Kalibrera stjärnfärg

[AstroFriend]

Ägnade lite tid åt kalibreringen ikväll igen.

Fick nu fram fler stjärnor med kalibreringsdata runt M13 så har gjort kalibreringen på just denna bild. Vidare har jag stackat om bilden och valt linjär interpolation och inte Drizzle för att bevara nivån på resp. färg. Även gainen har satts till 1 för alla färger för att inte förvilla.

M13 color calibration 01.jpg (145.83 KiB) Viewed 4688 times

Här är den använda kalibreringsstjärnan, inom 1 grad från M13 centrum.

M13 color before cal 02.jpg (93.09 KiB) Viewed 4688 times

Så här ser bilden ut rå, som väntat mycket grön då gainen är satt till 1 för alla färgkanalerna, kameran är känsligast i det gröna området.

M13 color messure 03.jpg (162.01 KiB) Viewed 4688 times

Mätning görs på den utvalda kalibreringsstjärnan. Värdena läggas in i kalkylarket för att få fram skalfaktorerna för röd resp. blå kanal.

M13 color cal from starcatalog 04.jpg (127.55 KiB) Viewed 4688 times

Med dessa värden på för färgkalibreringen blir resultatet så här. Betydligt mer röd än vad man är van att se den.

M13 color cal from Canon 5D rec 05.jpg (84.88 KiB) Viewed 4688 times

Här har jag istället kalibrerat den med de värden som är framräknade för Canon 5D kameran. Nu ser M13 lite mer lik ut så som man brukar se den.

M13 color cal from Canon 5D rec and sat150 06.jpg (109.29 KiB) Viewed 4688 times

Här samma bild igen men jag har ökat satureringen till 150.

Vid lite närmare analys ser man att den röda skalfaktorn blir lite för hög. I stjärndatabasen jag använt finns inget data för V-R som den röda skalfaktorn baseras på. Jag har istället räknat fram värdet V-R med hjälp av den generella formlen här:
http://www.aerith.net/astro/color_conversion.html

Jämför man med några uppgifter här så ser man att det blir fel:
http://en.wikipedia.org/wiki/Color_index

Min tanke med att göra så här istället för at bara använda sollika stjärnor som G2 eller vita stjärnor var för att få fler kalibreringsstjärnor. Men uppenbarligen går det inte med nuvarande metod jag använt. Någon som är mer insatt i detta och kan förklara varför ovanstående formel för V-R baserat på B-V inte stämmer? En begränsning som nämdes var att det bara stämde för stjärnor i perferin, men var är det i detta sammanhang?

Sedan fanns ju problemet också att Fitswork bara får fram maxvärdet för stjärnanalysen och det är inte helt rätt att använda. Tidigare när jag gjort sådant här använde jag Matlab, då kan man skriva sina egna formler och har mer kontroll. Problemet är väl mest att riktiga data saknas för V-R, med det skulle man slippa räkna fram ett ersättningsvärde som tydligen inte blir så bra. Har dock inte hittat några stjärkataloger med V-R data, någon som vet?

Det här är ju bara grunden, att kalibrera rätt färg för ögat är oändligt mycket mer komplicerat, men alltid en bra början.

Hade jag haft en perfekt vit ljuskälla så kunde jag enkelt mäta upp min kamera och teleskop faktor för respektive färg.

/Lars

[AstroFriend]

Jag räknade om standard databasen med textformaterade värden till en speciellt för CdC. Ni som inte har CdC måste antagligen utgå från den textbaserade generella

Se nedladdning i inledningstråden.

/Larsdatabasen.

[Hans Bengtsson]

Hej!

Bara några tankar i all hast, inget utförligt svar:

Den generella formel du använder för att beräkna R från mätvärden på B och V är korrekt, åtminstone lägger sig Landolt-stjärnorna rätt snyggt och prydligt längs den linjen om man plottar ett färg-färg-diagram med (B-V) längs ena axeln och (V-R) längs den andra. Tabellen i Wikipedia som du länkar till ser lite knepig ut, färgerna där tycks inte stämma så bra med Landolt-resultat? Kanske är färgerna där korrigerade på något sätt, har inte kollat närmare.

