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[天文摄影] 【月亮王子出品】-火星冲日来袭,行星摄影的新起点

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发表于 2018-7-11 16:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 whyaaaning 于 2018-7-11 23:05 编辑

距离火星大冲的时间越来越近,两年等一回的天文现象而且还是近日点冲,火星今年火的不得了。虽说最近火星刮起了沙尘暴,细节暗淡,不过现在已经减弱了不少,说不定再过一两周就消散了也不是完全没可能。
最近半年,我行星拍的其实也不少,只可惜一直没有找到感觉。直到最近,终于大彻大悟。所以写下此文,记录下这段心路历程。


先看成品图, 7月11日凌晨拍摄的火星,亮度-2.35等,视直径达到22”。

Mars20180711.jpg

拍摄器材如下

望远镜主镜:星特朗C11HD施卡
赤道仪:信达NEQ6Pro
相机:ASI290MM
配件:ZWO ADC, EFW滤镜轮+LRGB滤镜,ASI385MC(用于ADC校准), TV2.5X巴罗

LRGB四通道:10000frames/2000frames/2000frames/2000frames
后期软件:AS!3, AstraImage 5, Photoshop CS6

剩下的我们会在接下来好好探讨一番。

1. 最终光轴的准确性

什么是最终光轴,就是加了所有必须要用的配件后,开拍时候的光轴。以前常常只是加个巴罗和相机调光轴,之后拍摄时又加了ADC和滤镜轮,那么就可能光轴会发生一点点变化,导致影响最终效果。所以光轴调整必须是和拍摄时的配件保持一致的。
Firecapture, ASICAP, Sharpcap都有十字线来帮助用户调整光轴。

2. ADC平民化与简单校准

由于北半球近年的行星地坪高度很低,所以ADC已经成为一种必备装备。不要觉得它可有可无,行星低于60度的时候,加和不加效果差的很多。所以,装备一个ADC已经成为主流,不再是什么高手的专利了。如果还没有的话,就列入购买清单吧。
至于怎么用,建议先看懂使用说明。另外,还有个比较偷懒的办法,就是在Firecapture中打开ADC校准,把增益和曝光都增加,直到色彩溢出。然后就可以通过左上角的偏差数值和行星边缘的色散来调整ADC了。偏差数值越小越好,此方法适合所有望远镜,包括牛反。
ADC adjustment.jpg


3. 高帧率、短曝光、叠的多,真的好吗?

首先说,为什么会这么做。
极度短曝光,为的是能够冻结视宁度的影响。
追求高帧率,是为了在有限的时间内获取尽量多的帧数,增加拍摄总帧数。
叠加很多帧,指的是叠加的绝对帧数多,也许只占总帧数的20%,但拍了2万帧的话,20%也有4000帧。多叠的目的是为了能够磨平噪点。

听起来,一切都挺有道理,这也是为啥过了这么久我才转过弯来的原因。这套方法到底对不对,需要学习更深入,重新考量曝光时间、帧数在行星拍摄上的影响。

我们先看一个例子:

首先是拍摄2万帧,叠加4000帧的木星

01.jpg

其次是拍摄500帧,叠加400帧的木星

R1.jpg

由于器材方面,一个是C11HD,一个是1米施卡,所以分辨率等方面不在一个等级。我们不讨论关于木星表面细节多少的问题。我们对比一些在同一起跑线的问题。

竟然惊奇的发现以下结果:
1. 400帧叠加噪点竟然和4000帧没变差,而且竟然还更好了一些。
2. 通过对比处理发现,400帧叠加图一样经得起大量锐化操作。
3. 瞬间发觉拍的多叠的多,并没起到什么优势。

那么究竟错在哪里?

短曝光,其实冻结不了视宁度,冻结的只是视宁度不好的瞬间还有许多噪点。视宁度如果不好,就算再缩短曝光,也于事无补。而且你会发现,缩短曝光后,图像信噪比变差了,细节对比度急剧下降,噪点更明显了。
于是,为了补偿噪点暴增的影响,拍摄更多的帧,叠加更多的帧,来磨平噪点。这么做其实只是亡羊补牢,对细节提升于事无补。

什么才是有意义的呢?单帧SNR(信噪比)

我们都知道,叠加是把质量好的单帧图像叠合在一起,变成一张质量超级好的单张图像。
所以,单帧图像的SNR好,也意味着叠加的效能更高,可能几百帧就足够!其实和拍深空是有点相似的。

