Odstranění pozadí pomocí DBE: tmavé prstence, glow, světelné gradienty a vzorkovací body
DBE (DynamicBackgroundExtraction) je důležitý nástroj lineární fáze v programu PixInsight, který slouží k odhadu a odstranění světelného a barevného gradientu pozadí. Ale zdaleka to není jen tak jednoduché jako „vyrovnat pozadí“ – od tmavých prstenců přes glow až po umístění vzorkovacích bodů, každá část vyžaduje pečlivou práci. Tento článek shrnuje několik způsobů použití DBE a časté nástrahy.
Co DBE vlastně dělá
Jádrem DBE je, že pro snímek s nerovnoměrným světelným gradientem vytvoří model pozadí, který se pak odstraní odečtením nebo dělením. Je to důležitý krok lineární fáze zpracování astronomického snímku.
Zajímavé je, že z tohoto modelu pozadí lze i zpětně odvodit podmínky při pořizování snímku – například vinětaci kolem zrcadla, nebo tmavé stíny způsobené přehnaným odstraněním glow. Tvar modelu pozadí se často téměř shoduje s originálním snímkem, takže stojí za to si ho stáhnout a porovnat.
Je třeba zvlášť zdůraznit: i u odečítání nejde jen o to prostě odečíst model pozadí od originálu. Tento proces zahrnuje přinejmenším algoritmy související s prostorovou frekvencí, jejichž cílem je co nejvíc zabránit ovlivnění signálu nebeských objektů, který chcete zachovat (například změně barvy hvězd). Při porovnávání před a po nezapomeňte na oba snímky použít stejné nastavení STF, jinak nelze rozdíl posoudit objektivně.
Tmavé prstence: běžný problém při fotografování galaxií
Nemálo nadšenců má na fotkách galaxií problém s tmavými prstenci a právě DBE je dokáže vyřešit.
Když fotografuji galaxie, obvykle na kanálu jasu (luminance) provedu DBE minimálně dvakrát: nejdřív odstraním tmavý prstenec, pak vyrovnám nerovnoměrný světelný gradient. U barevných kanálů obvykle řeším jen nerovnoměrnost barevného gradientu (tedy jen ten druhý krok), ale vzorkovací body se mohou od kanálu jasu lišit.
Konkrétní postup při řešení tmavého prstence: nakreslete kruh nebo tvar, který potřebujete, zaškrtněte Fixed a ručně upravte jas pro daný prstenec. U monochromatického snímku funguje jen pole R/K, obvykle se doladí velmi malou hodnotou, po několika pokusech tmavý nebo světlý prstenec vyrovnáte.
Jedna podmínka, na kterou je třeba upozornit: snímek musí být nejprve zkalibrován (odečtení dark, vydělení flat, flat dark), teprve pak dělejte DBE. Pokud je tmavý nebo světlý prstenec výrazný už od začátku, nejprve zkontrolujte, jestli není problém v kalibračních snímcích – nenechte DBE dělat práci, kterou měly odvést kalibrační snímky.
Odstranění drobných struktur a glow
DBE se dá použít i na odstranění některých drobných struktur v obraze, například glow, který některé kamery (třeba QHY 183M) nedokážou úplně odstranit kalibrací.
Je to dřina – musíte pomalu rozmísťovat velké množství vzorkovacích bodů, což zabere spoustu času. Ale výsledek stojí za to, zbytkový glow se dá vyrovnat téměř úplně. Porovnáním modelu pozadí s originálem, kde zbytkový glow ještě je, je jasně vidět, co tento krok odstranil.
Vzorkovací body: klíč k úspěchu DBE
Jak dobře DBE dopadne, do značné míry závisí na tom, jestli jsou vzorkovací body umístěné správně.
Nespoléhejte slepě na výchozí hodnoty. Běžně to nevadí, ale jakmile narazíte na kontrastní jasový gradient, výchozí hodnoty selžou:
- Pokud jsou body umístěné ručně, může se stát – jako v některých případech – že se modré oblasti do výpočtu vůbec nezapočítají (jako by tam vůbec nebyly);
- pokud jsou umístěné automaticky, je to ještě horší – vzorkovací body se soustředí téměř výhradně kolem neutrální šedi a pozadí prakticky nelze správně odhadnout.
Ve výše popsané situaci se ve skutečnosti změnila jen velikost vzorkovacího rámečku, všechny ostatní parametry zůstaly výchozí. Proto to rčení sedí: Default is an illusion (výchozí hodnota je iluze).
Lze umístit vzorkovací body na temnou mlhovinu? Provedl jsem praktický test: na jednom snímku byl jas oblohy na pozadí kolem 0.007, jas temné mlhoviny se pohyboval také kolem 0.007, jinde byl vždy nad 0.008. V takové situaci, kdy DBE vybere jako vzorkovací bod temnou mlhovinu, si myslím, že to nemá velký vliv. Tisíc slov nenahradí fotografii, která mluví sama za sebe.
Jeden konkrétní případ: co dělat, když je snímek nerovnoměrný
Jednou mi napsal jeden nadšenec s dotazem: jeho snímek je trochu nerovnoměrný, jak to vyřešit? Originál měl mírnou vinětaci, po DBE byl vyrovnaný a model světelného gradientu ukazoval jen mírnou vinětaci v horních rozích. Ve skutečnosti byla kvalita tohoto snímku velmi dobrá.
Z toho plyne jedno upozornění: pokud je snímek po zpracování naopak nerovnoměrnější, využijte masky a vylepšete postup zpracování, místo abyste jen přidávali víc DBE. A ještě jedna poznámka – data s Oversample nepotřebují drizzle, potřebují dekonvoluci (deconvolve).
Shrnutí
DBE na první pohled jen „odstraňuje pozadí“, ve skutečnosti je to řemeslo posuzování vzorkovacích bodů. Od tmavých prstenců u galaxií přes glow kamery až po kontrastní gradienty – každá situace má svou vlastní strategii vzorkování a výchozí hodnoty téměř nikdy nejsou tím nejlepším řešením. Když umístíte vzorkovací body správně, dokáže vám DBE vrátit čisté pozadí, které neubližuje signálu nebeských objektů.