Det är nog rätt svårt att hitta formler för att ge "rätt" färgbalans eftersom det egentligen inte finns något som är rätt eller fel. Det handlar ju här om bilder som ska vara behagliga att titta på ("pretty pictures") och då blir det upp till fotografen att avgöra vad som verkar bli bra. Tycke och smak, en estetisk produkt. Om bilden ska motsvara hur saker och ting ser ut (eller skulle se ut) visuellt, ja i så fall blir bilden nästan svartvit. En förkrossande majoritet av stjärnorna på bilden skulle enligt Kodak:s "jordiska" färgpalett hamna i kategorin "vitt" eller "gulvitt". Röda jättar är enligt jordisk skala vanligen gula, någon gång orange.

För fotometriska ändamål är det förstås vanligen magnitudbestämningar med CCD i standardvåglängder (ofta BVR) som gäller, men Thomas Karlsson och andra har ju visat att mycket noggrann fotometri kan utföras även med DSLR om materialet behandlas med stor skicklighet.

För att se vilka kataloger som finns rekommenderas VizieR.

M v h
Hans Bengtsson

[AstroFriend]

Hej Hans!
Ja att få färgerna att stämma med hur vi betraktar jordiska ting blir nog inget vackert att se på, men tänkte det i varje fall det skulle ha en koppling till hur mätvärdena från stjärnorna ser ut. Formlen att beräkna I-R är kanske rätt som jag utgått från, men verkar inte riktigt pålitlig, men du ser inget fel i den heller så får fundera vidare. Känns ju tryggt att du också konstaterar olikheter med tabellen jag refererade till.

Om jag inte hittar tabeller för I-R värdena så kanske jag angriper det på annat sätt. Ett tillvägagångsätt kunde vara att fotografera vita stjärnor och använda de som standardvit. Ex. för stjärnor med B-V=0, då skulle jag få kombinationen kamera teleskop och dess känslighet för r,g,b kanalerna, då kunde jag använda de värdena för alla objekt och få det ganska bra. Med en sådan kalibrering skulle man ligga ganska rätt så länge höjdvinkeln inte är för låg om man nu inte vill ha flera kalibreringar. Har man modifierat kameran blir det dock alltid fel för de objekt som har energi i IR området.

Båda metoderna borde ge snarlika resultat i slutänden. Som det är nu skiljer det kraftigt i den röda kanalen, en faktor ca 2. Men de skall nog krypa närmare varandra när jag finslipat detta.

Tänk om någon DSLR tillverkare kunde byta ut filtret till den ena av de gröna paret till ett med IR våglängdsområde. Tror faktiskt det finns enklare kameror där var 4:e pixel är monokrom, alltså rgbm istället för rgbg.

Efter att denna kalibrering på de stackade rawbilderna kommer ju alla möjliga tricks läggas till för att få fram nebulosor och annat och då försvinner mycket av det kalibreringen tillförde, men känns ändå bra att ha gjort detta för ursprungsbilden.

Ett annat problem är när man väl bestämt vilken kalibreringsstjärna man vill använda så gäller det att hitta motsvarande på fotot, inte alltid så lätt. Skall titta om det finns några av de program jag har som kan underlätta detta med platesolving. Kunde ju konstatera att det underlättade otroligt mycket när det gällde att positionera teleskopet på objektet.

/Lars

[AstroFriend]

Hej Hans!
Funderade lite till över detta och att återskapa I-R värdet med den formeln jag använt. Är det inte så Hans att det bara gäller för ett begränsat område spektralklasser och under förutsättning att det inte på verkats av något stoft?

Fann även denna tabell:
http://www.stsci.edu/~inr/intrins.html

Men det innebär i så fall att jag inte kan räkna fram det utan måste helt enkelt ha en databas där detta verkligen är uppmätt.

Det här är ett område som bara ytligt ingick i astrofysiken så famlar lite i blindo här.

