Kleur Kalibratie

Een juist uitgevoerde Kleur Kalibratie is één van de grotere uitdagingen in de postprocessing van je materiaal. Dit artikel beschrijft de theoretisch onderbouwde stappen welke je in PixInsight (PI) en/of AstroPixelProcessor (APP) dient te doorlopen. Voorts worden de verschillen in het eindresultaat van resp. PI en APP nader onderzocht.


Wanneer we een zojuist gemaakte RGB stack voor de eerste keer automatisch “stretchen” met het STF Tool in Pixinsight (PI)  dan is het resultaat meestal een rood of geel gekleurd beeld, in ieder geval niet het prettig ogend plaatje dat we hadden willen zien. Het in balans brengen van de Rood, Groen en Blauw kanalen is dan ook 1 van de hoofdstappen bij de nabewerking. In dit artikel laat ik 3 vormen van kleur kalibratie zien voor een nevelgebied (NGC6992) en de Bolvormige sterrenhoop M13. Eerst de “standaard methode in Pixinsight (PI), dan de PhotometricColorCalibration in PI en tenslotte de Black Body & Extinction methode in Astro Pixel Processor (APP).

Wat zijn juiste kleuren? We weten dat de Ha emissielijn op 656nm is en daarom dieprood. We weten ook dat de (dubbel geioniseerde zuurstof) [OIII] emissielijnen op 501nm en 496nm liggen en daarom in het “blauwachtig groen. De In het eerste voorbeeld gebruike Sluiernevel NGC6992 bevat  beide en voor de weergave van de sluiernevel zelf zijn de juiste kleuren precies bekend. Bij sterkleuren is sprake van een kontinue spectrum en is de weergave van de juiste kleuren wat ingewikkelder, maar elke ster kan geclassificeerd worden met een “effectieve temperatuur” van een z.g. “Black Body” en de kleurinformatie voor kalibratie is b.v. ondergebracht in Catalogi als APASS waar voor 60 Miljoen sterren data beschikbaar is genomen door 5 fotometrische filters. En er zijn inmiddels kalibratiemethoden die al die informatie kunnen toepassen. Maar laten we simpel beginnen:

Voorbeeld 1, NGC6992

01-Gekoppelde STF op Ruwe stack.

In afbeelding 1 is de RGB stack te zien met een gekoppelde STF weergave in PI. Een geelbruine waas overheerst, maar dit is al een stuk beter wanneer we bij de STF weergave de koppeling verbreken (Door op het ketting symbool linksboven in het STF scherm te klikken) Zie afbeelding 2.

02-Ontkoppelde STF op ruwe stretch

Voor de standaard kleurcorrectie methode in PI gaan we nu eerst de achtergrond kalibratie doen. Dat kan op basis van 1 previewbox, maar in dit geval gebruiken we er 4 die met het previewaggregator script samengevoegd worden tot 1 (met de naam aggregated).

03-Preview op achtergrond

We passen nu BackgroundNeutralisation toe op “aggregated” en na het opniew toepassen van gekoppelde STF zien we:

04- Gekoppelde STF na achtergrond kalibratie

Nu kunnen we de kleurcorrectie doen met het ColorCalibration tool waarbij we voor de “White Reference” de totale foto gebruiken en voor de “Background Reference” opnieuw kiezen voor aggregate. Na het toepassen van gekoppelde STF zien we:

05-Gekoppelde STF na kleur kalibratie

Dit is nog een beetje te rood naar mijn idee, en een STF met ontkoppelde kanalen laat dan ook nog steeds een ander resultaat zien als met gekoppelde kanalen:

06-Ontkoppelde STF na kleur kalibratie

Tijd om wat met HistogramTransformation te gaan doen. (De afbeelding is nog steeds liniair, oftewel ongestretched). Eerst een paar stretches met gekoppelde kanalen door verstelling d.m.v. de “MidSlider”:

07- Histogram na 2 kleine Histogram “Midslider” korrekties.

Nu zien we goed dat de R,G en B kanalen niet goed zijn opgelijnd, maar dat kunnen we met de hand oplossen door R,G,en B over elkaar te leggen waarna we dit resultaat hebben:

08- Histogram na “oplijnen” R, G en B curves.

We kunnen nu nog de groenzweem verminderen d.m.v. het SCNR tool:

09-Histogram na SCNR toepassing

En na het versterken van de kleurverzadiging m.b.v. CurvesTransformation hebben we een voorbeeld van een eindresultaat:

10- Histogram na gemaskerde kleurverzadiging.

Deze “normale” methode van kleurcorrectie is is bewerkelijk en erg subjectief. De achtergrond is neutraal, het sluiernevelrood is lichtrood en de groenblauwe weergave van [OIII] is lichtblauw geworden. (Het “overnemen” van de ontkoppelde STF naar HistogramTransformation is een alternatieve methode maar met de hierboven gevolgde aanpak is het niet lekker oplijnen van R,G en B inzichtelijker gemaakt)

Methode 2, de Pixinsight PhotometricColorCalibration (PCC).

Het idee achter PCC is dat de afbeelding wordt “Gesolved” waarna in een database wordt gekeken naar de spectraalklasse van de verschillende sterren in beeld. Er is een keuzemogelijkheid voor het type referentiester, de Zon is b.v. een G2V type met een kleurindex B-V van 0.66, zie het Hertzsprung-Russel Diagram) Naast een ster als referentie is het ook mogelijk om een mix van een paar honderd Miljard sterren te kiezen door een type sterrenstelsel te selecteren als referentie. De referenties worden gebruikt om de opname te Kalibreren. Daarbij worden de verschillen in sterhelderheden door een Rood, groen en Blauw filter gebruikt (Rood-Groen en Blauw-Groen b.v.). Uitgaande van hetzelfde bestand (De ruwe stack van NGC6992) is dit het resultaat bij keuze van het “Average Spiral Galaxy”:

11- Na Average Spiral Galaxy als ref.

