Foto-empacotamento - Por que essa técnica falha nas minhas astrofotografias?

Na semana passada, fui a Tahoe para fazer astrofotografia.

Assisti a este vídeo ( https://www.youtube.com/watch?v=Rydg7JGTAbw ) sobre o empilhamento de imagens para reduzir o ruído nas minhas fotos, então decidi tentar.

Minha configuração: Sony A7ii com lente Batis 2.8 / 18. Tirei todas as minhas fotos com ISO 1600 com um tripé por 25 segundos de exposição. Minha abertura é f / 2.8 e defino minha distância do foco para a minha distância hiperfocal para todas as minhas fotos

É assim que o céu da minha primeira imagem se parece:

E segui o vídeo do youtube: alinhei apenas o céu, converti-o em um objeto inteligente e apliquei o filtro mediano. Isto é o que parece:

Ao aplicar o filtro mediano, percebi que, além do centro do céu, a maioria das estrelas desapareceu no objeto inteligente recém-empilhado.

Eu suspeitava que o movimento das estrelas pudesse ter contribuído para isso. então mudei o modo de empilhamento para o máximo e vi as trilhas de estrelas:

Então, aqui estão minhas perguntas sobre minhas fotos:

1. Se as estrelas se moveram significativamente entre cada quadro, como o alinhamento automático pode funcionar corretamente?
2. Como posso aplicar o empilhamento de fotos no meu conjunto atual de fotos?
3. O que posso fazer no futuro para impedir que isso aconteça?

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Vocês se importariam em enviar respostas para que eu possa responder individualmente?

Você precisa remapear as imagens para que as estrelas estejam alinhadas com precisão, isso requer alinhamento do nível de pixel em toda a imagem. É melhor fazer isso com software especializado, como o Hugin (que é gratuito). Com o Hugin, você pode mascarar o primeiro plano e alinhar o céu, pode escolher pontos específicos que o programa pode usar para chegar ao alinhamento; nesse caso, você tem um céu cheio de estrelas para escolher. O programa Hugin oferece controle rígido do algoritmo usado para fazer o remapeamento, por exemplo, é possível inserir parâmetros fixos para a distorção do barril ou permitir que esses parâmetros sejam ajustados durante o ajuste.

1) Pela diferença entre mediana e máxima, você pode ver que o alinhamento não funcionou e as imagens não estavam alinhadas. Por que isso é assim, é difícil dizer. Comparando as fotos no tutorial com a sua foto, parece que o contraste é maior e mais "estrutura" está presente no campo de estrelas. Eu tentaria aumentar o contraste antes de alinhar. Tente uma configuração extrema.

2) Eu tentaria usar um software escrito para alinhar astro-fotos, como DeepSkyStacker ou PixInsight. O DSS detecta estrelas, fornece feedback sobre quantas são detectadas e permite definir o limite. Observe que o empilhamento pode amplificar vinhetas ou outros artefatos (como poeira no sensor). Você terá que ajustar completamente as configurações da imagem.

3) Você pode usar uma montaria, que neutraliza a rotação da Terra, como Polarie de Vixen ou Star Adventurer do Skywatcher. Isso permite tirar exposições de 1 a 3 minutos nas configurações ISO normais entre 400 e 1000, reduzindo muito o ruído em primeiro lugar.

Pelo que vejo, você tem alguns problemas aqui.

Primeiro de tudo, embora seja impossível dizer com certeza, eu acho que a combinação de árvores em primeiro plano (provavelmente movendo-se um pouco aleatoriamente) e as estrelas em segundo plano (movendo-se previsivelmente, mas quase certamente não está sincronizada com as árvores em primeiro plano) provavelmente está confundindo o Photoshop - ele não consegue encontrar nenhuma maneira de mudar / girar as coisas, então tudo se alinha para dar uma correspondência melhor do que apenas deixar as coisas em paz, por isso ... deixa as coisas em paz.

Segundo, suas exposições individuais são longas o suficiente para que as estrelas tenham movimento bastante visível nos quadros individuais (muito fácil de ver no primeiro quadro, se você olhar com cuidado). Portanto, mesmo se você alinhar bem os quadros, ainda terá trilhas bastante visíveis (apenas as mais curtas).

Finalmente, para isso, é quase certo que você esteja usando arquivos brutos em vez do JPEG ¹ . Se a memória servir, o A7ii poderá produzir arquivos brutos que usam compactação com perdas. Nesse caso, você definitivamente deseja usar o formato bruto não compactado - esse é exatamente o tipo de imagem que acionará artefatos visíveis se você usar a compactação com perdas.

^{1. É claro que talvez você já esteja usando o Raw, e você acabou de publicar JPEGs porque navegadores e outros não suportam o Raw - nesse caso, minhas desculpas.}

O filtro mediano é realmente bom para lidar com o ruído nas imagens empilhadas, pois descarta outliers estatísticos, por exemplo, se um avião estivesse passando no céu enquanto você fotografava, o avião seria completamente removido após um empilhamento mediano, enquanto um filtro médio / médio deixaria um traço do avião.

Mas se as imagens não são rotacionadas, então as estrelas se alinham antes do empilhamento, as próprias estrelas se tornam outliers estatísticas (nesse pixel específico entre as fotos), e é por isso que desaparecem.

Se você é usuário de Mac, existe um aplicativo, StarryLandscapeStacker , que pode lidar muito bem com a rotação / empilhamento.

Esta foto foi produzida com o aplicativo (com um pouco de pós-processamento no PhotoShop) a partir de 12 exposições individuais.

• Meu primeiro palpite foi que a câmera se moveu entre ou mesmo durante as exposições (por qualquer motivo) principalmente na diagonal; o alinhamento automático alinharia os quadros, preferindo a parte central nítida do quadro, e essas trilhas apareceram por causa de como a imagem é projetada pelo objetivo retilíneo. Inspecione as árvores para ver se é o caso - elas diriam melhor, a menos que estivesse ventando naquela noite. Se as árvores aparecerem em posições diferentes, este é o caso.
• Também pode ser que o Photoshop tente esticar as imagens, não apenas girá-las e movê-las. Verifique suas configurações de alinhamento, se houver alguma.
• E meu último e melhor palpite é que é uma distorção natural do céu. A objetiva retilínea somente preservará as formas geométricas se o objeto se mover sem inclinar o eixo óptico. Isso será aparente se você não apontar sua câmera aproximadamente para a estrela polar (o centro norte da rotação do céu) e se usar a objetiva de ângulo ultra amplo (18 mm é suficiente) e se usar a exposição por tempo suficiente (tempo total de exposição). Nesse caso, você moverá / girará e distorcerá as imagens para corrigi-lo (será bom o suficiente, mas não será a correspondência exata).

Eu mesmo posso tentar se você fizer upload de JPEGs de alta resolução (diretamente do desenvolvedor).