Photostacking - ¿Por qué esta técnica falla en mis astrofotos?

La semana pasada fui a Tahoe para hacer astrofotografía.

Vi este video ( https://www.youtube.com/watch?v=Rydg7JGTAbw ) sobre el apilamiento de imágenes para reducir el ruido en mis fotos, así que decidí intentarlo.

Mi configuración: Sony A7ii con lente Batis 2.8/18. Tomé todas mis fotos con ISO 1600 con un trípode durante 25 segundos de exposición. Mi apertura es f/2.8 y configuro mi distancia de enfoque a mi distancia hiperfocal para todas mis tomas

Así es como se ve el cielo de mi primera imagen:ingrese la descripción de la imagen aquí

Y seguí el video de YouTube: alineé solo el cielo y lo convertí en un objeto inteligente y apliqué el filtro mediano. Esto es lo que parece:ingrese la descripción de la imagen aquí

Al aplicar el filtro mediano, me di cuenta de que, aparte del centro del cielo, la mayoría de las estrellas habían desaparecido en el objeto inteligente recién apilado.

Sospeché que el movimiento de las estrellas podría haber contribuido a esto. así que cambié el modo de apilamiento al máximo y vi los rastros de estrellas:ingrese la descripción de la imagen aquí

Así que aquí están mis preguntas con respecto a mis fotos:

  1. Si las estrellas se movieron significativamente entre cada cuadro, ¿cómo puede funcionar correctamente la alineación automática?
  2. ¿Cómo puedo aplicar el apilamiento de fotos a mi conjunto actual de fotos?
  3. ¿Qué puedo hacer en el futuro para evitar que esto suceda?

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¿Les importaría enviar respuestas para que pueda responder individualmente?

Parece que la distancia de enfoque puede haber cambiado entre fotogramas, lo que condujo a la respiración de enfoque. Cuando se apila, tiene el mismo efecto que una pequeña cantidad de desenfoque de zoom. ¿Por qué está utilizando la distancia hiperfocal en lugar del infinito para astro?
O eso o la distorsión de barril combinada con el movimiento de la cámara/trípode causó el "estiramiento". Es bastante significativo con esa lente. phillipreeve.net/blog/review-zeiss-batis-18mm-2-8
¿Se apagó la estabilización en la cámara cuando se tomaron estas fotos? las diferencias en la posición/ángulo del sensor combinadas con la distorsión de barril/bigote también podrían haber causado el estiramiento.
Su video de seguimiento muestra cómo lidiar con la falla de la alineación automática. youtube.com/watch?v=zzVSm64zq44&feature=youtu.be
Cerrar la apertura 2 paradas probablemente aumentará la calidad de la imagen en los bordes y en las esquinas para estas lentes de distancia focal.
@MichaelClark ¿La hiperfocal no garantiza que se enfocará el infinito? Estoy usando HFL porque tengo sujetos en primer plano y quiero que también se vean claros.
@MichaelClark No, la estabilización en la cámara no se desactiva cuando se toman las fotos.
@Grimaldi En este momento se trata de 25 segundos. Si hago 2 paradas, serán 100, lo que definitivamente dará como resultado rastros de estrellas.
Perdón por no ser claro: al cerrar f-stop a f/5.6, la calidad de imagen mejora en los bordes de la imagen. Siempre que la señal/el ruido sigan siendo correctos, deje el valor ISO tal como está y tome más fotografías para apilarlas.
@ Camera_n00b "¿La hiperfocal no garantiza que se enfocará el infinito?" Realmente no. Solo hay una distancia que está enfocada con mayor nitidez. Todo lo demás es borroso en un grado u otro. La profundidad de campo es lo que llamamos desenfoque "aceptable". Para obtener más información, consulte: ¿Por qué los fabricantes dejaron de incluir escalas DOF ​​en las lentes?
Re: estabilización en la cámara. Cualquier movimiento por parte del sensor tendrá el mismo efecto que el movimiento de la cámara o la lente. Combinado con la distorsión geométrica de la lente, hará que algunas estrellas no estén alineadas cuando otras sí lo estén.

Respuestas (5)

Tienes que reasignar las imágenes para que las estrellas estén alineadas con precisión, esto requiere una alineación del nivel de píxeles en toda la imagen. Esto se hace mejor con un software especializado, como Hugin (que es gratuito). Con Hugin puedes enmascarar el primer plano y alinear el cielo, puedes elegir puntos específicos que el programa puede usar para llegar a la alineación, en este caso tienes un cielo lleno de estrellas para elegir. El programa Hugin brinda un control estricto del algoritmo que se usa para hacer la reasignación, por ejemplo, puede ingresar parámetros fijos para la distorsión de barril, o puede permitir que estos parámetros se ajusten durante la adaptación.

Sí... la astrofotografía requiere un conjunto de herramientas diferente al de PhotoShop, nada más sacarlo de la caja. Como alude Countiblis, Hugin requiere la cuidadosa selección de estrellas de referencia que el software usará para orientar cualquier otro punto de luz en sus múltiples negativos... sin embargo, la técnica se usa más para la reducción de ruido de múltiples exposiciones largas.

1) A partir de la diferencia entre la mediana y la máxima, puede ver que la alineación no funcionó y que las imágenes no estaban alineadas. Por qué esto es así, es difícil de decir. Al comparar las imágenes del tutorial con su imagen, parece que el contraste es más alto y hay más "estructura" presente en el campo de estrellas. Intentaría aumentar el contraste antes de alinear. Pruebe con una configuración extrema.

2) Intentaría usar un software escrito para alinear astrofotografías, como DeepSkyStacker o PixInsight. DSS detecta estrellas, proporciona información sobre cuántas se detectan y permite establecer el umbral. Tenga en cuenta que el apilamiento puede amplificar el viñeteado u otros artefactos (como el polvo en el sensor). Tendrá que ajustar la configuración de la imagen a fondo.

