Обробка зображень об’єктів глибокого космосу, отриманих на професійному обладнанні, за допомогою програми Siril

Avatar
Автор Vol_odya

Завдання роботи:

  1. Ознайомитися з можливостями програми Siril.
  2. Отримати чітке зображення об’єктів глибокого космосу, використовуючи набори готових знімків, отриманих з використанням світлофільтрів, та зазначену програму.

Обладнання:

ПК, набір зображень об’єктів глибокого космосу, отриманих на професійному обладнанні, Siril (https://siril.org/).

Теоретична частина

Професійні астрономи для спостережень  користуються чорно-білими камерами. Отже, зображення які вони отримують, також будуть чорно-білими. Завдання астрономів – отримати якнайбільше інформації про об’єкти їхніх спостережень. Для цього потрібно зареєструвати якнайбільше світла, яке приходить від космічних об’єктів. І з цією задачею краще справляються чорно-білі камери. Світло, яке потрапляє на кожен піксель чорно-білої камери, в кольоровій камері має розподілятися на три пікселі (червоний, зелений, синій). Звідки ж беруться красиві, кольорові зображення? Справа в тому, що зі звичайного чорно-білого знімку можна отримати не так багато інформації, як хотіли б астрономи. Тому спостереження проводять за допомогою світлофільтрів.

Світлофільтр — пристрій, який змінює енергію та спектральний склад світла, переважно задля відокремлення певних ділянок спектра. Отримавши зображення за допомогою різних світлофільтрів, ми можемо скласти їх в одне кольорове зображення. Наприкінці 1940-х років Гарольд Джонсон, тоді ще молодий співробітник обсерваторії Макдональд (США), зробив дуже вдалий вибір фотометричних смуг і запропоновав трикольорову фотометричну систему UBV з трьома смугами: ультрафіолетовою (U), синьою (B) та візуальною (V). Ця система одразу здобула визнання.

Після появи системи UBV в період з 1959 по 1966 рік Джонсон поступово додав до неї низку фотометричних смуг на червоній та інфрачервоній ділянках спектра: з’явилися смуги R, I, J, K, L, М, N і Q. Мендоза 1967 року доповнив цю послідовність ще однією смугою — H. Середні довжини хвиль і напівширини цих смуг наведено в таблиці.

Величина λ0 мкм Δλ мкм Величина λ0 мкм Δλ мкм
U 0.36 0.04 H 1.62 0.2
B 0.44 0.10 K 2.2 0.6
V 0.55 0.08 L 3.5 0.9
R 0.70 0.21 M 5.0 1.1
I 0.88 0.22 N 10.4 6.0
J 1.25 0.30 Q 20.0 5.5

Час експозицій для отримання зображень у різних фільтрах зазвичай відрізняється. Відповідно, для кожного фільтру потрібно використовувати “рідні” набори калібрувальних файлів: обов’язково мають бути зроблені плоскі поля (flat) окремо для кожного фільтру та темнові кадри (dark), якщо застосовувався різний час експозиції. Тому й обробку таких даних потрібно проводити окремо для кожного фільтра. У роботі описані кроки з урахуванням того, що вихідні матеріали отримані на професійному обладнанні з використанням світлофільтрів.

Хід роботи

1. Створіть окремо папки для обробки зображень, зроблених із використанням різних фільтрів, а також підпапки lights, darks, flats, biases та process.

2. Скопіюйте всі вхідні кадри у відповідні підпапки (darks і flats копіюються лише ті, які підходять для конкретного фільтру).

3. Запустіть програму Siril та ознайомтеся з інтерфейсом.

4. Оберіть піктограму та вкажіть одну з робочих папок для зображень, отриманих із використанням окремого фільтру, яку ви створили.

5. Натисніть Open.

6. Якщо наявні всі калібрувальні кадри, то обробку можна провести за допомогою скрипта Mono_Preprocessing.ssf. У результаті виконання скрипта в робочій папці буде створено одне сумарне монохромне зображення для конкретного світлофільтра.

7. Якщо для певного фільтра немає всіх калібрувальних кадрів або з якихось причин скрипт видає помилку, то потрібно провести попередню обробку вхідного матеріалу зі складанням кадрів. Цей процес детально описаний у роботі «Обробка зображень об’єктів глибокого космосу за допомогою програми Siril».

8. Для отримання сумарних монохромних зображень для інших світлофільтрів потрібно повторити процедури 4-6, обираючи робочі папки з кадрами зробленими за допомогою інших світлофільтрів.

9. Отримавши сумарні монохромні кадри для кожного з фільтрів, потрібно скласти їх в одне кольорове зображення. Для цього потрібно обрати Image Processing→RGB Compositing…

10. У вікні, яке з’явиться, потрібно вказати на отримані файли, зіставивши їх відповідно до приблизних кольорів світлофільтрів. У цьому самому вікні потрібно вирівняти всі зображення відносно одне одного. Для цього в рядку and using this alignment metod: потрібно обрати One star registration (deep-sky) і натиснути на кнопку Align (щоб усе спрацювало, потрібно виділити ділянку вирівнювання, зазвичай це все зображення). У результаті ми отримаємо сумарне кольорове зображення.

11. Подальша обробка детально описана в роботі «Обробка зображень об’єктів глибокого космосу за допомогою програми Siril», починаючи з пункту 27.

Аналіз даних

Порівняйте отримане зображення об’єкта із зображеннями того самого об’єкта, наявними в інтернеті.