ประมวลผลภาพดาวหางด้วย PixInsight (ตอนที่ 1): ดาวหาง Tsuchinshan ที่ความยาวโฟกัสสั้น 135 มม.
การประมวลผลภาพดาวหางเป็นเรื่องที่น่าปวดหัวมาโดยตลอด รูปร่าง ความเร็วในการเคลื่อนที่ของดาวหางแต่ละดวง รวมถึงพื้นหลังที่มันเคลื่อนผ่านและความสว่างของพื้นหลังนั้น ล้วนแตกต่างกันไป จึงยากที่จะใช้กระบวนการเดียวกันได้ตลอดทั้งหมด ดาวหางแต่ละดวงในแต่ละช่วง จริง ๆ แล้วควรมองเป็นกรณีเฉพาะที่แยกจากกัน บทความนี้คือบันทึกการประมวลผลภาพดาวหาง Tsuchinshan (Tsuchinshan-ATLAS, C/2023 A3) ที่ผมทำจริง เป็นตอนแรกของ “ชุดดาวหาง Tsuchinshan” เครื่องมือพื้นฐานที่ใช้ในการประมวลผลภาพดาวหาง (Comet Alignment การลบดาว มาสก์ และอื่น ๆ) ผมรวบรวมแยกไว้ต่างหากในบทความ “แนวทางทั่วไปสำหรับการประมวลผลภาพดาวหาง” หากยังไม่คุ้นเคยกับเครื่องมือเหล่านี้ แนะนำให้อ่านบทความนั้นเพื่อปูพื้นฐานก่อน
ตอนนี้พูดถึงกรณีความยาวโฟกัสสั้น
เงื่อนไขการถ่ายภาพ
ถ่ายภาพเมื่อวันที่ 21 ตุลาคม ค.ศ. 2024 ที่อาลีซาน ใช้กล้อง Sony A73 ร่วมกับเลนส์ความยาวโฟกัส 135 มม. ที่จุดถ่ายภาพไม่มีภูมิทัศน์ที่เหมาะสมกับความยาวโฟกัสนี้ ภาพชุดนี้จึงไม่มีภาพภูมิทัศน์ประกอบ เป็นภาพดาวหางล้วน ๆ
กระบวนการ 9 ขั้นตอน
ด้านล่างนี้คือขั้นตอนคร่าว ๆ ที่ผมใช้ในครั้งนี้ แนวคิดหลักคือแยกทำ Integration ระหว่าง “ดาว” กับ “ดาวหาง” ออกจากกัน แล้วค่อยรวมภาพในตอนท้าย เนื่องจากดาวหางเคลื่อนที่สัมพัทธ์กับดาวพื้นหลัง จึงไม่สามารถใช้ชุดพารามิเตอร์การจัดตำแหน่งเดียวกันประมวลผลทั้งสองอย่างพร้อมกันได้
- ใช้ WBPP ปรับแก้ภาพจนถึงขั้นตอนการจัดตำแหน่งดาว (ได้ภาพที่จัดตำแหน่งดาวแล้ว A)
- ใช้ NSG หรือ LN (Local Normalization) กับภาพที่จัดตำแหน่งดาวแล้ว เพื่อปรับ gradient ของภาพให้เป็นมาตรฐานเดียวกัน (ได้ภาพที่จัดตำแหน่งดาวแล้วซึ่งปรับเป็นมาตรฐานแล้ว B)
- ทำ Integration กับภาพที่จัดตำแหน่งดาวแล้วซึ่งปรับเป็นมาตรฐานแล้ว (ได้ภาพดาวที่ผ่าน Integration C ซึ่งหลังจากนี้ยังต้องทำ DBE และ Color Calibration)
- นำภาพที่จัดตำแหน่งดาวแล้ว A ไปทำ Comet Alignment (ได้ภาพที่ผ่าน Comet Alignment D)
- ลบดาวออกจากภาพที่ผ่าน Comet Alignment D (ได้ภาพที่ผ่าน Comet Alignment แบบไม่มีดาว E)