怎么提高单帧信噪比?
通过足够的曝光时间,让目标获得足够的亮度和细节。怎么才算足够呢,以我的C11HD@F25焦比配合ASI290MM 2.9um像素为例,20ms的曝光起码得保障,增益可以尽量低一些,低增益可以提供更宽的动态范围,噪点也会不那么明显。这次火星拍摄的曝光是21ms,增益只开到89(模拟增益极限值是350,350~600为数字增益)。
有人会问,视宁度不好,20ms就糊了啊。那就糊吧,视宁度不支持,曝光短又能怎样。在烂视宁度情况下,还指望出大片的行为都是耍流氓。

关于如何界定视宁度的方法,我找到了桃子大师的一组视频,以最直观的方式来说明视宁度等级:

1.差到极点的视宁度:



2. 很差的视宁度


3. 普通视宁度


4. 天文级别的差视宁度


5. 天文级别的良好视宁度


6. 天文级别的极好视宁度


看完之后,告诉大家一个秘密,就是我从来没见过天文级别的极好视宁度。也就是说,我们其实有多少时候是在很烂的视宁度下拍摄的,还在纠结自己水平不高或者处理技术不好。
所以,记住这几种视宁度表现,达不到3或者4,就不用点拍摄按钮。

这一贴写的比较抽象,因为我觉得首先理念上的共鸣最重要,以后有时间在继续往细节方面来写吧。






发表于 2018-7-11 16:55 | 显示全部楼层
效果很棒,攒,其实很支持最后陈述得,视宁度不好时候,就停止拍摄,不要跟自己较真。

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对,以前就是太相信处理技术了,认为视宁度总有办法克服。lol  详情 回复 发表于 2018-7-11 17:06
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发表于 2018-7-11 16:55 | 显示全部楼层
写得好,为啥我这碰到的基本上都是很差的视宁度

点评

视宁度可以事先查一下天气预报 https://www.meteoblue.com/en/weather/forecast/seeing/nanjing_china_1799962 然后,就是预览和等待,视宁度每夜总有稳定的一段时间,就看能不能抓住。有时整夜视宁度都不错,往往会  详情 回复 发表于 2018-7-11 17:10
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发表于 2018-7-11 16:56 来自手机 | 显示全部楼层
好文章,收藏了!
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发表于 2018-7-11 16:58 | 显示全部楼层
学习,收藏!
支持王子
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发表于 2018-7-11 17:03 来自手机 | 显示全部楼层
好文章,学习了!
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 楼主| 发表于 2018-7-11 17:06 | 显示全部楼层
skyczheng 发表于 2018-7-11 16:55
效果很棒,攒,其实很支持最后陈述得,视宁度不好时候,就停止拍摄,不要跟自己较真。 ...

对,以前就是太相信处理技术了,认为视宁度总有办法克服。lol
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 楼主| 发表于 2018-7-11 17:10 | 显示全部楼层
morning 发表于 2018-7-11 16:55
写得好,为啥我这碰到的基本上都是很差的视宁度

视宁度可以事先查一下天气预报
https://www.meteoblue.com/en/wea ... njing_china_1799962
然后,就是预览和等待,视宁度每夜总有稳定的一段时间,就看能不能抓住。有时整夜视宁度都不错,往往会有几十分钟的极品视宁出现。


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[attachimg]875425[/attachimg] 可否介绍一下这个列表怎么看?  详情 回复 发表于 2018-7-12 10:03
大赞,竟然还有这么神器的网站。我原来都是看天碰运气  详情 回复 发表于 2018-7-12 09:42
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发表于 2018-7-11 17:11 来自手机 | 显示全部楼层
那么问题来了,既然如此,现在行星摄像头的高帧率属性会不会变得无意义了

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另外补充一句,即便是目前大部分口径的望远镜,在拍摄明亮目标,比如月球,太阳等依然可以从高帧率中获益。因为曝光很短就能够获得足够的信噪比了。  详情 回复 发表于 2018-7-11 17:30
不是无意义,是你望远镜口径不支持, 换个1米F8试试高帧率的感觉。  详情 回复 发表于 2018-7-11 17:25
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发表于 2018-7-11 17:17 | 显示全部楼层
收藏学习...
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 楼主| 发表于 2018-7-11 17:25 | 显示全部楼层
LHF 发表于 2018-7-11 17:11
那么问题来了,既然如此,现在行星摄像头的高帧率属性会不会变得无意义了 ...

