Dark, Flat, Bias, White Box, ecc.ecc....

[brunello]

Cari amici del Forum, intanto vi ringrazio delle risposte e degli incoraggiamenti per il post sulle prime luci digitali “in autonomia” fatte da casa… Grazie! :)
Poi mi piacerebbe entrare un pò nel dettaglio di qualche operazione, sempre col vostro indispensabile aiuto… ;)
Mi pare di capire che la Atik non necessita obbligatoriamente dei Dark Frame, mentre è d’obbligo eseguire più Flat Field e Bias Frame.

Per i F.F. mi trovo in difficoltà perché mi capita di togliere la CCD o girarla, di fare svariate regolazioni di messa a fuoco e soprattutto non ho ancora (e forse non l’avrò mai, sic! >:( >:( >:() una postazione fissa. Allora ho letto di magliette bianche, white box ed altre cose…
Secondo voi un vetro smerigliato o un foglio di plexiglass bianco possono andar bene?
Devono essere intubati, o posso tenerli in mano mentre il CCD “scatta” ?
Che tipo di luce e di che potenza mi serve per illuminarlo di notte?
Voi che soluzioni avete adottato?

Per quanto riguarda i Bias: sono veramente necessari?
Come li fate e quanti ?

Astroart 4: vorrei sapere se i pixel caldi vanno tolti su ogni singolo frame o se è possibile e/o meglio farlo nell’immagine finale (mediano 3x3 oppure opzione pixel caldi?)
Gli eventuali D.F e i F.F. / B.F. li “toglie” (sottrazione e divisione) in automatico nel pretrattamento o bisogna sempre fare un Master e poi “toglierlo” dopo, sull’immagine finale e/o sui singoli frame?

Le immagini (light frame) secondo voi bisogna sommarle, mediarle, “sigmarle” ??

Insomma come capite ho ancora bisogno di qualche chiarimento…… Perdonatemi, ma i vostri aiuti sono importanti………. E poi la colpa è la vostra…… le immagini che vedo sul forum sono troppo belle!!! Ci voglio provare pure io!!!
Grazie, grazie, grazie.
Ciao a tutti!

[Beta Persei]

Ciao Bru, non entro nei dettagli tecnici, quelli li lascio al guru e compagnia... ;D ;D pero' per la flat box io ho trovato questo:
http://www.tecnosky.it/neumann.htm
e presto o tardi me ne accatto uno...

Franco

[maxcaimmi]

Azz... 
Oh Franco, non sapevo che esistessero 'sti cosi qui... Grande figata! 

Brunello, per quello che sono riuscito a carpire finora, io faccio così:

Niente BF e niente DF... solo FF, presi direttamente sul cielo un pò prima del tramonto (puntando lo zenith in direzione Est); faccio sempre 10 pose da mediare, regolando i tempi d'esposizione in modo da ottenere valori di ADU a metà del range dinamico della camera (valori attorno a 31-32000).
I soggetti li scelgo prima, ma prendo comunque sempre i FF con e senza filtro Ha, in binning 1x1 e se riesco anche 2x2... male che va, ridimensiono l'1x1 a 2x2.
Purtroppo il FF va preso sempre con tutto quello che userai già montato, e dopo averlo preso non tocco più niente... infatti, quell'aggeggio che dice Franco è meraviglioso (e anche la flatbox!)... fai la foto, e prima di cambiare soggetto, prendi con tutta calma il FF... me lo devo fare assolutamente! 
Personalmente il FF lo divido manualmente in ogni singolo frame a cui ho già applicato precedentemente il Mediano 3x3.
Le piccole imperfezioni (raggi cosmici, ecc...) le tolgo dopo l'elaborazione con lo strumento timbro in Photoshop.
Fatti questi pretrattamenti, medio tutti i frame e, nell'immagine risultante, applico il metodo di elaborazione spiegato in questo video tutorial:
http://astrofotografia.uai.it/video/Stretch123ddp/Stretch123ddp.htm
Qui trovi altri tutorial molto utili:
http://astrofotografia.uai.it/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=11
Per il resto faccio semplicemente delle regolazioni in AA, a volte leggere maschere sfocate. Spesso, per ridurre un pò la grana, uso NeatImage con una certa cautela:
http://quasar.teoth.it/index.php?option=com_smf&Itemid=61&topic=1062.msg7919#msg7919...
Chiaramente... tutta farina del sacco del ns. buon guru!  ;D

[brunello]

