Zonnefotografie (Deel 2)

© 23 juni 2020, Nicolàs de Hilster & starry-night.nl

In Zonnefotografie (Deel 1) beschreef ik twee methoden om op een relatief eenvoudige manier opnames van de Zon met behulp van een H-alpha kijker en een kijker met een witlicht zonnefoliefilter te verwerken tot een afbeelding van de Zon in kleur. Hoewel deze methoden verschillend zijn, hebben ze als overeenkomst dat beiden een positief monochroombeeld gebruiken als uitgangspunt. Geïnspireerd en geholpen door een draadje van Stephen Jennette op Stargazers Lounge, ben ik me gaan verdiepen in het alternatief: de data verwerken met een geïnverteerd histogram. Op die manier worden oppervlaktedetails en de protuberansen nog beter zichtbaar. Dit tweede deel over zonnefotografie gaat over deze geïnverteerde manier van dataverwerking (inmiddels is op 3 december 2022 Deel 3 verschenen met een eenvoudiger manier van verwerken).

In Afbeelding 1 worden beide methoden naast elkaar getoond. Als brondata is in beide gevallen dezelfde opname van 19 juni 2020 om 15:38 UTC gebruikt, opgenomen met een Lunt LS80THA Single Stack Etalon in combinatie met een ZWO ASI174MM monochroom camera. Het linker deel van de afbeelding toont de normale verwerking zoals in Deel 1 van dit artikel besproken, de rechter helft de geïnverteerde methode. Ondanks dat de Zon vrij saai was ten tijde van deze opname, zijn de verschillen meteen duidelijk. Door de geïnverteerde methode zijn alle donkere gebieden licht geworden en vice versa. De Zon krijgt hierdoor ogenschijnlijk meer structuur, het oppervlakte vertoont meer ruwheid en daardoor meer diepte. Daarnaast worden bij de geïnverteerde manier van verwerking de protuberansen (de materiebruggen die langs de rand zichtbaar zijn) en het oppervlak (en daarmee de filamenten) apart verwerkt. De methode komt de zichtbaarheid van de protuberansen, het oppervlakte detail en de filamenten ten goede. Zoals hierboven beschreven werken zowel de normale als de geïnverteerde methode met dezelfde brondata. De opname en verwerking in AutoStakkert! blijven dus gelijk. Het verschil tussen de twee methoden begint bij ImPPG.

ImPPG
In ImPPG kan begonnen worden met dezelfde manier van verwerken als bij de in Deel 1 beschreven methode. Wederom gaat het erom zoveel mogelijk oppervlaktedetail en protuberansen zichtbaar te maken en tegelijkertijd de rand zo vloeiend mogelijk te laten verlopen, al kan die rand ook later nog worden aangepast zoals hieronder beschreven wordt. Zoals in Afbeelding 2 te zien is, kan met de knop [inv] (aangegeven in rood in de afbeelding) het histogram geïnverteerd worden. Wat daarbij meteen opvalt, is dat de protuberansen meteen veel beter zichtbaar zijn. Verder valt duidelijk te zien dat het oppervlakte nu negatief geworden is, maar ook dat deze aan de rechterzijde wat donkerder is, dan aan de linker kant. Dit laatste is deels met een artificial flat te corrigeren, ook dit wordt verderop uitgelegd. Het geïnverteerde histogram kan eventueel nog verder worden aangepast en uiteindelijk wordt de afbeelding als een 16bit TIFF opgeslagen, zodat deze in fotobewerkingssoftware kan worden geopend. Ik gebruik voor het nabewerken Corel PaintShop Pro, maar de workflow verschilt niet veel van hoe deze in Adobe PhotoShop zou worden uitgevoerd en is voor een ieder die hiermee bekend is eenvoudig aan te passen.

Nabewerking
Het nabewerken van de foto gebeurt in twee of drie stappen, afhankelijk van de breedte en grijstint van de rand rond de Zon:

• Protuberansen verder optrekken en achtergrond donkerder maken;
• Het oppervlaktedetail verder optrekken;
• Indien nodig de felheid van de rand aanpassen.

Voor deze bewerkingen maak ik gebruik van maskers (masks) om delen die we op dat moment niet willen aanpassen te beschermen. Een masker is een laag waarvan de kleur aangeeft welk gedeelte wel en welk gedeelte niet doorgegeven wordt aan de bovenliggende laag (of lagen). Als het masker wit is, dan wordt alles doorgelaten, is het zwart, dan niets. De tussenliggende grijstinten zullen in meer of mindere mate bewerkingen doorgeven aan de bovenliggende laag.