Nytt tillägg:
Fann denna katalog med 5 våglängdsområden som skulle passa perfekt:
http://www.astrosurf.com/c2a/english/su ... _UCAC4.htm

Men när jag försöker ladda ned den på VizieR så kommer bara 5 poster med. Kanske den inte är fri, eller är det någon som har någon ide?

Kanske går att lösa här:
http://www.ap-i.net/skychart/en/news/ucac4_catalog

Efter ytterliggare läsande visade sig att de 5 våglängdsområdena bara är uppmätta på 9 miljoner stjärnor, och de kommer från ett annat ställe, det här:
http://www.aavso.org/apass

Läs om de spännande instrumenten de använder för detta, inte några jätteteleskop men avancerade.

Då behöver jag bara ladda ned ett urval av den katalogen och räkna om till de kalibreringsvärden jag söker. Låter som genomförbart och spännande.

Fortsättning följer.

/Lars

[AstroFriend]

Nu är den första databasen klar över stjärnorna som jag tänkt man skulle kunna använda för kalibrering.

Använde mig av Pickles tabell13 2010 som är all sky med magnituder för ubvri, så långt låter det ju bra.

Uträkningen blev väldigt lyckad med de relativa styrkorna U/V, B/V, R/V. I/V multispektralt previs som jag ville ha det. Inga extra beräkningar för att fejka våglängdsområden som inte är uppmätta.

Problem 1:
Det är endast ljussvagare stjärnor, från magnitud 10 och nedåt, jag valde 10 till 14 som innebär ca 100000 stjärnor.

CdC är inte tänkt för att hantera så ljusvaga stjärnor så visningen i kartprogrammet blev inte bra. Går inte at identifiera stjärnorna och se var de ligger relativt fotot.

Med ljussvaga stjärnor är det svårt med kalibreringen av bakgrunden då den får stort inflytande på resultatet.

Efter att ha undersökt ett antal all sky mätningar ser man att de alltid går ut på att fånga många stjärnor och få användbara data. Men det innebär också att alla ljusstarkare stjärnor sållas bort eftersom de blir överexponerade. Antagligen svårt att hitta denna typ av mätning som jag söker där de ljusstarkare (typ starkare än mag 10) ingår med multispektral mätening.

Problem 2:
Det hette visserligen all sky, men de här är fördelade i olika stråk med stora luckor mellan.


Här är databasen som jag räknat fram för den som vill undersöka, formaterad för CdC:

Pickles table13 2010 ubvri mag14 comv.zip

(3.41 MiB) Downloaded 251 times

Som vanligt, man lär sig alltid något och får försöka förfina metoden eller finna alternativ.

/Lars

[Hans Bengtsson]

Den katalog som jag normalt använder i variabelsammanhang för att hitta jämförelsestjärnornas magnituder (när det saknas färdig AAVSO-sekvens) är UCAC4:

http://arxiv.org/abs/1212.6182

UCAC4 är en sammanställning av data från olika kataloger, och för stjärnor svagare än magnitud ca 10 är det från APASS som UCAC4 i regel hämtat fotometriska data. Men APASS-data saknas för ljusstarkare stjärnor, de blir saturerade. Då är det i regel Tycho-2 som tar vid.

UCAC4 har i VizieR …
http://viz-old.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR
… katalognamnet:
I/322A/out

Det är den beteckningen du skriver in i rutan ”Find catalogs …” om du bara vill ha UCAC4 och inga andra kataloger. Jag brukar hämta hem data för alla UCAC4-stjärnorna inom ett givet område kring en variabel (kanske 0.5 x 0.5 grader), lägga in data i Excel, låta Excel rita en karta, och så skriva ut utvalda lämpliga magnituder på en karta (från början alltså utan magnituder) som jag hämtat från AAVSO:s kartmaskin VSP (Variable Star Plotter):

http://www.aavso.org/vsp

Från VSP kan man också hämta hem ”Photometry Table”, då får du alla officiella AAVSO-jämförelsemagnituder i olika våglängder för valt område. Men om inga sådana magnituder finns i VSP, så kan man alltså göra som jag har gjort för ett par hundra variabler: jag har där själv hämtat hem UCAC4-data. Men jag har alltid gjort detta on-line. UCAC4 är en fullkomligt gigantisk katalog, jag vet inte om det på något enkelt sätt går att ladda hem hela katalogen till egen dator, jag har inte ens funderat på att försöka.

