Lineair vs gestretcht: waarom je gestackte bestand zwart is - of groen

Je slaat het gestackte beeld op, opent het in Voorvertoning of Foto’s, en het is zwart - een paar witte puntjes op niets. Of je opent het in je bewerkingsprogramma en het is vlak, schreeuwerig groen. Of je opent een opgeslagen foto in je bewerkingsprogramma en het behandelt hem als af en weigert hem te repareren.

Alle drie komen voort uit hetzelfde idee: het verschil tussen lineaire en gestretchte data.

Lineair: het licht zoals het geteld is

Een camerasensor telt fotonen. Twee keer zoveel licht, twee keer zo’n hoog getal. Een stack van die tellingen, gemiddeld, behoudt die eigenschap - pixelwaarden zijn evenredig met het licht dat binnenkwam. Dat is lineaire data.

In lineaire data zitten de hemel en de zwakke nevel in de onderste één of twee procent van het bereik. De helderste sterkernen zitten bijna bovenaan, en er zit vrijwel niets tussenin. Zo weergegeven is een lineaire stack zwart met witte speldenprikjes. Dat is geen onderbelichting: zo zwak is een deep-sky-object nu eenmaal naast een ster.

Gestretcht: gemaakt voor ogen

Om zichtbaar te worden, wordt het beeld gestretcht: een curve tilt het zwakke eind enorm op en drukt het heldere eind samen, zodat de hemel stijgt van 1 % naar een tiende van het bereik en de nevel zichtbaar wordt. Na een stretch zijn waarden niet meer evenredig met licht. Twee keer zoveel licht verdubbelt de pixel niet meer.

De meeste bewerking - een gradiënt verwijderen, kleur balanceren, ruis meten, sterren verwijderen - gaat uit van lineaire data. Na een stretch los je een ander probleem op dan het probleem aan de hemel.

Waarom een kleurenstack groen is

Een one-shot-colour-camera heeft twee keer zoveel groene pixels als rode of blauwe, en in groen is hij het gevoeligst, dus een ruwe kleurenstack trekt sterk naar groen. Stretch je hem zonder eerst de kleur te kalibreren, dan wordt het groen samen met al het andere opgetild. Why your stacked image is green gaat hier uitgebreid op in; de korte versie is dat het groen echt is, en dat het verwijderen ervan een kalibratiestap is die op de lineaire data hoort.

Waarom stacks als 32-bit float worden opgeslagen

Een 16-bit integerbestand heeft 65.536 niveaus. In een lineaire stack leven de hemel en de zwakke nevel ruwweg in de onderste duizend daarvan - een grove ladder voor het deel van het beeld waar je het meest om geeft. Veel frames stacken levert fijnere stappen op dan enig los frame had, en 16-bit integers ronden die precisie weg.

Een 32-bit floating-pointbestand bewaart elke fractie die de stack heeft opgeleverd. Daarom slaan stackprogramma’s FITS of float-TIFF op: het is het formaat dat een stack kan bevatten.

Het is ook een nuttig signaal. Een afgewerkte foto is bijna altijd 8- of 16-bit integer; een float-bestand is bijna altijd een stack. Akastroids Save the stacked image schrijft de stack precies daarom weg als 32-bit float-TIFF (of FITS), en als een float-bestand opnieuw wordt geopend, wordt het als stack behandeld: gradiënt verwijderd, kleur gekalibreerd, gestretcht.

Een gestretchte preview is geen stack

Programma’s laten je een gestretchte preview van de stack zien, zodat je hem kunt bekijken. Sla je die preview op, dan heb je een foto opgeslagen, geen data: de hemel is al opgetild, het groen zit erin gebakken en de tellingen zijn weg. Opnieuw geopend kan hij niet worden ont-stretcht. Het eerlijke wat een programma kan doen, is hem als afgewerkte foto behandelen - en daarom werkt het “repareren” van een opgeslagen preview nooit zo goed als de stack opnieuw bewerken.

Tot en met versie 1.3.1 schreef Akastroids Save the stacked image die gestretchte preview weg - een bug. Vanaf 1.3.2 schrijft het de lineaire stack weg. Een bestand dat met een eerdere versie is opgeslagen, is een preview en opent ook als preview; de oplossing is de originele frames opnieuw bewerken.

Zo zie je wat je hebt

• Opent zwart met witte stipjes in een gewone viewer: lineair.
• Opent met zichtbare hemel en nevel: gestretcht.
• FITS, of TIFF/XISF met 32-bit float-samples: vrijwel zeker lineair.
• JPEG of PNG: gestretcht, altijd.

De korte versie

• Lineaire data is evenredig met licht; het ziet er zwart uit, en het is waar bewerking op werkt.
• Een stretch maakt het zichtbaar en maakt een eind aan de lineariteit. Kalibreer vóór het stretchen, nooit erna.
• Sla stacks op als 32-bit float (FITS of float-TIFF); 16-bit gooit het zwakke eind weg.
• Een opgeslagen preview is een foto, geen stack, en kan niet als stack opnieuw worden bewerkt.