Download:
http://astrofriend.eu/astronomy/astrono ... tions.html" onclick="window.open(this.href);return false;
Version 20150407.
Första utkastet, finns säkert en hel del fel, men går att laborera och testa med.
Dagens kameror, speciellt DSLR har en mycket begränsad dynamik relativt den dynamik objekten på stjärnhimlen har. Exponerar man en Nebulosa korrekt så blir flertalet stjärnor överexponerade och ser vita ut. Exponerar man stjärnorna rätt så syns inte mycket av nebulosan. Ett sätt att hantera detta är att bygga upp bilden med 2 eller fler olika exponeringar. Likt HDR som man gör i vardagsfoto.
- Dynamik Simulering.jpg (158.6 KiB) Viewed 2331 times
Ta ett foto på den nebulosa eller annat ljussvagt objekt du skall fota. Sätt kameran till det iso tal där du har unity gain, alltså där en detekterad foton i form av elektron motsvarar ett steg på digitala skalan, Gain=1. För de flesta DSLR kameror ligger detta mellan 800-1600iso.
Ta sedan ett foto till där de ljusstarkare stjärnorna som du vill ha med utan att de blir överexponerade.
Öppna ditt redigeringsprogram, sätt gainen till 1 för alla färgkanalerna. Mät styrkan på en lämplig pixel på nebulosan eller stjärnan. OBS stjärnan får inte vara överexponerad. Mät även nivån i bakgrunden. Gör dessa mätningar i de centrala delarna så optikens vinjettering inte påverkar.
Säg att du får värdet 10000ADU på stjärnan, dividera med kamerasensorns QE, och dela sedan också med hur många sekunder exponeringen var. Då har du fått ett värde på hur många fotoner per pixel och sekund du har, inklusive bakgrundsljuset som du skall dra bort. För en kamera med QE på 0,5 och 10 sekunders exponering blir värdet 10000/0.5/10=2000ADU/Sek/pixel.
Sedan mäter du signalen på nebulosan, välj det svagaste området du vill ha med, om det är möjligt, försök att få ett medelvärde över ett område som har samma ljusstyrka. Säg att du får värdet 200, är kamerans QE 0,5 och exponeringstiden 100 sekunder blir värdet, 4ADU/Sek/Pixel
Nu till sist mäter du bakgrundsljuset, det svarta området mellan stjärnorna, lämpligen från samma bild som nebulosan. Försök få ett medelvärde på ett ca 25x25 pixel område. Får du värdet 100 blir det beräknade värdet 2ADU/Sek/Pixel
Tills sist, dra bort detta bakgrundsvärde från de två första resultaten:
Stjärna 2000-2=1998ADU/Seku/Pixel
Nebulosa 4-2=2ADU/Sek/Pixel
Bakgrund 2ADU/Sek/Pixel
I det här fallet blev nebulosans signal i de svagare delarna samma som balgrundsljuset. Med tillräckligt många bilder och noga vald exponering går det att få fram den signalen ur bruset.
Mata in dessa värden i Excelarket längst upp.
Välj kameramodell med ett x för den kamera i databasen (den gröna fliken till höger). Se till att inga andra x finns för någon annan kamera. Finns inte din kamera kan du enkelt lägga till den, data hittar du här: http://www.clarkvision.com/articles/dig" onclick="window.open(this.href);return false; ... mary/#data
Gå tillbaks till Dynamik simuleringsfliken.
Nästa steg är att fylla i rimliga exponeringsdata för de två fallen, den svaga signalen (nebulosan) och den starka signalen (stjärnan).
Man brukar säga att ett signal brus förhållande (s/n) på 30 ger bra bilder, men för astronomibilder skall vi i regel manipulera datat kraftigt och behöver mycket mer om det skall blir bra. Prova dig fram med olika värde tills du får minst s/n=30 längst ned i den svaga avdelningen.
Sedan väljer du värden för den starka signalen. Att återge alla stjärnor korrekt blir lite för svårt, men målet är att den valda starka signalnivån inte skall klippa (överexponera), man får prova sig fram, testa olika exponeringar i excelarket, ev. sänka signalen in om det inte går att få till vettiga exponeringar, se exemplet jag gjort. Där är förhållandet 8 i exponering mellan de två exponeringarna. Det är nog max i regel, blir det större är det svårt att aligna bilderna med varandra.
Det är inget som hindrar om man har fler än två olika exponeringar, blir dock mycket extra jobb.
Sedan kommer man till slutklämmen, de två uppsättningar bilder skall stackas ihop (efter att man stackat ihop varje grupp av bilder först). Man kan helt enkelt bara addera ihop de, man får då först multiplera den ena gruppen med en faktor som motsvarar skillnande i gain och exponeringstid, i mitt exempel multipliceras den starka gruppen med 1/0.25*60/30*5/5=8. Med addering utnyttjar man dock inte möjligheterna. Idealt skall olika områden i bilden hämtas från den grupp som har bäst exponering för den lokala signalen. Det kan man göra med olika lager i ett fotoprogram, blending till ex. DSS har en automatisk funktion för detta. Eller så klurar man ut något själv. Ett kan vara att man klipper bort bruset på den starkare innan man adderar, man staplar ju så att säga den starkare ovanpå den svagare bilden.
Bakgrundsljuset sätter en gräns på hur djupt ned man kan se svaga signaler.Tar man till smalbandsfoto, typ Halpha så minskar detta bakgrundsljus kraftigt medans signalen påverkas mindre i sitt passområde.
I exemplen har jag räknad att man adderar de olika subexponeringarna, många program bildar medelvärdet istället. Resultatet blir det samma med avseende på dynamik och s/n så länge man inte får avrundningsfel.
Uppgiften om förstärkarens brus, den man ställer in med olika iso tal har jag inga uppgifter om utan har bara gissat ett rimligt värde. Har ingen större inverkan så länge bakgrundsljuset är högt.
På flera ställen nämns fotonbrus, det är ett brus som tillkommer pga av ljusets diskreta och slumpmässiga natur, man säger att det är Possionfördelat http://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise" onclick="window.open(this.href);return false; . Ljusets eget brus är roten ur signalen. Säg att signalen är 100 enheter, då ger det ett brus på 10 enheter.
Om man sätter gainen (isotalet) lägre än unitygain minskar upplösningen i nivå, i ex. ovan där iso400 har valt ser man att för varje digitalt steg går det åt 4 elektroner. Det spelar nu inte speciellt stor roll på de starka signalerna. Men på de svaga får det inte vara så eller så får man exponera väldigt länge.
Fel finns säkert här, skriv och berätta så rättar jag till.
OBS! Det går alldeles utmärkt att använda detta även om du inte skall göra HDR liknande bilder. Du får fram data på till ex. s/n. Du kan också räkna baklänges för att se hur djup i signal du kan gå med en viss exponering för rimlig kvalite på s/n.
/Lars