不是无意义,是你望远镜口径不支持, 换个1米F8试试高帧率的感觉。

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发表于 2018-7-11 17:29 | 显示全部楼层
写的好,在我这地方连普通视宁度也很少见,只能碰运气

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没办法,只能羡慕广东那帮兄弟了  详情 回复 发表于 2018-7-11 17:32
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 楼主| 发表于 2018-7-11 17:30 | 显示全部楼层
LHF 发表于 2018-7-11 17:11
那么问题来了,既然如此,现在行星摄像头的高帧率属性会不会变得无意义了 ...

另外补充一句,即便是目前大部分口径的望远镜,在拍摄明亮目标,比如月球,太阳等依然可以从高帧率中获益。因为曝光很短就能够获得足够的信噪比了。
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 楼主| 发表于 2018-7-11 17:32 | 显示全部楼层
大麦芽 发表于 2018-7-11 17:29
写的好,在我这地方连普通视宁度也很少见,只能碰运气

没办法,只能羡慕广东那帮兄弟了
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发表于 2018-7-11 18:03 | 显示全部楼层
总结得很好!之前我对关于帧率和帧数也有类似经验,
我一直信奉 拍得好是处理的基础

也曾多次和同好讨论中说过帧数多并不会效果就好,但在具体阐述时却说不清楚原理。
自己在拍摄的时候也尽量的避免拍过多的帧数,力求单帧信噪比高些。

但没有理论上的总结,帧速,曝光时间以及最后叠加帧数之间的关系没有理清,只停留在经验阶段。

斑竹这篇文章把我最后没贯通的那些疑惑完全解释清楚了,

理论和经验结合,才能落实到最终的具体的技术操作上。

非常棒的帖子!

点评

能有这么大的共鸣,也是一种缘分啊。当初,我曾是极力推崇短曝光和多叠加的,但是拍了几年,才慢慢发觉无论视宁度好坏,出片质量都不会有太大变化,或者说没有达到预期。于是去找寻答案,好在皇天不负有心人啊。通过  详情 回复 发表于 2018-7-11 22:24
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发表于 2018-7-11 19:18 | 显示全部楼层
的确如此。环境是第一要件。只要大气扰动超过望远镜的有效分辨力,仅靠短曝多叠意义不是很大。我们总是希望能够捕捉到大气稳定瞬间的单帧影像,但在视宁度差的时候,几乎不会出现稳定的瞬间。曝光时间再短也没意义。

点评

嗯。是的,现在看来,行星和深空的拍摄理论是殊途同归的。深空也追求单张SNR,这里要多说一句的是,这并不是否定lucky imaging深空。Lucky imaging本身其实是没有违背这个道理的。原因有二: 其一, Lucky imaging也  详情 回复 发表于 2018-7-11 22:47
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发表于 2018-7-11 19:43 | 显示全部楼层
写的很好,大师!
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 楼主| 发表于 2018-7-11 22:24 | 显示全部楼层
xingyunviecol 发表于 2018-7-11 18:03
总结得很好!之前我对关于帧率和帧数也有类似经验,
我一直信奉 拍得好是处理的基础

能有这么大的共鸣,也是一种缘分啊。当初,我曾是极力推崇短曝光和多叠加的,但是拍了几年,才慢慢发觉无论视宁度好坏,出片质量都不会有太大变化,或者说没有达到预期。于是去找寻答案,好在皇天不负有心人啊。通过对视频和教程的对比分析,终于找到出路。这次拍摄印证了我的理解。发这个帖子的目的,是为了防止大家和我一样走弯路。

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发表于 2018-7-11 22:25 | 显示全部楼层
分析到位!
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 楼主| 发表于 2018-7-11 22:47 | 显示全部楼层
weiguo1688 发表于 2018-7-11 19:18
的确如此。环境是第一要件。只要大气扰动超过望远镜的有效分辨力,仅靠短曝多叠意义不是很大。我们总是希望 ...

嗯。是的,现在看来,行星和深空的拍摄理论是殊途同归的。深空也追求单张SNR,这里要多说一句的是,这并不是否定lucky imaging深空。Lucky imaging本身其实是没有违背这个道理的。原因有二:
其一, Lucky imaging也需要最起码的单张信噪比,无论是3秒,还是15秒单张,前提都是单张能获得一定的信噪比。没有人会用0.01秒曝光拍1百万张去叠加的。
其二,Lucky imaging牺牲了暗部信噪比,追求的是核心部分的分辨率和信噪比。其实和行星拍摄这套理论是非常相似的。行星也不在乎背景的信噪比,但极度追求行星本身的细节和信噪比。


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