takto. Odečetly se některé horké pixely (bohužel se mi nepovedlo vyrobit kvalitní dark frame, alespoň na obrázku později můžu ukázat, jak tento nedostatek eliminovat), celkově se snížilo přesvětlení obrázku a vyrovnala se intenzita světla na okrajích.

Skoč na seznam odkazů
5. Registrace

V předchozím kroku jsem se zbavili téměř všech artefaktů, které je možné odečíst nebo vydělit. Ve fotografiích už bývá jen šum a focený objekt. Šumu se jde zbavit jen statisticky (je nutný velký počet snímků, které se musí vyprůměrovat), a nikdy se ho člověk nezbaví úplně, protože šum klesá s druhou odmocninou počtu snímků. V praxi se nám focený objekt vždy o něco posouvá, protože montáž není 100% přesná, a to má za následek, že vydělené a odečtené snímky nemůžeme rovnou poskládat, ale musíme je nejdříve zregistrovat (hvězdy musí být ve všech snímcích na stejném místě, jinak by byly protáhlé do čárek).

A. Konverze z CFA na RGB
Okno pro nastavení konverze z CFA CFA snímky nejsou vhodné pro registraci (ale zpracovávají se rychleji), a proto se ještě před registrací musí zkonvertovat do RGB, nebo černobílých snímků. Příslušnou funkci najdete v záložce "Digital photo" a položce "Sequece CFA conversion"

B. Registrace
Stellar registration Barevné snímky můžeme zregistrobat pomocí funkce "Stellar registration" v záložce Processing.
Pro registraci stačí zadat název vstupních a výstupních dat a hlavně typ registrace.
Typ registrace pomocí metody "One star" je nejrychlejší, ale vyžaduje poměrně přesné ustavení montáže. Velmi přesná je registrace pomocí "Global matching" to prohledává celý obraz a ještě může dělat různé transformace obrazu (já si ale vždy vystačil s Affiní transformací). Bohužel je tato metoda časově dost náročná, ale dá se urychlit, když se vybere jen část obrazu (Select a zone).
Každá operace potřebuje určitý počet hvězd, ale může se stát, že Iris jich nenajde dostatek. V tom případě se musí v příkazové řádce nastavit citlivost na hvězdy pomocí příkazu > SETFINDSTAR [číslo 1-10]

Skoč na seznam odkazů
6. Skládání obrázků

Add registration Pokud máme zregistrováno, tak můžeme přejít ke skládaní obrázků do jediného výsledného. Potřebnou funkci najdete v záložce Preprocesing a její položce "add a sequence". Zde pak stačí zadat jméno a počet zregistrovaných obrázků. Ještě si pak můžete vybrat, jestli chcete automaticky zabránit přetečení, pak zaškrtněte "normalize if overflow". Na konec ještě zbývá vybrat typ skládání.

Nejčastěji používaný je aritmetický průměr, který vezme hodnoty na sobě ležících pixelů a sečte je a nakonec jejich hodnotu vydělí počtem snímků.

Další velmi dobrá funkce je medián. Ten je užitečný hlavně pro velký počet snímků, kde je focený objekt velice výrazný. Medián vezme hodnoty na sobě ležících pixelů, seřadí si je a vybere tu nejčastější hodnotu. Díky tomu je vhodný i pro odstraňování stop od letadel nebo družic. Nevýhodou je, že získáte obrázek se stejným dynamickým rozsahem jako měly originály, takže poměrně tmavý.

Ostatní funkce jsou složitější a pro první pokusy jsou zbytečné, taže je přeskočím.

Složenina z 20 zregistrovaných obrázků Takto vypadá finální snímek poskládaný pomocí fce. aritmetický průměr. Na první pohled je stejný jako předešlá ukázka, ale po složení 20 obrázků se posunul jezdec tresholdu bílé barvy 20x, a když se podíváte na obrázek detailně, tak zjistíte, že byl velice výrazně potlačen šum. Také si můžete všimnout černých okrajů, které vznikly důsledkem registrování (posouvání) a následným skládáním.

