處理 Seestar S50 的 FITS 檔案:App 沒有幫你做的事

Seestar 的即時疊圖已經不錯。它的原始 FITS 子影格更好。這篇文章講那些檔案裡究竟有什麼,以及怎麼從中得到明顯更強的影像。

ZWO Seestar S50 靠一個真正兌現的承諾賣得很好:用手機對準目標,等一下,就有照片。對很多人來說這就是整個嗜好,停在這裡沒有任何問題。

但 Seestar 悄悄存了比它顯示給你的 JPEG 更好的東西。如果你在設定裡開啟 儲存每一影格,它會把每次 10 秒的子曝光以 FITS 檔案寫入儲存空間。那些檔案裡包含的資訊,可量測地多於即時疊圖,而且差距比大多數人預期的大。

這篇文章講的是那些檔案裡究竟有什麼,以及該拿它們怎麼辦。

即時疊圖放棄了什麼

Seestar 的機上疊圖必須在一顆小型 ARM 處理器上即時執行,同時還要驅動赤道儀,這在三個具體的方面限制了它。

它不能回頭剔除影格。 即時疊圖是邊拍邊累加。當 90 分鐘拍攝的第 40 分鐘飄過一片雲,那些影格已經進了平均。桌面軟體可以先看完全部 540 張影格,評分,把差的丟掉,再合成任何東西。

它的剔除能力有限。 衛星軌跡、飛機、宇宙射線需要對整個疊圖做統計性的離群值剔除,這意味著要有整個疊圖在手。即時累加能做的有限。

它只拉伸一次,而且很早。 即時畫面已經是顯示導向的——直方圖已經被壓縮到在手機上好看。一旦如此,暗部就被壓扁,找不回來了。FITS 子影格是線性的,也就是說從天空背景到星雲核心的完整動態範圍還在,還能分離。

實際結果:同樣的資料,好好疊出來的子影格,通常會顯示出比即時 JPEG 更暗的外圍星雲、更乾淨的星色,以及明顯更好的雜訊底。不是另一張照片——是同一張照片,走得更遠。

把檔案取出來

在 Seestar App 的設定齒輪裡,開始拍攝 之前 先開啟 儲存每一影格。它預設關閉,也無法回溯套用。

檔案會放在裝置上的 MyWorks,按目標分類,檔名像這樣:

Light_M42_10.0s_IRCUT_20260304-213512.fit

你需要的一切都在檔名裡:目標、曝光、濾鏡、時間戳。透過 Wi-Fi 或 USB 把資料夾拉出來。10 秒曝光的 90 分鐘拍攝大約是 540 個檔案、約 10 GB,所以要留時間。

你也會看到一個 Stacked_*.fit。那是裝置自己的結果。留著比較可以,但不要把它餵進子影格的疊圖——它已經是平均,再和單張影格平均會給它錯誤的權重。

標頭裡有什麼,缺什麼

這裡 Seestar 檔案有一個值得知道的特殊之處。

標頭有實用的基本資訊:EXPTIMEGAIN、寫著 Seestar 的 INSTRUME、濾鏡、日期,還有——很重要的——RADEC,因為裝置做了解析星場來找目標。這個指向資訊真的有價值;它讓之後的測光色彩校正和標註成為可能。

標頭 不會 可靠地記錄的,是焦距和像素尺寸。這是個問題,因為解析星場需要像素尺度,而像素尺度需要這兩個數字。

解法在於 Seestar 是密封的儀器。它只有一組光學和一顆感光元件,兩者都不能換。所以型號名稱 就是 規格:

Seestar S50 Seestar S30
焦距 250 mm 150 mm
口徑 50 mm 30 mm
像素尺寸 2.9 µm 2.9 µm
感光元件 Sony IMX462 Sony IMX662
像素尺度 ≈ 2.39 ″/px ≈ 3.99 ″/px

INSTRUME 欄位認出 Seestar S50,就補上了缺少的兩個數字,尺度隨之而來。Akastroid 會自動這麼做——它只填標頭留空的欄位,絕不覆寫檔案實際記錄的內容,原則是儀器比查表更清楚自己的配置。

那個 2.39 ″/px 的數字也告訴你關於資料的一件有用的事:在這個尺度、典型視寧度下,Seestar 略為欠取樣。星點只落在很少的像素上。這關係到之後什麼能救回來、什麼不能。

