Các lý do cho việc không chụp phơi sáng siêu dài (giờ) trong chụp ảnh thiên văn là gì?


24

Tôi đang làm một số nghiên cứu để có được vào astrophftimey.

Hầu hết các hướng dẫn khuyên bạn nên thực hiện nhiều lần phơi sáng và sau đó xếp chúng.

Điều đó khiến tôi tự hỏi: với điều kiện máy ảnh nằm trong hệ thống theo dõi, tại sao không để màn trập mở càng lâu càng tốt?


2
Những hướng dẫn này giả định rằng bạn có một hệ thống theo dõi tại chỗ?
unperson325680

1
Tôi giới thiệu cuốn sách "Primer Sky Imaging Primer" của Charles Bracken. Nó sẽ trả lời hầu hết các câu hỏi mới bắt đầu. Để biết thêm chi tiết tham khảo một diễn đàn astro dành riêng như đêm nhiều mây.
dùng71927

Câu trả lời:


43

@ Michael Clark và @ Itai đã cung cấp câu trả lời tốt. Một vài suy nghĩ từ quan điểm của người nghiệp dư nhiệt tình:

  • Công nghệ theo dõi không hoàn hảo và đôi khi tốt hơn là hoạt động trong giới hạn thực tế của theo dõi có sẵn thay vì đẩy nó đi quá xa

  • Phơi nhiễm rất lâu có thể không chơi tốt với mức độ ô nhiễm ánh sáng cao. Có sự cân bằng để tấn công giữa việc bắt càng nhiều photon mục tiêu càng tốt mà không làm quá mức những thứ không mong muốn

  • Quản lý rủi ro: nếu bạn chỉ có một lần phơi sáng lâu thì nó có thể dễ dàng bị hủy hoại bởi một tia sáng bên ngoài tắt. Nhiều phơi sáng ngắn hơn có nghĩa là bạn có thể loại bỏ các khung hình xấu


9
Re "Có sự cân bằng để tấn công giữa việc bắt càng nhiều photon mục tiêu càng tốt mà không làm quá mức những thứ không mong muốn": Điều đó hoàn toàn không phụ thuộc vào thời gian phơi sáng.
Peter - Tái lập Monica

2
+1 cho nhận xét về công nghệ theo dõi, với phương trình cân bằng cực được điều khiển theo phương pháp ngu ngốc, tôi đã có thể có được ~ 3 phút ở 300mm FL mà không có dấu vết sao trước đó, nhưng chỉ với may mắn về phía tôi. Tùy thuộc vào chất lượng và độ mềm mại của bộ và kỹ thuật của bạn, bạn có thể làm tốt hơn hoặc tệ hơn, nhưng việc căn chỉnh và xếp chồng trong bài sẽ luôn có ích nếu bạn đang cố gắng tìm các vật thể trên bầu trời sâu với bộ nghiệp dư.
Joseph Rogers

2
@ PeterA.Schneider Có các giao thoa thay đổi theo thời gian như thiên thạch, máy bay và mây. Chụp nhiều ảnh cho phép bạn dễ dàng loại bỏ chúng. Một yếu tố khác là bão hòa lưu trữ photon của một pixel, một giới hạn gọi là "công suất đầy đủ".
dùng71659

3
@ PeterA.Schneider Điều đó không thực sự đúng trừ khi "ánh sáng không mong muốn" gần như không đổi và có mặt khắp nơi. Hoặc bạn không có thuật toán để loại bỏ các khung xấu. Nếu bạn có nhiều phơi sáng ngắn, bạn có nhiều mẫu từ một số phân phối. Các ngôi sao ở cùng (gần) cùng một vị trí (giả sử có hệ thống theo dõi), ánh sáng không mong muốn có khả năng bị tắt (ô tô, nhà ở, thậm chí là đèn đường trong những ngày này) hoặc không có liên quan đến khung tham chiếu theo dõi. Cả hai đều cho phép bạn lọc nó bằng các thuật toán thông minh.
DRF

1
@DFR bạn nói "loại bỏ các khung xấu" và tôi không thể biết bạn có đồng ý với điểm số 3 của MartinV hay không nếu bạn đang ám chỉ một bố cục kỹ thuật số của nhiều hình ảnh liên tiếp vào một phơi sáng dài mô phỏng (thêm thuật toán từ tôi nghĩ là sau ). Tôi không biết về OP, nhưng việc chụp ảnh kỷ yếu [rất nghiệp dư] của tôi được thực hiện bằng kính nặng trên phim trung thực. Bạn không thể cho rằng sự sẵn có của các quy trình dọn dẹp kỹ thuật số trong thời gian dài tiếp xúc trừ khi OP nói rõ ràng là nó có ở đó.
Ruscal

18

Đó là trước tiên bởi vì chúng ta có thể bây giờ.