Grandi…! Super-grazie!
Per quanto riguarda la Flat Box, non sapevo che ne esistesse una già pronta…. Davvero una bella notizia…. Anzi ho già telefonato a TecnoSky e penso che me la accatterò….(Foglio A3) ;D. Il titolare mi ha confermato che c’è bisogno del suo specifico inverter. Io prenderei quello a 12 V., per un totale, quindi, di Euro 175,00 (115+60).
Rimano un dubbio…. Non sono consigliate pose molto brevi. Questo è quello che è indicato nel sito:

Tempo di esposizione per il Flat Field
Non c'e' una formula universale per calcolare il tempo di esposizone giusto. Di solito si guarda l'istogramma dell' immagine: bisogna avere il picco al 50% del range dinamico della camera e non ci dovrebbero essere parti saturate. Se si utilizzano CCD raffreddate (Sbig, QCI, Atik. FLI ecc) bisogna evitare pose molto brevi, il movimento dell’otturatore potrebbe causare gradiente.

Che intenderanno per pose molto brevi?
Un vostro commento sarà come sempre…. illuminante! ;)
Ciao e di nuovo grazie a tutti.

[Paolo]

Io prenderei quello a 12 V., per un totale, quindi, di Euro 175,00 (115+60).

175 euro per una flatbox?  Se ti piace il bricolage (altrimenti lo fai fare a Elvira che ci mettera' molto poco) puoi spendere quanto tre quadrati di plexiglass da 25 cm di lato e una lampadina tascabile a led (o led sfusi). Credo che ho speso una ventina di euro per la mia flatbox. Ma al di la' di questa soluzione, se proprio vuoi una cosa pronta, lo sai che puoi usare anche un monitor LCD su cui visualizzi una immagine uniforme? Un 17 pollici con schermo 4:3 copre benissimo l'apertura del C9.25. Se non ce l'hai puoi prenderlo ad una cifra davvero esigua, va benissimo anche se non e' di qualita' eccelsa.

Dai un'occhiata qui:
http://www.astrosurf.com/comolli/flatfield.htm
http://www.astrogb.com/art_flatbox.htm

Con monitor LCD:
http://www.stargazing.net/David/QSI/ccdperfflats.html

Queste soluzioni funzionano perfettamente, soprattutto per riprese con finalita' estetiche (dove il discorso del contenuto spettrale della luce utilizzata e' poco o per nulla influente sempre in relazione al tuo sensore).

Pensaci un attimo...
Ciao
Paolo

[brunello]

E’ arrivata l’illuminazione….! Lo immaginavo… Grazie Paolo!
In effetti dopo aver visitato i siti suggeriti, mi pare che il prezzo sia un po’ esagerato… >:(.
Insomma…. C’ho pensato “al volo” e proverò a farmela da solo, e/o con l’aiuto suggerito sempre da Paolo (… mia moglie…).
Ciao!

[Sergio]

Ti racconto la mia esperienza.

Da qualche tempo, oltre alle pose principali, faccio:

Dark frames: eliminano i pixel bruciati che si trovano su qualsiasi CCD e che sulla foto verrebbero fuori come degli antiestetici puntini colorati.
Nei fai un certo numero a telescopio tappato (o addirittura con la reflex/CCD smontata dal telescopio ma sempre tappata)con lo stesso tempo di esposizione utilizzato per le pose principali. L'importante è farli nelle medesime condizioni di temperatura in cui hai realizzato le pose principali.
A volte, torno a casa dopo le riprese, metto la macchina fotografica fuori dalla finestra, la faccio acclimatare e la lascio a fare i suoi bravi dark frames.

Bias: eliminano il rumore elettronico di fondo del CCD. Fai un certo numero di scatti alla minima velocità consentita e con l'obiettivo tappato.

Flat frames: eliminano i grani di polvere e gli eventuali effetti gradiente. Sono forse quelli più rognosi. Necessitano di una superficie illuminata di luce bianca in modo uniforme. Io ora mi sono costruito (e non sono uno bravo con il bricolage) una flat box (modello Giovanni benintende) che mi sembra funzioni a meraviglia ed è costata veramente poco. In precedenza aprivo a pagina intera il programma "blocco note" sul computer mettevo lo schermo del computer portatile davanti al telescopio. L'equilibrio è precario, ti viene un braccio così ma, se ci riesci, funziona (attento a non graffiare lo schermo).
L'unica vera accortezza è che non bisogna modificare la posizione del telescopio e soprattutto il fuoco altrimenti la dimensione e la posizione dei grani di polvere che vedi nei Flat frames non coincidono più con quelle dei grani che vedi nelle pose principali. Ti assicuro che, quando ci sono (e in genere ci sono sempre) l'immagine della polvere sulle foto è davvero brutta (sembrano dei bubboni!!).

