Pixinsight 后期过程探索之合成平场

声明：我是一个2021年12月入坑的新手，以下内容纯粹是新手视角，写错了不负责任。写作这些文章的原因是，自己在一些重要后期步骤上折腾了非常久，遇到过很多的困难。因此想把自己在调研后认为比较好的方法介绍在这里，也方便一些像我一样的新手参考。这里的方法都非我的原创，原创链接我也会放在相应的地方。



之前的文章：


1，Pixinsight 后期过程探索之降噪


合成平场：在实际的照片拍摄中，我们经常遇到平场失败或者一些平场不能修正的情况，比如强烈的光污染导到的杂散光晕。这常常导致辛苦了一晚上的合成亮场像个垃圾一样。合成平场的目的就是利用亮场在 PixInsight 里造出一个数据平场，然后利用这个数据平场去修正亮场，从而移除非杂乱的信号，挽救亮场。合成平场不能适用于所有的情况，特别是有用信号占据整个画面的情况。但是在不少时候，这个技术还是可以使用的。这个方法的原型我最先是在 Dave 的博客上看到的。但后续也看了很多其它的文章。下面的方法是多种方法的个人综合后我自己的选择。


合成平场的原理 (这一段可以不用看）：在介绍合成平场之前，我先借一个图介绍一下校准场，特别是平场，这个图来源于一篇 cloudbreakoptics 写的非常好的介绍性文章。每次我们拍照的时候，相机里的数据有几个部分组成：读出噪音（与时间无关，与温度有关），暗噪音（与时间温度都有关），光污染，以及信号。【见下图：黄色：信号；红色：光污染；绿色：读出噪间；蓝色：暗噪音】。读出噪音通过 bias frames 来修正，我们在对应 Gain/ISO 与温度条件下盖上机盖，用最短的曝光时间拍设 bias frames, 然后合成对应的 master bias frame。类似的暗噪音我们通过在对应的 Gain/ISO，温度，与时间条件下拍设 dark frames。注意每张 dark frame 里都有相应的读出噪音，所以我们是对每张 dark frame 利用 master bias frame 减去读出噪音，然后合成对应的 master dark frame，这样的 master dark frame 里就只是暗噪音。

最后我们需要拍摄平场。平场的作用是修正光学系统所引起的暗角（光照不均匀）以及灰尘所引起的信号起伏变化。拍摄好平场后，然后利用 master bias frame 与 master dark frame 去掉每一张平场里的读出噪音及暗噪音，然后合成主平场 (master flat frame)。

对每一张亮场的基本校准思路：减去 bias frame, 减去 dark frame, 然后再除 flat frame，使得信号变得均匀。从这张示意图里应该可以看的非常清楚为什么是除上平场。示意图来源： cloudbreakoptics

合成平场的方法：我生活在8级光害区，周围很多高楼和 LED 灯光。所以哪怕我用 3nm 的窄带，Oiii 通道也经常出现光环。最近还有一个新的问题：我的 Oiii 通道的亮场校准完成后常常出现牛反的十字架，真是让人一言难尽。只能通过后期人工合成平场来补救。主要原则是利用各种手段获得扣除信号后的背景，然后用亮场去除合成平场。整个过程都在线性阶段完成。以我的猴头星云 Oiii 通道为例，具体步骤如下：

0, 失败的 Oiii 叠加后的亮场，注意左下角的牛反十字架，以及图中的光晕。克隆一份，准备做成合成平场。

oiii_orig

1，合成好的亮场用 Script->Utilities->LinearStarNet 去掉星点。

2，利用 Process -> Painting -> CloneStamp 移除剩下的星点。

3，移除星云/系：这里有两种办法:

a)，利用 CloneStamp 慢慢擦。

b)， 我觉得这样太麻烦，所以用一个生成 Mask 的工具叫 GAME。 装好后在 Script->Utitlies -> GAME，生成一个刚刚好覆盖住猴头的 mask。并使用 mask。

生成 Mask 如下：

对移除星点后的平场图运用 mask

利用 PixelMath，将星云部分替换成 med(flat)，即 合成平场图的中间值。

点 PixelMath 的三角箭头，反复对 flat 应用，这样可以将星云区域都迭代替换成最后的中间值。具体为什么这样可以保留星云，可以在最后一步看到。剩下的星云边缘区域如果之前的 mask 没有选好，就再用 clonestamp 简单画一下。得到如下图：

4,  平滑暗场：这一步很重要，不然最后的图里背景是没有细节的，很塑料。这里用 MMT 移除前5层。

得到的图：

5，运用 PixelMath 除上平场： $T*med(flat)/flat 这里 $T 是指 target，即我们要将 PixelMath 运用的对象。这个式子运用后，显然那些平场里原本就是 flat(med) 的像素点的信号不会被改变。

而其它的光环/尘点都会被除掉。最终结果如图：

总而言之，合成平场是没有办法的补救措施，毕竟不是每个人都可以一直那么幸运，一切的光路和平场都很完美。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]

有一步 PixelMath 里的式子是 med(oiii) 这是因为当时我把合成平场的照片改成叫 oiii 了。后来我又将其改成叫 flat。所以这是 pixelmath 里用的几个变量名不一样的地方。