解拜耳的陷阱

Seestar 的 FITS 檔案是 原始拜耳資料——彩色濾鏡馬賽克,不是彩色影像。馬賽克是 GRBG

出錯有兩種方式。用錯的圖案解拜耳,顏色會互換,通常帶著強烈的洋紅或綠色偏,任何白平衡都修不好。解兩次——一次在中間工具,一次在疊圖軟體——你會得到一團柔軟的棋盤格糊。

Seestar 產生的疊圖檔已經解過拜耳。子影格沒有。任何把兩者同等對待的工具,一定會弄錯其中一個。

疊短曝光的子影格

10 秒很短,這決定了正確的做法。

預期會有很多影格。 一次像樣的拍攝 500〜1,000 張很正常。這是好事——正是這個數量讓積極的離群值剔除變得安全。

用適合數量的剔除方法。 深的疊圖可以用 sigma clipping,它假設每一影格取樣同一分布,並剔除離平均太遠的值。但當透明度在拍攝過程中漂移——高雲、目標下沉到地平線、結露——這個假設就崩了。此時影格真的不同,離散是真實資料而非雜訊,sigma clipping 會開始丟掉範圍 兩端 的影格,而那往往是你手上最清澈的。

線性擬合剪裁能正確處理這種情況:它把每個像素在整個疊圖上的值排序,擬合一條直線,於是平滑的漂移是預期中的、不花成本,而衛星軌跡仍然是離線很遠的一個值。Akastroid 會量測每影格天空亮度的離散程度,自動在兩者間選擇——漂移超過約 8 % 就切換。

別指望 drizzle 幫太多。 Drizzle 從有抖動的影格中恢復次像素細節。Seestar 的經緯儀會產生視場旋轉,確實提供了一些次像素的變化,但那不是刻意的抖動。啟用前先確認你的資料集真的有次像素離散——從沒有抖動的影格重建到更細的網格,只會給你一個更大、更軟的檔案。

視場旋轉才是真正的限制

Seestar 是沒有視場旋轉補償器的經緯儀。一個小時內,視場會旋轉。相隔 40 分鐘拍的影格彼此是旋轉的,有時差好幾十度。

你用的任何疊圖軟體都必須處理旋轉,而不只是平移。只做平移的對齊在 Seestar 資料上會失敗——而且失敗的方式看起來像對焦不良,而不是明顯的錯誤:一切都略微糊掉,沒人說得出為什麼。

旋轉也意味著最終疊圖的 四角 被覆蓋的影格數少於中央。隨著旋轉累積,重疊區域會縮小。要預期裁切,並預期外緣比中央更多雜訊。這不是你處理的缺陷;這是幾何。

誠實談 10 秒的限制

Seestar 把曝光限制在 10 秒是有原因的——它沒有導星,更長的子曝光會拖線。

後果是讀出雜訊。每次曝光都因為讀取感光元件而增加固定的雜訊,540 張 10 秒影格的疊圖就帶著 540 份。同樣 90 分鐘用 18 張 5 分鐘子曝光,只帶 18 份。這就是為什麼有追蹤、有導星的設備在暗目標上會領先,即使總積分時間相同。

實際上意味著:Seestar 在亮和中等亮度的目標上表現極佳——獵戶座、礁湖星雲、仙女座核心、大部分梅西耶天體。非常暗、延展的星雲是讀出雜訊底顯現的地方,任何處理都無法憑空創造從未超過那個底的訊號。

知道這一點比任何處理技巧都有價值。它告訴你哪些目標值得再花兩小時,哪些不值得。

實際該做的事

  1. 拍攝前就開啟 儲存每一影格,不是拍完才開。
  2. 把整個目標資料夾拉出來。裝置的 Stacked_*.fit 另外放著比較用。
  3. 讓疊圖軟體讀 FITS 標頭,而不是手動指定圖案——GRBG,而且不要解兩次拜耳。
  4. 根據透明度是否穩定,選用相符的剔除方法。
  5. 裁掉被旋轉削薄的邊緣。
  6. 和裝置自己的疊圖比較。如果你的在暗區沒有明顯更好,你的流程裡有什麼正在抵消優勢。

最後一步是大家會跳過的,但它是唯一能告訴你額外的努力有沒有換到什麼的一步。

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