Dark, flat és bias képek: mit javítanak valójában?

Minden asztrofotós útmutató azt mondja, hogy készíts dark, flat és bias képeket. Azt viszont szinte egyik sem árulja el, hogy melyik mit távolít el a képből – így a legtöbben vagy mind a hármat elkészítik babonából, vagy mind a hármat kihagyják tanácstalanságból. Mindkettő hiba, és nem egyformán súlyos: a három közül az egyik sokkal többet számít a másik kettőnél, és nem az, amelyikkel a kezdők el szoktak indulni.

Íme, mit csinál valójában mindegyik.

A szenzorod háromféleképpen hazudik

A kamera szenzora nem azt a fényt jelenti vissza, ami ráesett. Azt jelenti vissza, ami ráesett, plusz egy csomó hibát – és mindegyik kalibrációs képtípus pontosan egy ilyen hibára hajt.

Hőt ad hozzá. Minden pixel töltést gyűjt a hőmozgásból, teljes sötétségben is, méghozzá olyan ütemben, amely nagyjából minden 6–7 °C-onként megduplázódik. Egy 300 másodperces expozíció alatt ebből valódi jel lesz, aminek semmi köze az éghez. Ráadásul ez az ütem pixelenként eltér: egyes pixelek sokkal melegebbek a szomszédaiknál – innen jönnek azok a színes pöttyök.

Vignettál és port gyűjt. Az optikád a képmező közepére több fényt juttat, mint a sarkokba, jellemzően 20–40%-kal. A szenzorablakon vagy a szűrőn ülő por lágy szürke fánkokat vet a képre. Egyik sincs ott az égen, de mindkettő ott van minden egyes felvételen.

Van egy eltolása. A kamera minden kiolvasott értékhez hozzáad egy fix talapzatot, hogy a zaj soha ne vágjon le nullánál. Ez a talapzat sem tökéletesen egyenletes – halvány mintázatok bújnak meg benne.

Az elsőt a dark képek javítják. A másodikat a flatek. A harmadikat a bias.

A flat az, ami igazán számít

Ha életedben csak egyféle kalibrációs képet készítesz, az legyen a flat. Ez pont az ellenkezője annak, amit a legtöbben csinálnak, pedig kezdőként ezzel érheted el a legnagyobb minőségi ugrást.

Azért, mert a vignettálás és a porárnyékok multiplikatívak és nagyok. A sarkokban jelentkező 30%-os fényveszteség nem egyszerűen elsötétíti a sarkokat: túléli a nyújtást, a nyújtás pedig fel is erősíti. Amikor kihúzod a háttérből a halvány ködösséget, vele együtt kihúzod a vignettát is, és a kép közepén ott marad egy világos folt, amit semennyi gradienseltávolítás nem tüntet el teljesen. A porfánkok ugyanezt csinálják: lágy sötét gyűrűkként jelennek meg pont ott, ahol a halvány jelet próbálod meglátni.

A dark ezzel szemben olyasmit orvosol, amit a stackelés részben már magától elintéz. Elég sok felvételt átlagolva a véletlenszerű termikus zaj a darabszám négyzetgyökével csökken. A forró pixelek nem átlagolódnak ki – de statisztikailag kezelhetők, erre még visszatérek.

A flatet ráadásul a legkönnyebb elkészíteni, és ez kívánja a legkevesebbet a drága derült időből. Sötétségre nincs is szükséged. Irányítsd a távcsövet egy egyenletesen megvilágított felületre – szürkületi ég, egy fehér póló a nyílás elé húzva és mögötte egy lámpa, vagy egy fehér képernyőt mutató tablet –, és úgy exponálj, hogy a hisztogram a teljes skála harmada és fele között álljon. Húsz-harminc felvétel bőven elég.

A lényegi szabály: a flateket ugyanazzal a fókusszal, ugyanabban a kameraállásban és ugyanazzal az optikai összeállítással kell elkészítened, mint a light képeket. Ha újrafókuszálsz vagy elforgatod a kamerát, a por elmozdul a képmezőhöz képest, és a flatjeid rosszabbak lesznek a semminél: rossz helyekre nyomják rá a fánkokat. Az éjszaka végén készítsd el őket, mielőtt bármihez hozzányúlnál.

Dark: hasznos, de rövid expozícióknál túlértékelt

A dark kép zárt zárral készült felvétel, ugyanolyan hosszal, hőmérsékleten és gainnel, mint a lightjaid. Ha kivonod, egyszerre tűnik el az átlagos termikus jel és az az állandó mintázat, hogy melyik pixel melegebb a többinél.

Két feltétel mellett éri meg igazán a dark:

• Hosszú expozíciók. 300 másodpercnél a termikus hozzájárulás jelentős. 10 másodpercnél – ennyivel dolgozik egy Seestar vagy egy Dwarf – gyakran a kiolvasási zaj alatt marad, és alig nyersz valamit a kivonásával.
• Hűtött kamera. A dark csak akkor működik, ha a hőmérséklet egyezik. Egy dedikált asztrokamera −10 °C-on megismételhető darkokat ad, amelyeket hónapokig újrahasználhatsz. Egy DSLR, amelyik 18 °C-on kezdte az éjszakát és 4 °C-on fejezte be, nem ilyen: a végén készített dark nem azt a felvételt írja le, amit az elején csináltál.

