Linear vs. gestreckt: Warum deine gestackte Datei schwarz aussieht - oder grün

Du speicherst das gestackte Bild, öffnest es in Vorschau oder Fotos, und es ist schwarz - ein paar weiße Punkte auf nichts. Oder du öffnest es in deinem Bearbeitungsprogramm, und es ist flach und grellgrün. Oder du öffnest ein gespeichertes Bild in deinem Bearbeitungsprogramm, und es behandelt es als fertig und weigert sich, es zu korrigieren.

Alle drei Fälle haben dieselbe Ursache: den Unterschied zwischen linearen und gestreckten Daten.

Linear: das Licht, wie es gezählt wurde

Ein Kamerasensor zählt Photonen. Doppelt so viel Licht, doppelt so hohe Zahl. Ein Stack dieser Zählwerte, gemittelt, behält diese Eigenschaft - die Pixelwerte sind proportional zum angekommenen Licht. Das sind lineare Daten.

In linearen Daten liegen der Himmel und der schwache Nebel im untersten ein bis zwei Prozent des Wertebereichs. Die hellsten Sternkerne liegen nahe am oberen Ende, und dazwischen ist fast nichts. So wie er ist angezeigt, ist ein linearer Stack schwarz mit weißen Nadelstichen. Das ist keine Unterbelichtung: So schwach ist ein Deep-Sky-Objekt eben neben einem Stern.

Gestreckt: gemacht für die Augen

Damit man es sehen kann, wird das Bild gestreckt: Eine Kurve hebt das schwache Ende enorm an und staucht das helle Ende, sodass der Himmel von 1 % auf ein Zehntel des Bereichs steigt und der Nebel sichtbar wird. Nach dem Strecken sind die Werte nicht mehr proportional zum Licht. Doppelt so viel Licht verdoppelt den Pixelwert nicht mehr.

Die meisten Bearbeitungsschritte - Gradienten entfernen, Farben abgleichen, Rauschen messen, Sterne entfernen - setzen lineare Daten voraus. Nach dem Strecken ausgeführt, lösen sie ein anderes Problem als das am Himmel.

Warum ein Farb-Stack grün ist

Eine Farbkamera (OSC) hat doppelt so viele grüne Pixel wie rote oder blaue, und im Grünen ist sie am empfindlichsten, also neigt ein roher Farb-Stack stark zu Grün. Streckst du ihn, ohne vorher die Farbe zu kalibrieren, wird das Grün mit allem anderen angehoben. Warum dein gestacktes Bild grün ist erklärt das ausführlich; kurz gesagt: Das Grün ist echt, und es zu entfernen ist ein Kalibrierungsschritt, der auf die linearen Daten gehört.

Warum Stacks als 32-Bit-Float gespeichert werden

Eine 16-Bit-Ganzzahldatei hat 65.536 Stufen. In einem linearen Stack leben der Himmel und der schwache Nebel ungefähr in den untersten tausend davon - eine grobe Leiter für genau den Teil des Bilds, der dir am wichtigsten ist. Das Stacken vieler Einzelbilder erzeugt feinere Abstufungen, als sie irgendein Einzelbild hatte, und 16-Bit-Ganzzahlen runden diese Präzision weg.

Eine 32-Bit-Gleitkommadatei behält jeden Bruchteil, den der Stack erzeugt hat. Deshalb speichern Stacking-Programme FITS oder Float-TIFF: Es ist das Format, das einen Stack aufnehmen kann.

Es ist außerdem ein nützliches Signal. Ein fertiges Bild ist fast immer 8- oder 16-Bit-Ganzzahl; eine Float-Datei ist fast immer ein Stack. Akastroids Das gestackte, unverarbeitete Bild speichern schreibt den Stack genau aus diesem Grund als 32-Bit-Float-TIFF (oder FITS), und wenn ein Float-Bild wieder geöffnet wird, wird es als Stack behandelt: Gradient entfernt, Farbe kalibriert, gestreckt.

Eine gestreckte Vorschau ist kein Stack

Programme zeigen dir eine gestreckte Vorschau des Stacks, damit du ihn sehen kannst. Speicherst du diese Vorschau, hast du ein Bild gespeichert, keine Daten: Der Himmel ist schon angehoben, das Grün ist eingebrannt, und die Zählwerte sind weg. Wieder geöffnet, lässt es sich nicht zurückstrecken. Das Ehrlichste, was ein Programm tun kann, ist, es als fertiges Bild zu behandeln - deshalb funktioniert das „Reparieren“ einer gespeicherten Vorschau nie so gut wie das erneute Bearbeiten des Stacks.

Bis Version 1.3.1 schrieb Akastroids Das gestackte, unverarbeitete Bild speichern diese gestreckte Vorschau - ein Fehler. Ab 1.3.2 schreibt es den linearen Stack. Eine Datei, die mit einer früheren Version gespeichert wurde, ist eine Vorschau und öffnet sich auch als solche; die Lösung ist, die Originalaufnahmen neu zu bearbeiten.

Wie du erkennst, was du hast

• Öffnet sich in einem normalen Bildbetrachter schwarz mit weißen Punkten: linear.
• Öffnet sich mit sichtbarem Himmel und Nebel: gestreckt.
• FITS oder TIFF/XISF mit 32-Bit-Float-Werten: fast sicher linear.
• JPEG oder PNG: gestreckt, immer.

Kurz gesagt

• Lineare Daten sind proportional zum Licht; sie sehen schwarz aus, und genau mit ihnen arbeitet die Bearbeitung.
• Strecken macht sie sichtbar und beendet ihre Linearität. Kalibriere vor dem Strecken, niemals danach.
• Speichere Stacks als 32-Bit-Float (FITS oder Float-TIFF); 16 Bit werfen das schwache Ende weg.
• Eine gespeicherte Vorschau ist ein Bild, kein Stack, und lässt sich nicht wie einer neu bearbeiten.