(Om de opname te kunnen “platesolven” wel eerst de centrumcoordinaten, brandpuntsafstand en Camera pixelafmeting invoeren.) Het resultaat na kiezen van “G2V Star” als referentie is:

12-Na PCC met G2V Star

En met “AoV star”:

13-Na toepassen PCC met AoV ster als referentie.

Het eindresultaat ziet er dan zo uit na verder nabewerken:

14- Voorbeeld Eindresultaat na PCC Kalibratie

Methode 3, Black Body & Extinction methode in Astro Pixel Processor (APP)

15 De ruwe stack geopend in APP

Na openen in APP is behalve de duidelijke geel-bruine kleur meteen rechtsboven in het Histogram te zien dat de RGB kanalen niet samenvallen. Ook in APP is het zaak om eerst de achtergrond kalibratie te doen, na selecteren van “Calibrate Background zien we dat APP al automatisch een mooie neutrale achtergrond laat zien:

16 Na (Automatische) Achtergrond Neutralisatie voor toepassen van achtergrond kalibratie.

Na toepassen van achtergrond kalibratie via 4 “Area boxen” is de weergave niet zichtbaar anders geworden:

17 Na toepassen van Achtergrond Kalibratie

Nu kunnen we de optie “Calibrate Star Colors toepassen waarbij we weer een aantal “Area boxen” moeten definieren, dit maal om groepen sterren te selecteren. Hierna zien we het resultaat:

18 Na Kleur Kalibratie in APP

19 “Correctere” kleurweergave

Afbeelding 19 laat een kleurweergave zien die correcter is vanwege het ontbreken van verdere verstoringen in kleurbalans. Er is geen “groenzweem verwijdering” d.m.v. SCNR toegepast waardoor de weergave van [OIII] beter is. Maar het standaard commentaar op Astro fora zou zijn dat er te veel groen in de opname aanwezig is 😉 .

Voorbeeld 2 Bolhoop M13

Ook in dit geval eerst een standaard kleurcorrectie in PI, dan PCC in PI en tenslotte de BB&E in APP (Inmiddels zijn de afkortingen voldoende hoop ik).

Methode 1, standaard kleurcorrectie in Pixinsight

Na het openen van de RGB stack in PI en met de gekoppelde STF weergave zien we de bekende rode of roodbruine kleurzweem. (Dit is een CCD-Stack, de stacks van mijn gemodificeerde Canon 6D zijn felrood)

20 M13 RGB stack met “gekoppelde” STF in PI

De ontkoppelde STF ziet er al beter uit:

20 Met “ontkoppelde” STF

En in dit geval is de gekoppelde STF na BackgroundNeutralisation al veelbelovend:

22 Na Achtergrond neutralisatie in PI

Na de standaard ColorCalibration is dit de gekoppelde STF weergave:

23 Na kleur kalibratie in PI

En na het stretchen hebben we:

24 Na stretch in PI

Methode 2 Photometrische kleur kalibratie in Pixinsight.

Het resultaat na PCC met “K2I Star” als referentie via gekoppelde STF is:

25 Na PCC met K2Istar als referentie

Methode 3 de Black Body & Extinction kleurcalibratie in Astro Pixel processor.

Na opening in APP is dit de weergave:

26 RGB stack na opening in APP

Na achtergrond kalibratie:

27 Na achtergrond correctie in APP

En na BB&E kalibratie:

28 Na Sterkleur kalibratie in APP

De drie stacks zijn op dezelfde maniet verder bewerkt in PI met een Arcsinhstretch en aanvullende Histogramstretch. Welke is goed? Misschien geen enkele, maar waarschijnlijk de rechter.. Welke is het “mooist”? Voor de meeste mensen de middelste.

29 Eindresultaten (PI standaard, PI PCC en APP BB&E)

De gebruikte methoden in PI (PCC) en APP (BB&E) zijn toegepast in de standaard (Default) instellingen en dat is meestal niet voldoende zoals Mabula ook beschrijft in het voorbeeld van de bewerking van M101 op de APP website. Er zijn nog veel fijnafstellingen mogelijk, maar dat gaat verder dan de bedoeling van dit artikel is, namelijk het kennismaken met verschillende methoden voor kleurcalibratie. Veel hangt af van de kwaliteit van de uitgangsdata, Lichtvervuiling en/of overbelichte sterbeelden (let op de verzadigingsdrempel) kunnen een probleem geven en ook kleurabsorptie afhankelijk van de hoogte van objecten boven de horizon. Een monocamera met RGB filters geeft de mogelijkheid om de invloed daarvan te verkleinen door B filter opnamen hoger boven de horizon op te nemen dan G en R. De kleurcorrectie van opnamen door een lichtvervuilingsfilter (IDAS-LP2, CLS-CCD etc) zal nog veel moeilijker zijn. Maar met de nieuwe methoden in Pixinsight en Astro Pixel Processor kunnen we nu beter dan ooit de juiste weergave benaderen, alhoewel de discussie over kleurweergave van astro foto’s wel nooit zal verstommen.

Copyright © Kees Scherer (auteur & image data) & © starry-night.nl 2018

Referenties:

4 comments on “Kleur Kalibratie

  1. Bus

    Heel fraai en uitgebreid artikel Kees,

    Ik heb mij nog nooit in deze materie verdiept, maar ik kan mij voorstellen dat het nut en gebruik van Background Color Calibration en StarColor Calibration alleen van nut kan zijn als je ruwe data correct belicht is (dus geen uitgebeten sterren etc.)

    Thanks voor de uitleg!

Leave a Reply