3) Podrías usar una montura que contrarreste la rotación de la tierra, como Vixen's Polarie o Skywatcher's Star Adventurer. Estos permiten tomar exposiciones de 1 a 3 minutos con ajustes ISO normales entre 400 y 1000, reduciendo en gran medida el ruido en primer lugar.

DeepSkyStacker es bastante abstruso para un principiante. ¿Conoces algo más fácil de usar?

Como veo las cosas, tienes algunos problemas aquí.

En primer lugar, aunque es imposible decirlo con certeza, supongo que la combinación de árboles en primer plano (probablemente moviéndose un poco al azar) y las estrellas en el fondo (moviéndose de manera predecible, pero casi seguro que no sincronizados con los árboles en el primer plano) probablemente esté confundiendo a Photoshop: no puede encontrar ninguna forma de cambiar/girar las cosas, por lo que todo se alinea para dar una mejor combinación que simplemente dejar las cosas como están, por lo que... deja las cosas como están.

En segundo lugar, sus exposiciones individuales son lo suficientemente largas como para que las estrellas tengan un movimiento bastante visible en los cuadros individuales (bastante fácil de ver en el primer cuadro, si mira con cuidado). Entonces, incluso si alinea bien los marcos, aún tendrá senderos bastante visibles (solo los más cortos).

Finalmente, para esto es casi seguro que es mejor usar archivos sin formato en lugar de JPEG 1 . Si la memoria sirve, el A7ii puede producir archivos sin procesar que usan compresión con pérdida. Si es así, definitivamente desea utilizar el formato sin formato sin comprimir; este es exactamente el tipo de imagen que activará artefactos visibles si utiliza la compresión con pérdida.


1. Por supuesto, tal vez para lo real ya esté usando raw, y acaba de publicar archivos JPEG porque los navegadores y demás no son compatibles con raw; si es así, mis disculpas.

El filtro mediano es realmente bueno para manejar el ruido en imágenes apiladas porque descarta los valores atípicos estadísticos, por ejemplo, si un avión pasaba por el cielo mientras tomaba la imagen, el avión se eliminaría por completo después de un apilamiento mediano, mientras que un filtro medio/promedio dejaría un rastro del avión.

Pero si las imágenes no se rotan, de modo que las estrellas se alineen antes de apilarse, las estrellas en sí se convierten en valores atípicos estadísticos (en ese píxel particular entre tomas), y es por eso que desaparecen.

Si es usuario de Mac, hay una aplicación, StarryLandscapeStacker , que puede manejar bastante bien la rotación/apilamiento.

Esta foto se produjo con la aplicación (con un poco de procesamiento posterior en PhotoShop) a partir de 12 exposiciones individuales.

  • Mi primera suposición fue que la cámara se movió entre o incluso durante las exposiciones (por cualquier motivo) principalmente en diagonal, luego la alineación automática alinearía los marcos prefiriendo la parte central nítida del marco y luego aparecieron estos rastros debido a cómo se proyecta la imagen por objetivo rectilíneo. Inspeccione los árboles para ver si es el caso; lo notarían mejor a menos que hiciera viento esa noche. Si los árboles aparecen en diferentes posiciones, este es el caso.
  • También podría ser que Photoshop intentara estirar las imágenes, no solo rotarlas y moverlas. Verifique su configuración de alineación si hay alguna.
  • Y mi última y mejor conjetura es que se trata de una distorsión natural del cielo. El objetivo rectilíneo solo conservará las formas geométricas si el objeto se mueve sin inclinarse contra el eje óptico. Esto será evidente si no apunta su cámara aproximadamente a la estrella polar (el centro norte de la rotación del cielo) y si usa un objetivo de gran angular (18 mm es suficiente) y si usa una exposición lo suficientemente larga (tiempo de exposición total). En este caso, moverá/rotará y distorsionará las imágenes para arreglarlo (será lo suficientemente bueno pero no será una coincidencia exacta).

Puedo intentarlo yo mismo si carga archivos JPEG de alta resolución (directamente del desarrollador).

La cámara no parece haberse movido en absoluto, dado que las plantas del fondo permanecen en la misma posición. Este es solo el movimiento natural de las estrellas.
@ user1118321 ¿Leíste mi respuesta hasta el final?
Sí, claro que sí. Todavía siento lo mismo.
@ user1118321 Esto no puede ser un movimiento natural de los inicios porque es una cuestión de apilamiento de fotogramas. La última parte de mi respuesta describe la distorsión geométrica que es el resultado del movimiento natural, no es lo mismo que el movimiento natural.
Si la cámara no se mueve pero el campo de estrellas sí, cualquier distorsión geométrica producida por la lente cambiará la posición relativa en cada imagen de cada estrella con respecto a las otras estrellas a medida que se mueven a través del campo de visión. Este es el movimiento natural de las estrellas combinado con las características de distorsión de la lente.
@MichaelC Claro. Es solo que la última imagen se parece mucho a una rotación muy pequeña y un cambio de perspectiva para mí, exactamente lo que resultaría de girar la Tierra.
A todos los efectos prácticos "movimiento natural de las estrellas" = "giro de la Tierra". Todo depende del marco de referencia de cada uno.
@MichaelC toda la mancha tiene una dirección correspondiente al seguimiento del objeto en movimiento y también la mayoría del software moderno corrige la distorsión óptica. Si el software que usó el autor de la pregunta corrigiera el cambio de perspectiva, la imagen sería nítida. Aquí hay casi el mismo tipo de mancha pero exagerada .
@MichaelC, lo que quería decir en el primer comentario de hoy es que no puedo ver ninguna distorsión óptica sin corregir en la última imagen.