Dark Flat: i flat frames devono a sua volta avere i loro bei dark. Realizzi quindi un certo numero di pose buie con lo stesso tempo di posa utilizzato per i flat frames.

Dai tutto in pasto a Deep Sky Stacker e ci pensa lui! ;D

Saluti

Sergio

[Paolo]

Brune', ti dico la mia cercando di esser un po' piu' preciso. Sergio, va bene quello che dici solo che il sensore CCD b/n come il tipo che stiamo considerando e' molto diverso dal CMOS della tua Canon EOS-D.

Mi pare di capire che la Atik non necessita obbligatoriamente dei Dark Frame

Te l'ho suggerito io e comunque sottolineo nuovamente che si tratta di una approssimazione che, visti i risultati, mi sento di accettare considerando finalita' esclusivamente estetiche e l'uso di un sensore CCD come il Sony ICX285.

Sono stati fatti svariati test (sulla cui bonta' mi fido pienamente) che dimostrano come non prendendo alcun dark frame ma utilizzando questo extra tempo per prendere ulteriori frame sul soggetto (light frames) si produce un immagine finale con maggiore rapporto segnale/rumore. I problemi cosmetici (leggi pixel piu' o meno eccitati dalla corrente di buio) si eliminano con un semplice filtraggio software. Personalmente ho fatto una serie di test (un centinaio di dark frames a varie temperature e diversi tempi di esposizione) verificando che, dopo aver eliminato i pixel caldi, il rumore prodotto e' solo quello del bias frame. Con sensori differenti i pixel anomali possono essere molto piu' variegati e presenti in quantita' notevolmente superiori, di conseguenza concorrono all'aumento del rumore in ogni zona del frame. In questi casi il dark e' l'unico modo per porre rimedio. Scusami se sono stato poco chiaro, al limite possiamo affrontare il discorso in un topic dedicato dove e' conveniente far parlare i numeri.

Per i F.F. mi trovo in difficoltà perché mi capita di togliere la CCD o girarla, di fare svariate regolazioni di messa a fuoco e soprattutto non ho ancora (e forse non l’avrò mai, sic!   ) una postazione fissa

La postazione fissa direi che non c'entra con il discorso FF. Fissa o non fissa i FF devono essere presi ad ogni configurazione di ripresa. Tipicamente in una L-RGB ti troverai a prendere una serie di FF all'inizio della luminanza, nonche' all'inizio di ogni ripresa colore, quindi 4 serie di FF. Perche' all'inzio e non alla fine? Semplice, se c'e' un pelo a tripla S di dubbia provenienza  ;) sul sensore, puoi pulirlo prima di iniziare le riprese. Mi sembra sciocco effettuare le riprese con il sensore sporco (anche se in molti casi dividendo per il master flat le ombre si eliminano). Se ci pensi, prendere i FF e' abbastanza semplice e comodo perche' l'esposizione dura pochissimo, la vera palla al piede sono i dark frames che richiedono ore (se vuoi fare le cose fatte bene). Quindi sii sempre generoso di flat e bias frames, ci vuole poco...

Che tipo di luce e di che potenza mi serve per illuminarlo di notte?

Guarda il link che ho postato prima. Bastano anche dei led

Per quanto riguarda i Bias: sono veramente necessari?
Come li fate e quanti ?

Se vuoi spianare il campo dividendo per il flat e' necessario che tutti i frames abbiano livelli che partono da zero. Ogni frame grezzo normalmente ha un cosiddetto "offset", un gradino che si aggiunge al segnale registrato da ogni pixel. Se prendi un frame con esposizione zero e camera tappata (bias frame), puoi notare che il valore medio di fondo non e' zero ma e' piu' alto. Dipende dall'elettronica della camera, nel mio caso vale circa 1500 (adu), nella 314L di Max mi sembra sia circa 300, ecc. Prima di dividere le immagini del soggetto per il master flat e' necessario togliere questo gradino a entrambi i frames, altrimenti ottieni una controvignettatura, ovvero ti ritrovi il fondo cielo piu' luminoso ai bordi rispetto al centro. Nel mio caso e' molto evidente perche' ho un offest di 1500 adu, nel caso di Max dovrebbe andare meglio perche' e' piu' basso. Immagino che anche la tua 16HR abbia un certo offset (magari vedi quanto vale osservando la media di un bias), quindi se vuoi che il campo sia ben spianato ti consiglio di prendere una trentina di bias frames (il bias incorpora anche rumore statistico quindi e' bene combinare piu' frames altrimenti aggiungi molto rumore all'immagine finale), mediarli e poi sottrarre la media sia ai light che al flat. Solo a questo punto la divisione per il flat fa il suo (sporco) lavoro! Sporco perche' al solito abbiamo fatto un'approssimazione che pero' va ancora bene per finalita' estetiche (altrimenti c'e' bisogno anche dei dark relativi ai flat e la minestra si allunga...).