- ใช้ไฟล์ Normalization ของ NSG หรือ LN จากขั้นตอนที่ 2 ต่อ แล้วทำ Integration กับภาพที่ผ่าน Comet Alignment แบบไม่มีดาว E (ได้ภาพดาวหางล้วนที่ผ่าน Integration F)
- ลบเศษดาวที่หลงเหลือบนภาพดาวหางล้วนที่ผ่าน Integration F (ได้ภาพดาวหางล้วน G ซึ่งหลังจากนี้ยังต้องทำ DBE และ Color Calibration)
- ดึงเฉพาะดาวล้วนจากภาพดาวที่ผ่าน Integration C (ได้ภาพดาวล้วน C1 และทิ้งพื้นหลังของภาพ C) แล้วรวมกับภาพดาวหางล้วน G
- ปรับแต่งภาพหลังการรวมให้เรียบร้อย
ข้อสังเกตเพิ่มเติม
เรื่องข้อแลกเปลี่ยนด้านประสิทธิภาพ หาก NSG หรือ LN รันบนคอมพิวเตอร์ของคุณนานเกินไป ให้ลองพิจารณาตัดขั้นตอนที่ 2 และ 6 ออก แล้วทำ Integration โดยตรง แต่ถ้าทำแบบนี้ ในขั้นตอนที่ 7 ต้องทำ DBE ให้ละเอียด เพื่อเติม gradient กลับด้วยมือ
พื้นหลังของดาวหางดวงนี้เรียบง่าย ทำให้ลดขั้นตอนได้ โดยทั่วไปในการประมวลผลภาพดาวหาง หากพื้นหลังมีเนบิวลาหรือกาแล็กซี มักต้องนำภาพที่จัดตำแหน่งดาวแล้วซึ่งปรับเป็นมาตรฐานแล้ว B ไปลบด้วยภาพดาวหางล้วนที่ผ่าน Integration F แล้วทำ Integration ใหม่อีกครั้ง เพื่อให้ได้ภาพพื้นหลังล้วนที่สะอาดผ่าน Integration พื้นหลังใกล้ดาวหาง Tsuchinshan ในครั้งนี้ไม่มีวัตถุประเภทนี้ จึงข้ามขั้นตอนนี้ไป แต่หากใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีความยาวโฟกัสมากกว่าและอัตราส่วนโฟกัสเร็วกว่า (เช่น RASA หรือ Takahashi Epsilon) แล้วองค์ประกอบภาพครอบคลุมกระจุกดาวทรงกลมหรือกาแล็กซีขนาดเล็ก ก็อาจยังต้องเพิ่มขั้นตอนนี้กลับเข้ามา
ควรทำ Comet Alignment หรือไม่ ดาวหาง Tsuchinshan เคลื่อนที่ไม่มาก ในทางทฤษฎีหากไม่ทำ Comet Alignment ทำเพียงการจัดตำแหน่งดาวอย่างเดียว แล้วดันความสว่างของนิวเคลียสดาวหางขึ้น อาจช่วยกลบข้อบกพร่องจาก Integration ที่บริเวณนิวเคลียสได้ แต่การทำเพียงการจัดตำแหน่งดาวโดยไม่ทำ Comet Alignment มีราคาที่ต้องจ่ายมากที่สุดคือ ส่วนของหางที่จางเนื่องจากไม่ได้จัดตำแหน่ง จะถูกอัลกอริทึมปฏิเสธค่าผิดปกติตัดทิ้งไปเสมือนเป็นค่านอกกลุ่ม ทำให้ความยาวของหางฝุ่นหรือ anti-tail สั้นลงอย่างเห็นได้ชัด นี่คือราคาที่ต้องจ่าย
กรณีความยาวโฟกัสยาว (1000 มม. ขึ้นไป) เนื่องจากดาวหางครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของเฟรมภาพ ผลของการปรับให้เป็นมาตรฐานจะไม่ค่อยดี ต้องปรับกระบวนการเพิ่มเติม ส่วนนั้นขอเก็บไว้พูดในตอนที่ 2 ของชุด