Chụp ảnh bóng đèn thực sự có thể chụp phơi sáng từ vài phút đến vài giờ, tùy thuộc vào máy ảnh. Sử dụng máy ảnh phim, chụp ảnh thiên văn được thực hiện với độ phơi sáng rất dài và những máy ảnh đó không có giới hạn thời gian vì chúng không cần nguồn điện để hoạt động.

Một máy ảnh kỹ thuật số có thể được sử dụng theo cùng một cách nhưng hầu hết phơi sáng bóng đèn giới hạn không gương đến 30 phút hoặc một giờ, khiến nó không thể chụp phơi sáng lâu hơn, vì vậy không có lựa chọn nào khác.

Hầu hết các máy ảnh DSLR mặc dù có thể phơi sáng hơn một giờ, vì vậy chúng có thể thực hiện phơi sáng rất lâu để có được hình ảnh cuối cùng trong một lần chụp. Tuy nhiên, sử dụng nhiều bức ảnh có thể là lợi thế. Quan trọng nhất, độ sáng tối đa của mỗi pixel được mở rộng. Trong một lần chụp, một khi photosite bị bão hòa, nó sẽ bị phơi sáng quá mức. Với nhiều ảnh chụp, có thể độ bão hòa sẽ không xảy ra, giúp phần mềm có độ chính xác dữ liệu cao hơn để làm việc. Đơn giản hóa quá mức, mỗi lần nhân đôi ảnh sẽ cho bạn thêm một chút độ chính xác và phạm vi động. Vì vậy, chỉ cần chụp 4 bức ảnh, giúp bạn có thêm 2 điểm dừng của dải động so với một lần phơi sáng.

Nhiều phơi sáng có tác dụng trung bình của nhiễu. Điều này sẽ cung cấp cho bạn hình ảnh sạch hơn để làm việc nhưng mỗi hình ảnh có thể áp dụng giảm nhiễu phần mềm, hiệu quả hơn so với xử lý phơi sáng lâu hơn nhiều.

Thật khó để đo độ phơi sáng rất lâu nhưng nếu bạn có nhiều hình ảnh, bạn có thể linh hoạt không sử dụng toàn bộ ngăn xếp hoặc phần mềm điều khiển pha trộn để tránh phơi sáng quá mức, đặc biệt nếu bạn đã đưa một số tiền cảnh vào bố cục của mình.

Hai nhược điểm của việc chụp nhiều ảnh là nhỏ. Một là nó hoạt động nhiều hơn sau đó vì chồng hình ảnh phải được chuyển và xử lý bằng máy tính, thay vì một hình ảnh duy nhất. Mặt khác là có thể có những khoảng trống nhỏ nếu bạn đang thực hiện các vệt sao trong khi máy ảnh mất thời gian giữa các lần chụp (đảm bảo tắt Giảm tiếng ồn màn trập dài nếu bạn không muốn có những khoảng trống lớn) có thể phụ thuộc vào một số điều và máy ảnh cụ thể.


18

Ưu điểm chính của xếp chồng là lấy trung bình phân phối ngẫu nhiên "nhiễu bắn" có thể là một vấn đề trong các hình ảnh thiếu sáng như chụp ảnh thiên văn. Một lợi thế khác cho việc xếp chồng là sử dụng các cảm biến hình ảnh đơn sắc chuyên dụng trong khi xen kẽ các bộ lọc màu (hoặc liên quan đến thiên văn học) trên toàn bộ cảm biến cho mỗi lần phơi sáng và sau đó kết hợp chúng trong bài.


7
đối với nhiễu ảnh, việc sắp xếp nhiều mức phơi sáng hoàn toàn giống như sử dụng một lần phơi sáng dài trong cùng thời gian tích lũy. chúng ta có thể coi nó là "xếp chồng tương tự". vì vậy, không, đây chắc chắn không phải là lý do tại sao chúng tôi sử dụng nhiều lần phơi sáng.
szulat

6
@szulat Chỉ khi bạn xếp chồng nhiều mức phơi sáng bằng cách sử dụng bộ lọc trung bình đơn giản, trái với bộ lọc trung bình hoặc bộ lọc trung bình.
jpa

1
@jpa câu trả lời "trung bình ra". dù sao, thuật toán là thứ yếu. quá trình tự nó tập hợp cùng một lượng tiếng ồn. những gì có thể khác biệt là về mặt kỹ thuật, ví dụ như khả năng thu được dải động lớn hơn nhiều (so với một lần phơi sáng. Các tệp 14 hoặc thậm chí 16 bit thường không đủ để che đi sự tương phản to lớn của chụp ảnh thiên văn)
szulat