Ezen az utolsó ponton csúsznak el a legtöbben. Egy hűtetlen DSLR sötétárama az éjszaka folyamán változik, ahogy a gép lehűl. Egy nem illeszkedő dark kivonása inkább hozzáad a zajhoz, mint elvesz belőle, hiszen az egyik zajos felvételt vonod ki a másikból, a termikus jel pedig még csak rendesen ki sem esik.

Ha hűtetlen kamerával, rövid részexpozíciókkal fotózol, teljesen ésszerű kihagyni a darkot. Nem lustaságból teszed: egy olyan korrekciót utasítasz vissza, ami nem illik tisztán az adataidra.

Bias: ezt általában nyugodtan kihagyhatod

A bias kép a lehető legrövidebb expozíció, amit a kamerád képes elkészíteni, zárt zárral. Az elektronikus eltolást rögzíti, és semmi mást.

A bias akkor számít, amikor darkot skálázol – vagyis egy könyvtárból előhúzott, más expozíciós idővel készült darkot igazítasz matematikailag a felvételeidhez. Ehhez szét kell választanod az állandó eltolást az időfüggő termikus jeltől, és pont ezt adja meg a bias.

Ha a lightjaiddal azonos hosszúságú darkokat készítesz, a bias már benne ül a darkban, és a dark kivonásával a biast is kivonod. Ilyenkor a külön bias semmit nem tesz hozzá.

A bias olcsó mulatság – száz darab egy percen belül megvan –, úgyhogy nincs erős érv ellene. De ha ott állsz a hidegben, és azon gondolkodsz, megéri-e még vacakolni vele, akkor ezt hagyd ki.

És mi van a forró pixelekkel?

Itt az a pont, ahol a bevett tanács csendben elbukik. A dark azokat a forró pixeleket távolítja el, amelyeket a szenzorod kiszámíthatóan termel. A kozmikus becsapódásokat nem, mert azok véletlenszerűen, egyetlen felvételen jelennek meg – és semmit nem segít azon a rengeteg emberen, aki soha nem készít darkot.

A forró pixeleket érdemes komolyan venni, mert a stackelés nem tünteti el őket. Átlagolj kilencven felvételt, amelyek mindegyikén ott ül egy forró pixel az (1204, 883) koordinátán, és olyan stacket kapsz, amelyen ott ül egy forró pixel az (1204, 883) koordinátán. Aztán az illesztés elforgatja a mezőt a felvételek között, és ezt az álló hibát rövid színes csíkká keni el – pontosan ez az a műtermék, amitől egy egyébként jó kép amatőrösnek látszik.

Helyettük statisztikailag is megtalálhatók. A trükk az, hogy megkülönböztesd a hibás pixelt egy csillagtól, hiszen mindkettő kicsi és fényes. A döntő különbség, hogy egy csillag nem egyetlen pixel: az optika a pontszerű forrást több pixelre keni szét, így egy valódi csillagnak fényes szomszédai vannak. Egy forró pixel magában áll. Hasonlítsd össze minden pixel értékét a nyolc szomszédja mediánjával, a küszöböt pedig skálázd azzal, hogy ezek a szomszédok mennyire térnek el egymástól: sima égháttéren, egy forró pixel körül szorosan egyetértenek, egy csillag magja körül viszont ők maguk a csillag válla, és erősen szórnak. Ez a különbség teszi lehetővé, hogy az egyiket eltávolítsd, a másikat pedig megtartsd.

Az Akastroid ezt minden felvételen automatikusan elvégzi, még az illesztés előtt, függetlenül attól, készítettél-e darkot. Szándékosan óvatos – nyolc szigmánál húzza meg a határt –, mert a két hiba ára nem egyforma. Egy kihagyott forró pixel csak egy pötty. Egy eltávolított csillagmag viszont olyan adat, amit semmi nem hoz vissza.

Egy gyakorlatias válasz

Ha kevés az időd és fázik a kezed:

1. Flatet mindig készíts. Húsz-harmincat, az éjszaka végén, mielőtt hozzányúlnál a fókuszhoz. Ez az egyetlen legnagyobb nyereség.
2. Darkot akkor készíts, ha hűtött a kamerád vagy hosszúak a részexpozícióid. Egyeztesd a hőmérsékletet, a gaint és az expozíciós időt. Húsz darab ésszerű mennyiség.
3. Biast akkor készíts, ha dark-könyvtárat építesz. Egyébként elhagyható.
4. Ne veszíts el egy derült éjszakát a kalibrációra. A light képek a pótolhatatlanok. A flat hajnalban is elkészíthető, a dark pedig objektívsapkával, bent a szobában.

És ha egyáltalán nincs kalibrációs képed, akkor is dolgozd fel az anyagot. Egy kalibrálatlan lightokból álló stack, amelyről leszedted a gradienst és kitakarítottad a forró pixeleket, valódi fénykép. A tökéletes kalibráció olyan adaton, amit sosem gyűjtöttél össze, nem az.