Men jag förstår att du vill ha en lösning med en katalog som täcker hela himlen och hela färgområdet BVRI, för stjärnor ljusare än magnitud 10 (?) eller något sådant. Och det finns knappast. För stjärnor kring magnitud 8-10 saknas nog ofta R och I.

CdC:
Man kan själv välja hur stort utsnitt man vill se, och det är normalt inga problem att visa och identifiera även mycket svaga stjärnor.

Mvh
Hans Bengtsson

[AstroFriend]

Hej Hans!
Just den databasen UCAC4 har jag försökt nå, men får bara med 5 rader medans det enligt headerns uppgift skall finnas 113780093 poster.

UCAC4 har i VizieR …
http://viz-old.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR
… katalognamnet:
I/322A/out

För andra databaser kan jag lätt få ned en halv miljon eller fler stjärnor.

Vad har du för knep du har för att lyckas bätte än vad jag gör?

Så här ser resultatet ut på skärm innan jag laddar ned, har inte filtrerat bort något, skall visa de första 50 posterna, men inte ens det kommer med, bara 5!

UCAC4 screendump.jpg (249.16 KiB) Viewed 4588 times

Dessutom saknas de data jag söker, bvri, fast de går ju att filtrera ut antar jag om man nu bara kommer åt hela katalogen.

Jag tror inte datakatalogen kommer bli speciellt stor om man begränsar magnituden till under 10 och samtidigt kravet med data för bvir skall finnas. Blir den för stor är det bara sätta magnitudgränsen lägre. Men som du skriver och jag misstänker finns det inte sådana mätningar gjorda med multispektrala data.

Varken Hipparcos eller Tycho-2 har med några Röda magnituder om jag förstått det rätt.

En annan fråga om data i tabellerna här. Det finns flera röda spektra. De är märkta gmag och rmag, vad är skillnaden?

Så här ser det ut i CdC:

CDC SD 20deg.jpg (89.5 KiB) Viewed 4588 times

Med 45 graders bildvinkel. Men att identifiera stjärnorna med fotot överstiger min förmåga.

CDC SD 2deg.jpg (71.3 KiB) Viewed 4588 times

Inzommad till fov=2 grader kommer texterna upp, men fortfarande mycket svårt att sammanlänka detta med bilden.

Mina nuvarande bilder har ofta FOV 2x3 grader.

Har dock tittat lite på detta program, http://larryo.org/astronomy/software/unimap/index.html det lägger en overlay direkt på bilden. Kunde jag nu bara få den att göra det med de databaser jag söker så skulle det ju vara enkelt.

Har dock precis börjat använda denna typ av program. Blev glatt överraskad vad lätt det löste mina problem att rikta in teleskopet, för det använde jag Astro Tortilla. Det som tidigare tog hela familjen allt mellan 10 minuter och olösligt att identifiera vad jag fotat löses nu på 44 sekunder plus att det ställer om teleskopet till den position som jag verkligen ville fota! Mitt teleskop är tänkt att fjärrstyras enbart så har ingen sökare på det. Ser heller inte polstjärnan från balkongen, tydligen kraftig coneerror också. Med tiden skall väl allt bli justerat, men plockar upp och ned allt mellan mekanikjobben nu så blir alltid ur justeringen.

Kanske jag kan lösa färgkalibreringen lika lätt med något annat liknande program. Jo det finns ju färdigt i vissa astroredigerings program har jag förstått, men vill lösa detta på ett fristående sätt med mer kontroll.

/Lars

[AstroFriend]

Löste ett av problemen nu.

Hade missat att för denna databas UCAC4 måste man ju ange utgångspunkt och radie för fältet. Annars sätts det till defoult område som är mycket litet. Därav de få posterna som kom fram.

Det gäller att läsa vad som står på skärmen noggrant!

Hittade nu också att gmag står för grön magnitud, ganska logiskt eller hur, men varför kallar de den för red?