Protuberansen optrekken en achtergrond donkerder maken
Ik ga ervan uit dat op dit moment de afbeelding net geladen is en er nog geen andere lagen dan de background laag zijn. Alvorens maskers toe te voegen, hebben we eerst een selectie nodig om deze maskers te bewerken. Aangezien de hier beschreven methode ervoor zorgt dat de afbeelding 8bit wordt, terwijl we in 16bit willen werken, moeten we deze selectie eerst maken en opslaan, zodat we die later op de 16bit data kunnen toepassen.

Door op de zonnerand in te zoomen, kunnen we met de selectie-tool een paar pixels van deze lichte rand selecteren (zie Afbeelding 3). Vervolgens kunnen met het gereedschap Select Similar alle pixels van deze kleur worden geselecteerd (Selections->Modify->Select Similar). Heldere delen van de protuberansen kunnen hierdoor ook geselecteerd worden, maar aangezien dit niet wenselijk is, knippen we die er weer af. Als op dit moment de afbeelding niet 8bit is, dan meldt PaintShop Pro dat deze daartoe wordt geconverteerd.

Met het gereedschap Remove Specks and Holes (zie Afbeelding 4) kan vervolgens de huidige selectie naar binnen toe worden uitgevuld (Selections->Modify->Remove Specks and Holes->Remove Holes, 100 x 100000px), zodat de hele zonneschijf geselecteerd is. Indien dit niet werkt, dan kan het zijn dat de rand in de vorige stap niet volledig geselecteerd is. Herhaal de randselectie met een grotere tolerantie of sluit hem handmatig en herhaal vervolgens het gereedschap Remove Specks and Holes.

Aangezien we een vloeiende transitie van de protuberansen-laag met de oppervlakte-laag willen bewerkstelligen voegen we nog een Feather toe aan de selectie. Omdat de heldere rand reeds geselecteerd is, doen we de Feather alleen naar binnen toe (Selections->Modify->Inside/Outside Feather->Inside, 5px).

De selectie is nu gereed voor gebruik. Daartoe slaan we hem nu op naar schijf (Selections->Load/Save Selection->Save Selection To Disk), waarna we de bewerkingen ongedaan maken, zodat we weer terug zijn bij de 16bit afbeelding (rechtsonder te zien, het ongedaan maken kan uiteraard ook door de afbeelding af te sluiten en opnieuw te openen).

 

Nu kan de background laag gedupliceerd worden (rechter muistoets op de laag, kies voor Duplicate, eventueel eerst met [F8] het Layers-palette activeren). Vervolgens een masker eraan toevoegen (via Layers->New Mask Layer, of via het New Mask Layer icoon onder in het Layers-palette), waarbij voor “From Image…” gekozen wordt, al is dit niet strikt noodzakelijk. Nu kan de eerder gemaakte selectie geladen worden (Selections->Load/Save Selection->Load Selection From Disk). Vervolgens vullen we de binnenkant van de selectie met zwart en, na inverteren van de selectie (Selections->Invert), de buitenzijde met wit (zie Afbeelding 5).

De selectie kan nu ongedaan gemaakt worden [CTRL-D], waarna een laag wordt toegevoegd voor het verder aanpassen van het histogram (Layers->Add New Adjustment Layer->Curves). De curve geven we een S-vorm, zodat de achtergrond lekker donker wordt, terwijl de protuberansen goed zichtbaar blijven (zie Afbeelding 6). Het handige van deze Curves-layer is, dat, indien dit nodig is, deze na voltooiing van de bewerking eenvoudig nogmaals aangepast kan worden. Het maakt daarbij voor deze workflow niet uit of de correctielaag boven of onder het masker geplaatst wordt. Dit is ook het moment de nieuwe lagen even een naam te geven, zodat we later direct kunnen zien wat welke laag precies doet.

Mochten er bad pixels in de achtergrond te zien zijn, dan kunnen deze met een mediaanfilter verwijderd worden (dit kan ook later in het proces als in van de laatste stappen na het inkleuren). Daartoe laden we de selectie weer van de schijf en vergroten we die zover dat de protuberansen zich binnen de selectie bevinden (Selections->Modify->Expand). Eventueel kan de selectie daarna nog een flinke outside-feather gegeven worden voor een vloeiende overgang (bijvoorbeeld 30px). Tot slot inverteren we de selectie en passen we een mediaanfilter toe (Adjust->Add/Remove Noise->Median filter, 3px of 5px). De selectie kan daarna weer met [CTRL-D] ongedaan gemaakt worden.

Hiermee is de bewerking voor de protuberansen gereed en kan het oppervlaktedetail aangepakt worden.

Oppervlaktedetail
Voor het oppervlaktedetail beginnen we met een nieuwe Duplicate van de achtergrond te maken. Aan deze kopie voegen we meteen een masker toe, waarbij we weer gebruik maken van dezelfde selectie, maar nu maken we de binnenkant wit en de buitenkant zwart. De selectie kan daarna weer ongedaan gemaakt worden. We hebben nu weer een groep van lagen met daarbinnen een Copy of Background en een Mask. Van die Copy of Background maken we nogmaals twee kopieën via Duplicate en daarvan noemen we de eerste Soft Light en daarvan zetten we de Blend Mode op Soft Light als (Layers->Properties->Blend mode: Soft Light, of gewoon in het Layer-palette de Blend Mode omzetten, zie Afbeelding 7). Deze Blend Mode van de eerste kopie versterkt het contrast van het oppervlaktedetail.