Skoč na seznam odkazů
7. Postprocessing
neboli konečné došolichání

A) Ořezaní tmavých okrajů
V Irisu je velmi jednoduché. Stačí do příkazové řádky napsat WIN a řídit se poté instrukcí v odkazu.

B) Nastavení pozadí a bíleho bodu (barev)
Pozadí se nastaví opět pomocí příkazové řádky, stačí označit nejtemnější část obrázku a poté napsat BLACK.

Podobně se dají nastavit i barvy pomocí příkazu WHITE, nebo v záložce "Digital photo" je položka color balance a tam stačí zadat jednotlivé koeficienty (ty se pro každý typ foťáku můžou hodně lišit). Pro Canon 20D jsou koeficienty R=1,56; G=1; B=1,78.

C) Odstranění gradientů na obloze
Remove gradient (polynomial fit) Tato úprava je také velmi důležitá a může razantně zmenšit přesvětlení oblohy na obrázku a tudíš i viditelnost některých detailů. Aplikace této procedury není však úplně jednoduchá, není li dostatečný odstup foceného objektu od přesvícení. Někdy se proto může stát, že se neodečte jen gradient na obloze, ale i nejjemější detaily foceného objektu. V tom případě nezbývá nic jiného, než udělat masku (v místech kde je aplikovaná maska se gradient nezjišťuje, a proto se zachovají místní detaily), nebo dokonce odečíst gradient ručně.

V záložce "Processing" najděte položku "Remove gradient (polynomial fit)" , a v ní nastavte na jaké úrovni chcete odčítat gradient a jak moc chcete přesnou metodu (ne vždy je lepší ta větší, protože se nastavuje kolikátý řád aproximace se použije). Důležité je, aby jste odečítali gradient až po ořezání okrajů obrázku, jinak se Vám naopak v obraze vytvoří další gradienty.

Použití masky a manuální odčítání gradientů je natolik složitá procedura, že si ji nechám na některý z dalších tutoriálů.

D) Odčítání zbylích hot pixelů
Zde jde o jednoduchý postup, který vyžaduje trohu praxe a přečtení tohoto návodu.

E) Filtry a jiné pomůcky v boji proti šumu
Jak jsem zmínil na začátku, pomocí skládání obrázků se šumu nikdy nezbavíme na 100%, ale můžeme si významně pomoci použitím různých filtrů. Ty najdeme v záložce processing.

  • 1. Gausův filtr - sigma udává počet pixelů, které se rozmažou (toto je velmi účinná metoda v boji proti šumu. Musí se, ale najít rozumný koeficient, aby se rozmazal jen šum a detaily na obrázku zůstaly co nejzachovalejší.
  • 2. Selektivní gausův filtr - ještě sofistikovanější metoda. Jde nastavit i práh do kterého bude gausovský filtr použit (díky tomu ho lze zaměřit jen na šum a detaily zachovat).
  • 3. Selectiveblur (SBLUR) - metoda jak se pomocí příkazové řádky vypořádat se šumem a ještě zjískat zajímavý estetický dojem, návod viz. zde.

F) Nastavení světelné křivky
Jedna z mála nedokonalostí v Irisu je, že se zde nedá nastavit křivky tak jemě jako je tomu například v Photoshopu nebo jinde. Nicméně pro přibližné zpracování tu existuje příkaz ASINH a v záložce "Wiew" je příkaz logarithm (pozor před použitím příkazů si obrázek vždy uložte, protože jde o nevratné změny, které nejsou vždy vítány).

Skoč na seznam odkazů
8. Závěrem

Jak vidíte Iris obsahuje obrovskou paletu nejrůznějších funkcí, které z něj dělají mocný nástroj na zpracovávání astro snímků, ale zároveň může být pro začátečníka trochu nepřehledný. Tento tutoriál jsem napsal právě proto, abych shrnul obecně známé postupy nejen v programu Iris, a umožnil všem, aby se sním mohli naučit pracovat. Bohužel v praxi to není tak jednoduché, a stává se, že ani obecně známé postupy nefungují tak jak bychom chtěli. To je místo, kde nastupují zkušenosti a pokusy, se kterými je zjískáváme. Proto přeji hodně trpělivosti při zpracovávání (bez ní to nejde).

Skoč na seznam odkazů