Что вызывает фальшивые цвета звезд на этих картинках?
Около двух лет назад я был в месте с красивым ночным небом без луны, поэтому я попытался сделать несколько снимков неба.
Тогда я был плохо экипирован, у меня был объектив 35 мм f1.8 и Nikon D50. Тогда я не снимал в RAW. Мне пришлось вручную попытаться найти фокус на бесконечность, поскольку камера не могла этого сделать.
Они были сняты при f2,5 и ISO 1600, и я кадрировал их, используя две звезды в качестве ориентира.
Вы можете видеть, что цвета одних и тех же звезд сильно различаются. Внизу слева вы можете увидеть, как звезда меняет цвет с пурпурного на пурпурный. Я думаю, это выходит далеко за рамки того, что можно объяснить шумом ISO.
Что вызывает случайность цветов на этих изображениях?
Отдельные звезды крупным планом. Помните, что это взято из файла JPEG:
Ответы
Если вы хорошо фокусируетесь, звезды, скорее всего, не будут занимать значительно больше одного пикселя. Но пиксели покрыты обычной сеткой цветных фильтров, фильтр Байера обычно использует расположение RGGB для сеток 2 × 2 ячеек. Так называемый алгоритм демозаики, использующий избыточность / корреляцию информации о яркости, затем пытается восстановить информацию RGB. Но если звезда освещает только один пиксель, нет никакой избыточности / корреляции, с которой можно было бы работать для оценки распределения цвета.
Поэтому, если вы хотите получить хорошую оценку цветов, вам нужно немного расфокусировать, чтобы звезды могли коснуться более одного пикселя. Систематически это можно сделать, используя дифракцию, а именно очень маленькую апертуру. Как ни странно, это также может помочь, если разрешение вашего сенсора лучше, чем то, что может обеспечить оптика вашей камеры.
Вы также можете попробовать записать необработанные изображения, а затем поиграть с различными алгоритмами демозаики: некоторые из них могут лучше работать с изначально проблемной ситуацией (возможно, склоняясь к более сильному поведению по умолчанию, предпочитая угадывать «белое» при отсутствии лучшей информации).
Также стоит отметить, что цветные фильтры обладают широкой избирательностью, а алгоритмы демозаики обычно предполагают корреляцию между цветами из-за того, что элементы изображения в основном являются отражающими и используют общий источник света. Это предположение не работает на звездном изображении, потому что каждая звезда имеет свой собственный независимый цветовой спектр. Таким образом, это может быть причиной того, что более сложные алгоритмы демозаики, которые обычно считаются лучшими, могут на самом деле работать хуже в этой ситуации, поскольку различия в точном выравнивании по пиксельной сетке приводят к худшему изменению цвета, чем другой алгоритм.
Я могу назвать 3 распространенные причины странных / поддельных цветов в астрофотографии:
- Хроматическая аберрация заставляет некоторые старты казаться белыми в центре, но их границы становятся синими или красными, в зависимости от того, какой из этих двух не в фокусе.
- Алгоритмы демозаики обычно не работают для ярко-белых объектов на темном фоне, и вы видите красный или синий цвет на одной границе некоторых звезд. Шум только усугубляет ситуацию. См. Эти примеры .
- Автоматический баланс белого: если вы не используете фильтр, просто установите баланс белого при дневном свете.
Конечно, звезды могут быть красными или синими, и в большинстве случаев можно получить эти цвета.
F / 2.8 немного широко открыт, и я ожидал бы некоторых оптических аберраций в углу изображения. Если возможно, снимайте с f / 5,6 или f / 8,0.
ISO 1600 - это верхний предел чувствительности D50, поэтому изображение может получиться немного зашумленным. Не гарантируется, что шум будет равномерным по цветовым каналам, поэтому он может проявляться в изменении цвета.
На втором снимке кажется, что все звезды сместились в сторону синего, поэтому я предполагаю, что автоматический баланс белого камеры пытается разобраться в большей части черного изображения, что делает его очень чувствительным к незначительным изменениям. Закодирована ли цветовая температура в данных EXIF?