Artificial flat
De tweede kopie noemen we Artificial Flat. Met deze laag proberen we het oppervlak wat egaler belicht  te maken. Daartoe passen we een Gaussian-blur toe van 9px (of iets meer, het gaat er om dat er volledig geen oppervlaktedetail meer zicht baar is) en zetten we de Blend Mode op Difference (niet schrikken, alles wordt zwart, maar dat komt goed). Vervolgens zetten we de Opacity op circa 50%. Tot slot voegen we, net als bij de protuberansen-laag, een Curves-Correction Layer toe en passen we deze aan totdat het oppervlaktedetail goed te zien is (zie Afbeelding 8). Het is van belang dit zo goed mogelijk te doen, deze aanpassing zorgt voor het eindresultaat!

Ook deze groep en onderliggende lagen krijgen namen waardoor ze goed herkenbaar zijn. Nu is het zaak de zonnerand goed te inspecteren en eventueel met een masker aan te passen.

Zonnerand
De zonnerand willen we zo vloeiend mogelijk proberen aan te laten sluiten aan het oppervlaktedetail. Ik zal dit hier aan de hand van een enkel masker tonen, maar uiteraard kan ook de rand zelf weer in stukken opgedeeld worden of van een gradiënt worden voorzien om de aansluiting nog verder te verbeteren.

We beginnen met een kopie van de Background te maken en deze helemaal bovenaan in de Layer-Palette te plaatsen. Vervolgens voegen we een Hide-all masker toe en laden we de opgeslagen selectie. Maak van deze selectie een smalle band met het gereedschap Select Selection Borders (Selections->Modify->Select Selection Borders), waarbij het aantal pixels uiteraard afhankelijk is van de breedte van de zonnerand (zie Afbeelding 9). Geef tot slot nog een paar pixels Feather aan deze selectie. Vul het gebied dat zo geselecteerd is met wit en maak de selectie ongedaan. Nu kunnen we, net als bij voorgaande maskers, een Curves-correctielaag toevoegen en met deze de helderheid van de rand beïnvloeden totdat deze niet meer opvalt. Indien nodig kan het masker in delen worden opgeknipt om zo delen van de rand donkerder of lichter te maken. Als alternatief kan het wit van het masker vervangen worden door een gradiënt.

Nu dit gedaan is, kan er kleur worden toepast.

Inkleuren
Het inkleuren van de afbeelding kan in principe net zoals uitgelegd in Deel 1. Wel moeten we dan eerst de drie groepen samenvoegen. Het handigste is dit te doen door in het Layer Palette met de rechtermuistoets te kiezen voor Merge->Merge Visible To New Layer (of via Layers->Merge->Merge Visible To New Layer). Deze nieuwe laag komt bovenin het Layer Palette te staan en ‘luistert’ niet meer naar de onderliggende lagen. Met Adjust->Hue and Saturation->Colorize kan de kleur worden aangepast (Hue: 23, Saturation: 201, of je eigen voorkeur). Het nadeel van deze methode is dat, doordat er geen koppeling meer is met de onderliggende lagen, we deze laag moeten weggooien als het resultaat niet naar het zin is.

Om het geheel wel dynamisch te houden, is het beter een nieuwe rasterlaag aan te maken en deze bovenaan te plaatsen. Geef deze de gewenste kleur, bijvoorbeeld door hem te vullen met een mid-tone grijs en met Adjust->Hue and Saturation->Colorize de kleur aan te passen (Hue: 23, Saturation: 201, of je eigen voorkeur). Vervolgens zetten we de Blend Mode op Color. Daarna voegen we nog een Curves correctielaag toe om daarmee het inkleuren verder te verbeteren (zie Afbeelding 10). Uiteraard kan dit inkleuren ook per groep gedaan worden om bijvoorbeeld de protuberansen een meer rode tint te geven dan het oppervlaktedetail. Als dit alles naar het zin is, dan kan de afbeelding als een enkele laag opgeslagen worden, al is het handig ook de bewerkingen te bewaren door de afbeelding als een .pspimage op te slaan.

Omdat ik een diagonaal blocking-filter gebruik, rest voor mij nog het spiegelen van de afbeelding. Daarna eventueel croppen en een Aarde-op-schaal inplakken (en in dit voorbeeld de time-stamp verwijderen). Het eindresultaat is te zien in Afbeelding 11:

© 23 juni 2020, Nicolàs de Hilster & starry-night.nl