Största fältet jag kan välja är 45 graders radie eller en box ett box område med 60x60 grader. Lite knepigt att täcka hela himlen utan att det blir dubblerade områden eller glipor. Kanske det går att filtrera bort dubbla poster i Excel, har aldrig provat.

Positivt är att när jag väljer max magnitud 10 och single star för ett fält på radie 45 grader kommer det ändå upp 30000 stjärnor, borde bli minst 180000 för hela rymden.

/Lars

[AstroFriend]

Det blev lite tid över idag och jag arbetade vidare med kartan över kalibreringsstjärnor. Den här gången blev det riktigt lyckat i vissa avseenden.

UCAC4 M13 r45 degree mag10 small.jpg (178.44 KiB) Viewed 4570 times

Det här provkartan är begränsad till en radie på 45 grader runt M13, att få hela sfären blir lite knepigare utan att få hål eller dubbleringar av stjärnor. Nu är det mycket enkelt att hitta lämplig kalibrerings stjärna. Jag har i Identiteten även lagt till färgindex. Ingen stjärna svagare än magnitud 10. För att se det så här så koppla bort andra kataloger, till ex. Hipparcos extended som är standard i CdC.

Den röda stora rektangeln (2x3 grader) är synfältet för min APO (683mm/fullframe) och den lilla rektangeln är för off-axis guiderns synfält.

Men faktum kvarstår fortfarande att det inte alltid är så lätt att koppla ihop kalibreringsstjärnan med stjärna i foto. Om man kopplar av och till Hipparcos katalogen går det lite lättare. Frågan är om man skall gå vidare här eller försöka få in en liknande hemsnickrad karta i till ex. UniMap som själv identifierar stjärnorna i fotot. Får fundera lite över det och testa hur det blir med kalibreringen också.

B/G, R/G, I/G står för det linjära förhållandet mellan ljusstyrka för den blå, röda och IR realtivt den gröna. Just att det fanns en grön kanal eller filter var lite överaskande. Den gröna är för övrigt märkt röd 600nm till 750nm, fast det är inte den. Skall försöka få fram lite mer data om denna gröna magnitud och se om den verkligen är ett bra alternativ eller om man skall ta den visuella kanalen istället. Utöver detta finns några filter i mikrometerområdet, far Infrared.

Så här är filtren angivna:
B=400-500nm
G= ?
V=500-600nm
R=600-750nm
I=750-1000nm
J=1000-1500nm
H=1500-2000nm
K=2000-30000nm

Kanske några av filtren är de här, men inte helt säker då databasen består av fler sammanslagna databaser.
http://www.astrodon.com/sloan.html

Man ser på exemplet att värdena rimmar illa med vad de borde vara, kanske har att göra med att det gröna filtret inte var rätt, på ett ställe stod att det var rött. Får kontrollera noggrannare senare. Men något att börja med i varje fall.

Får försök hitta originalkällan på vad det verkligen är för filter. OBS de är inte samma filteregenskaper som rgb i fotovärlden.

Om du har Cdc installerat, prova gärna att ladda ned. Den är färdigformaterad så du behöver bara i setupen på CdC söka upp och aktivera. Men som jag skrev ovan, koppla ur Hipparcos eller nu vilken karta du använder normalt.

cal UCAC4 bgvriJHK mag10.zip

(995.44 KiB) Downloaded 255 times

OBS! Proper motion är inte färdigt än, är en skalfaktor fel verkar det som. Den kanske jag tar bort, behövs ju inte här.

Tack Hans för tipsen och förklaringarna!

/Lars

[AstroFriend]

Nu har jag gjort en kalibrering med avseende på en stjärnas spektrum.

M13 color before cal gain1 02.jpg (93.09 KiB) Viewed 4564 times

Så här set M13 ut innan kalibrering med gain=1 på alla kanaler, som förväntat ganska grön eftersom kameran är mest känslig här i gröna våglängderna.

M13 color calibration UCAC4 data.jpg (192.1 KiB) Viewed 4564 times

Jag tog en stjärna med B-V ganska nära noll som referens för att inte avvika alltför mycket från en "vit" stjärna. Skrolla till höger för att se skalfaktorerna för röd respektive blå kanal.