Infine, riguardo l'esposizione per i flat frames, prova fino a che non trovi un valore a meta' scala. Anche la tua camera se non sbaglio digitalizza il segnale a 16 bit per cui un valore di 32000 adu circa va benissimo. Se ti poni a 20K oppure a 40K comunque va bene lo stesso in quanto la camera lavora nel campo di linearita'. Quindi non e' un valore preciso, l'importante e' che prendi tanti frames (20-30) in modo da abbattere il rumore statistico. La tua camera non dovrebbe avere l'otturatore meccanico quindi non ci sono problemi sui tempi brevi.

Astroart 4: vorrei sapere se i pixel caldi vanno tolti su ogni singolo frame o se è possibile e/o meglio farlo nell’immagine finale

Direi sul singolo frame. In quella combinata potresti non riuscie piu' a toglierli, soprattutto se il campo si sposta anche di poco durante le riprese.

Gli eventuali D.F e i F.F. / B.F. li “toglie” (sottrazione e divisione) in automatico nel pretrattamento o bisogna sempre fare un Master e poi “toglierlo” dopo, sull’immagine finale e/o sui singoli frame?

Se hai fatto anche i DF vai tranquillamente in completo automatismo con il pretrattamento di AA4. Io per foto deep sky ho solo light, flat e bias frames per cui non posso usare la funzione di preprocessing (che obbliga a lavorare in modo rigoroso e non permette di utilizzare i bias senza i dark) per cui procedo in manuale.

Le immagini (light frame) secondo voi bisogna sommarle, mediarle, “sigmarle” ??

Somma o media producono lo stesso risultato visivo perche' anche se i valori di intensita' assoluti sono molto diversi nei due casi il loro rapporto nei vari punti dell'immagine e' identico. Su alcuni frames potrai trovare le tracce dei raggi cosmici (punti o brevi linee nette). Se fai la media/somma e' probabile che queste anomalie restino ancora visibili. Se fai la mediana o il sigma scompaiono del tutto in virtu' del fatto che si tratta di difetti presenti solo su un frame (in quella zona). Perche' non fare allora sempre la mediana o il sigma? Semplice, queste combinazioni producono un rumore maggiore rispetto alla media/somma se il numero di frame da combinare non e' alto. Quindi se hai ad esempio solo 10 frames conviene usare la media/somma (i residui di raggi cosmici li rimuovi manualmente). Se sono molti di piu' puoi utilmente combinarli con il sigma, il frame risultante in questo modo si presentera' gia' "pulito".

Visto che ho consigliato tante approssimazioni mi sembra doveroso accennare il metodo per calibrare le immagini in maniera rigorosa. Questo e' fondamentale in caso di lavori di fotometria/astrometria. In fase di ripresa servono:

- light frames (riprese al soggetto)
- dark frames (nel caso di camere non termostatate come le nostre vanno presi nella stessa sessione osservativa, possibilmente alternati ai light frames)
- flat frames
- dark flat frames (dark con stessa esposizione dei flat)
- bias frames (anche questi presi nella stessa sessione osservativa visto che variano con la temperatura)

La grande comodita' di Astroart e' quella di usare la funzione di preprocessing con cui, dopo aver spostato i file grezzi nelle apposite finestre, con un solo click ottieni il risultato finale perfettamente calibrato.

Ho toccato con mano la differenza tra una immagine calibrata rigorosamente e una con il solo flat/bias/filtraggio. Ti posso dire che visualmente non si nota alcuna differenza mentre i dati fotometrici cambiano in modo evidente. Con la calibrazione approssimata si evidenzia un forte aumento dell'errore residuo di tutte le stelle di confronto. Solo per fare un esempio, in questo lavoro di alcuni mesi fa:

http://quasar.teoth.it/index.php?option ... pic=1033.0

non sarebbe stato mai possibile, senza una calibrazione rigorosa, ottenere una simile curva di luce dell'asteroide.

In definitiva... se vuoi fare delle belle foto hai la camera giusta per poter semplificare le procedure sia in fase di di ripresa che di elaborazione. E se sei pratico di programmi di elaborazione grafica come Photoshop le approssimazioni possono essere anche maggiori rispetto a quanto esposto sopra (anche se non e' consigliato potresti addirittura compensare anche i flat con delle mascherature oppure usare plugin per il flatten del fondo cielo), quindi non ti fare troppi problemi ma... prova, prova prova!

Ciao ciao
Paolo