Raaka- ja kalibrointikuvista
Ennen kuin perehdytään tähtikuvien käsittelyyn on paikallaan kerrata minkälaisia kuvia on otettava, jotta kuvan jälkikäsittelyssä päästään parhaimpaan mahdolliseen tulokseen. Huolellisesti otettu tähtikuva sisältää seuraavat otokset:
1. Valoisat ruudut eli "valot" - kuvat itse kohteesta. Valot kannattaa ottaa niin pitkillä valotuksilla, kun jalusta ja taustataivas antavat myöden. Esimerkiksi Canonin digitaalisten järjestelmäkameroiden histogramminäytön avulla pystyy arvioimaan hyvän valotusajan ottamalla testikuvia. Sellainen valotusaika, jolla histogrammin vasen reuna asettuu noin keskelle tai hieman sen alapuolelle vaaka-akselia tuottaa useimmissa tapauksissa hyvän signaalikohinasuhteen. Sen yli valottaminen verottaa kameran dynamiikkaa. Näitä kuvia kannattaa ottaa niin paljon kuin aikaa ja malttia riittää. Hyviin tuloksiin vaaditaan yleensä 2-10 minuutin osavalotuksia ja mielellään tuntien kokonaisvalotusaika.
Kuva 4: Yksittäinen raakakuva, 10 minuutin ISO800 valotus itäisestä harsosumusta. Vaste on muutettu logaritmiseksi (kts. kappale viimeistelystä)
2. Pimeät ruudut eli "darkit". Pimeä ruutu otetaan kameran objektiivi peitettynä. Tarkoitus on saada mahdollisimman hyvin kameran lämpökohinaa vastaava kuva, jossa satunnainen kohina on minimoitu. Satunnainen kohina saadaan minimoitua kuvankäsittelyn keinoin ottamalla useita valotuksia pimeäruuduista ja laskemalla kuvien mediaani. Kannattaa huomioida sellainen seikka, että kameran lämpötilan on oltava mahdollisimman sama kuin valoja kuvatessa, ettei kohinan voimakkuus muutu. Sama koskee kameran herkkyysasetusta. Kuvaussessioiden päätteeksi jätän yleensä kameran ulos ottamaan pimeäruutuja ja palaan hakemaan kameran sisälle vasta, kun ruutuja on valotettu tarpeeksi. Iris osaa tosin myös skaalata pimeäruutuja tällaisessa tilanteessa, joten bias-kuvat kannattaa ottaa käsittelyyn mukaan aina. Pimeäruutuja kannattaa ottaa vähintään viisi, mieluiten niin monta kuin vain jaksaa odottaa. Pimeäruutu kalibroidaan kuvasta yksinkertaisesti vähentämällä.
Kuva 5: Valmis rankasti venytetty pimeäruutu, jossa näkyy lukuisia kuumia pikseleitä ja vahvistinpiirin hehkua oikeassa alalaidassa. 5kpl 10minuutin ISO800 osavalotuksia.
3. Bias (eli Offset) ruudut. Sekä CCD, että CMOS kennoihin asetetaan pohjavaraus, jotta se kykenee ilmaisemaan heti siihen osuvia fotoneja. Tätä varausta kutsutaan nimellä bias tai offset. Bias-ruutu otetaan mahdollisimman lyhyellä valotuksella ja samalla herkkyydellä kuin kalibroitavat raakakuvat. Bias-ruutuja kannattaa ottaa monta, niiden ottamiseen ei juurikaan aikaa kulu. Kennon ominaisuuksista riippuen Bias säilyy kohtuullisen muuttumattomana, joten niitä voi myös uusiokäyttää. Bias ruutua voi tutkia vaikka Iriksen STAT komennolla, jolla näkee keskimääräisen pohjavarauksen, joka omassa kamerassani on 0.5 ADU:a. Biasia tarvitaan käytännössä ainoastaan jos halutaan skaalata pimeäruutua, joten ilman sitäkin voi käsitellä kuvia menestyksekkäästi.
4. Tasoituskuvat eli "flatit". Kennon eri pikseleiden vasteet ovat vaihtelevia keskenään mikä aiheuttaa harmaakohinaa. Myös optiselle polulle asettuu kaikenlaista himmennintä pölyhiukkasista optiikan vinjetointiin, mikä aiheuttaa muutoksia eri pikseleiden vasteisiin suhteessa toisiinsa. Tasoituskuvat otetaan mahdollisimman pienellä herkkyydellä jostain tasaisesti valaistusta valkoisesta kohteesta tai iltahämärällä yötaivaasta. Suositeltavinta on rakentaa erityinen tasoituskuvan ottoon tarkoitettu työkalu, kuten valolaatikko. Myös nk. valkoisen T-paidan menetelmä on hyvä, jossa putken suulle laitetaan joku valoa diffusoiva valkoinen verho (T-paita) ja putki suunnataan läheiseen kirkkaaseen valoon. Fokus, suotimet ja kameran asento on oltava ehdottomasti samassa asennossa kuin valoja ottaessa. Oikein valotettu tasoituskuva valottaa pikselit noin 6070% maksimiarvosta. Järjestelmäkamerassa on tasoituskuvien ottoon erinomainen työkalu: Kun putken suulla on valolaatikko tai vastaava menetelmä asetettuna, otetaan kuvia aukon valinta moodissa (Av) ja annetaan kameran päättää sopiva valotusaika. Näin otettuna ja valolaatikolla avustettuna tasoituskuvien otto on niin helppoa että sitä ei kannata jättää tekemättä. Vaikutus lopputulokseen on kalibrointikuvista merkittävin. Tasoituskuva kalibroidaan raakakuvasta jakamalla.
Kuva 6: Vahvasti venytetty tasoituskuva jossa erottuu optisen systeemin vinjetointi tummat kulmat) ja pölyhiukkasia kennon pinnalla. Kuvasta voi myös huomata, että kameran paino hieman vääntää systeemiä, koska kirkastuma ei ole ihan keskellä. ISO100, 13 kpl 20ms osavalotuksia.
5. Tasoituskuvien pimeäruudut. Jotta tasoituskuva nimenomaan poistaisi eikä lisäisi kohinaa, on siitä myös vähennettävä asianmukaiset pimeäruudut. Tämän kuvan ottamiseen pätee samat säännöt kuin valojen pimeäruutuihin. Lyhyillä valotusajoilla tämä ei ole välttämätön.
Kaikki edellä mainitut kuvat on ehdottomasti otettava RAW tiedostomuodossa, jotta huolellinen kalibrointi onnistuisi. Tarkka kalibrointi vaatii muuttumattomana kennolta otetun informaation, mikä näyttää ruudulla ruudutetulta harmaasävykuvalta. RAW muotoista kuvaa kutsutaan Iriksessä CFA kuvaksi. CFA tulee sanoista Color Filter Array.
Kameran kenno ei tuota varsinaista väri-informaatiota, vaan se tehdään kennon edessä olevilla suodattimilla, jotka muodostavat kuvan eri värikanavat vierekkäisten pikseleiden avulla. Tämä nk. Bayerin maski interpoloidaan pois kuvasta, jolloin varsinainen värikuva saadaan esiin. Koska värien tuottamiseen liittyy interpolointi, ei kuvia voi enää tarkasti kalibroida konversion jälkeen. Tämä interpolointi tehdään esimerkiksi muutettaessa kuvaa TIFF formaattiin. JPG muotoinen kuva on kalibroinnin kannalta vielä huonompi vaihtoehto johtuen häviöllisestä pakkausalgoritmista.
Seuraava Luku: Raakakuvien tuonti Irikseen