M13 color calibration UCAC4 calculation.jpg (62.15 KiB) Viewed 4563 times

Här är en uppförstoring och med fler kommentarer så det går att hänga med. De här skalfaktorerna gäller för kamera och teleskop ihop. Sätter man dit en annan flatfieldcorrector eller flyttar kameran till ett annat teleskop så krävs en ny beräkning. Om atmosfären ger en filtrering (färgning) som avviker från det normala påverkar det också, till ex. låga höjdvinklar.

M13 color calibration UCAC4 after.jpg (101.91 KiB) Viewed 4564 times

Här har kalibreringsvärdena för röd och blå lagts in, alltå skalat om nivåerna. Jag har gjort en ny backgroundflat samt ökat saturation med 20% för att framhäva färgerna bättre.


Kanske inte så dumt, i varje fall det närmaste hittills från hur de brukar se ut från observatorierna, man får ju hoppas de återger de riktigt och inte bara hur det ser snyggast ut.

Men som jag skrev i förra tråden, är inte riktigt säker för vad grön magnitud står för. Att använda maxvärdena är heller inte bra, men det enda jag har att tillgå för ögonblicket. Dessutom borde man utgå från flera stjärnos värden för att få bättre statistik.

Det här är ju nu en mycket enkel kalibrering, man kan fördjupa sig hur mycket som helst i detta. Men kul i varje fall att färgen har någon koppling till uppmätta värden ur en databas.

/Lars

[megmar]

UCAC4 är en fullkomligt gigantisk katalog, jag vet inte om det på något enkelt sätt går att ladda hem hela katalogen till egen dator, jag har inte ens funderat på att försöka.

Jag har inte så mycket att tillföra kärndiskussionen här (även om jag följer den med visst intresse). Däremot så har jag labbat en hel del med den fullständiga UCAC4 databasen.
Ja, den går att hämta i sin helhet och landar då på 8,41 GB. Jag hämtade filerna via FTP från denna adress:

ftp://cdsarc.u-strasbg.fr/pub/cats/I/322A/UCAC4

OBS!! Sätt om filöverföring till binär i FTP klienten ni använder (jag körde med FileZilla) annars får ni hämta om hela eländet en gång till som jag fick göra Tog några timmar att få ned paketet...
Databasen är som sagt i binärt format. 78 bytes per rad/stjärna. Jag skrev ett litet C# program som kan läsa ut datat för att sen användas i en kart programvara som jag leker med. Observera att man behöver mangla om rådatat en del, men dokumentet nedan beskriver alla sådana handgrepp utförligt:

ftp://cdsarc.u-strasbg.fr/pub/cats/I/32 ... ac4doc.txt

Bara en liten passus, ska inte störa tråden mer

/Magnus

[AstroFriend]

Hej Magnus!
Ingen fara att du stör tråden, all information är välkommen hur man hanterar databaserna. Jag lyckades få ner de data jag skulle och formaterar om de i excel, med min dator kan jag hantera max 100000poster sedan ger den upp, men det räcker för mitt mål. Går ganska smidigt nu med mycket övningar och råd från här. När jag höll på med detta på 1990-talet kan jag inte minnas att det överhuvudtaget fanns multispectra att ladda ned som det finns idag.

Ett problem fick jag dock och det var att jag inte fick hela 360 gradersvyn, bara en radie på 45 grader som jag får pussla ihop till hela vyn, hade radien varit 90 grader hade det ju varit så enkelt.

Tack för tipsen hur man får ned hela katalogen!

Koncentrerar mig nu på programmet Unimap http://larryo.org/astronomy/software/unimap/index.html och försöker förstå hur jag kan utnyttja det. Med hjälp av det skulle jag ju i princip kunna identifiera referensstjärnorna direkt på fotot vilket skulle underlätta mycket. Kanske någon annan som använder det här på Astronet?

En gång i tiden hade jag programmet Redshift, tror det var version 2. Med det kunde man direkt filtrera ut de stjärnor man behövde, väldigt avancerat för sin tid.

/Lars