4
@szulat: Hãy nhớ rằng - trung vị là một loại trung bình .
psmears

2
@MichaelClark trong khoa học, những kỹ thuật này được gọi là xếp chồng mạnh mẽ . Nếu đó là những gì bạn muốn nói cụ thể, có lẽ bạn nên làm cho nó rõ ràng trong câu trả lời. Tuy nhiên, tôi nhận xét rằng xếp chồng mạnh mẽ thực sự không tốt hơn nhiều so với tính trung bình đơn giản trong trường hợp nhiễu bắn; lợi thế chính của nó là nó ngăn chặn các ngoại lệ cực đoan ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng. Tức là nó sẽ loại bỏ hoàn toàn một thiên thạch xuyên qua khung hình vào một lúc nào đó. Tuy nhiên, tiếng ồn của cú sút không đủ lớn và trên thực tế có thể sẽ mạnh hơn do các trọng số không đồng đều mà một cách sắp xếp mạnh mẽ chỉ định.
rẽ trái

8

Cảm biến kỹ thuật số nóng lên trên phơi sáng lâu; Tôi đã có phơi sáng chỉ trong 6 phút thể hiện sự biến dạng màu rất rõ ở các góc của khung hình. Chạy chip liên tục trong nhiều giờ mà không cần làm mát chuyên gia và kết quả có thể là một mớ hỗn độn không thể sử dụng được.


Tôi đã làm việc tại một đài quan sát một lần và tôi có thể xác nhận các cảm biến CCD của kính viễn vọng lớn (trở lại trong những ngày này) có hệ thống làm mát chuyên dụng. Tôi không nhớ nếu đó là nitơ nhưng nó là một thứ như thế.
Basj

Máy ảnh astrocam không gian sâu chuyên dụng thường có 30-50C làm mát bằng nhiệt kế. Bức xạ cơ thể màu đen tỷ lệ thuận với nhiệt độ (tính bằng Kelvin) với năng lượng thứ 4. Vì vậy, trong khi không nơi nào giảm được gần 99,5% tiếng ồn nhiệt mà LN2 có thể cung cấp cho họ, hãy giảm khoảng một phần ba xuống còn một nửa. Tầng tiếng ồn thấp hơn là một trong những lý do chính tại sao mọi người sử dụng chúng thay vì máy ảnh DSLR thông thường.
Dan Neely

1

Ngoài ra, việc phơi sáng lâu sẽ cho bạn khả năng của phần mềm được tích hợp trong máy ảnh. Bằng cách chụp nhiều hình ảnh và xử lý hậu kỳ chúng sau đó, bạn có thể sử dụng phần mềm với các khả năng và ưu tiên khác nhau có thể giúp bạn có được bức ảnh đẹp hơn.


(Đây phải là một nhận xét nhưng đại diện của tôi quá thấp)
Thorbjørn Ravn Andersen

1

Khi đọc các câu trả lời khác ở đây và với sự kiện siêu trăng xanh máu được công bố vào tuần khác, tôi quyết định thử một thí nghiệm. Tôi đã bắn mặt trăng trong một trong những giờ nghỉ ngắn trên đám mây khi tôi không làm việc hoặc ngủ. Tôi chụp cầm tay vì nó chỉ là một thử nghiệm. Máy ảnh của tôi, một chiếc Olympus E-520 (phát hành năm 2008), nổi tiếng là ống kính noisey và 70-300mm có chất lượng khá bình thường khi được đẩy đến giới hạn của nó, nhưng kích thước cảm biến bốn phần ba làm cho trường nhìn tương đương 600mm.

Tôi đã chụp một vài bức ảnh ở chế độ ổn định hình ảnh iso800 300mm của F9.0.

Tôi đã chọn khoảng 5 và thử sử dụng Darktable, Gimp, Siril và Hugin để xử lý các tệp. Hình ảnh hiển thị ở đây có một khung màu duy nhất không xử lý nhiễu và hình ảnh tổng hợp được tạo thành từ 5 bức ảnh tương tự được căn chỉnh và pha trộn sau đó chuyển thành đen trắng và được làm sắc nét một chút. Bạn có thể nhìn thấy ở các góc của hình ảnh đen trắng nơi các hình ảnh được căn chỉnh không bị chồng chéo cho thấy hiệu ứng mà các lớp bổ sung gây ra đối với nhiễu.

Cho dù tôi chỉ đơn giản lấy trung bình các lớp trong Gimp (mặc dù việc căn chỉnh và xoay các lớp là không thể thực hiện được) hoặc sử dụng Hugin hoặc Siril, tiếng ồn đã giảm đáng kể trong nền.nhập mô tả hình ảnh ở đây


0

Độ phơi sáng rất dài tương đương với trung bình nhiều lần phơi sáng ngắn hơn. Khi bạn thực hiện nhiều lần phơi sáng ngắn, bạn luôn có tùy chọn làm trung bình để bắt chước phơi sáng lâu nếu bạn muốn. Nhưng nó cũng làm cho nhiều tùy chọn khác (ngoài tính trung bình) có sẵn cho bạn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.