© 3 december 2022, 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, beiden met een positief monochroombeeld als uitgangspunt. In Zonnefotografie (Deel 2) heb ik het alternatief besproken: de data verwerken met een geïnverteerd histogram om zo de oppervlaktedetails en protuberansen nog beter zichtbaar te maken. De in het tweede deel gebruikte methode om zwakke delen beter zichtbaar te maken, bleek echter in de praktijk veel te omslachtig en heb ik inmiddels achter me gelaten en vervangen door een snellere methode die ik hier zal beschrijven.
Maar alvorens de snellere methode om een geïnverteerd zonnebeeld te produceren te beschrijven kijken we eerst naar de kwaliteit van de data. In Afbeelding 1 van Deel 2 toonde ik twee full-disc opnames, de ene normaal en de andere geïnverteerd verwerkt, maar beide met dezelfde data als uitgangspunt. Wat opviel aan de opnames was dat de zonneschijf niet volledig egaal belicht was, iets waar ik destijds de oorzaak niet van begreep. Duidelijk zichtbaar is de donkere regio (of lichte in het geïnverteerde beeld) links van het midden van de Zon.
Deze onbalans in belichting wordt door het niet correct positioneren van de camera achter de etalon. De etalon bestaat uit twee glasplaten die op zeer korte afstand van elkaar staan en daardoor als filter werken. Het licht dat door een etalon valt, weerkaatst tussen de twee glasplaten en door de afstand ten opzichte van de lichtweg te laten variëren, is het mogelijk bepaalde frequenties te versterken of uit te doven. Er zijn twee manieren om die afstand te laten variëren: door er lucht tussen te persen (pressure-tuner) of door de etalon te kantelen (tilt-tuner).
Ongeacht het type heeft de etalon als eigenschap dat deze een gebied heeft, circa één graad in diameter, waarbinnen de demping/versterking min of meer gelijkmatig is en een maximum bereikt, de zogeheten sweet-spot. Het midden van deze sweet-spot markeert de optische as van de etalon. Nu is de Zon circa een halve graad in diameter, dus die past op zich prima binnen dat gebied. Maar aangezien de demping/versterking binnen de het gebied net niet helemaal gelijk is, wordt de intensiteit van het beeld hierdoor bepaald. Daarom is het zaak de Zon zo goed mogelijk rondom de sweet-spot centreren. Doe je dat niet, dan zie je in het uiteindelijke resultaat dat de Zon niet overal even licht is. Het centreren is eenvoudig te doen door de kijker zodanig op de Zon te richten dat de maximum intensiteit met het midden van de Zon samenvalt. Het tijdelijk iets overbelichten van de opname helpt hierbij.
Nu kan het echter voorkomen dat de optische as van de etalon (en dus de sweet-spot) zodanig naast de optische as van de kijker zit dat deze niet met het midden van de beeldchip samenvalt. In figuur 2 heb ik dit schematisch proberen aan te geven. De beeldchip is hier het rode kader. De Zon (oranje schijf) staat hierbinnen helemaal tegen de linkerrand en kan niet verder naar links omdat deze dan buiten het beeld van de camera valt. De sweet-spot (aangegeven met een vervagende witgrijze vlek) zit echter verder naar links en eigenlijk zou de Zon dus binnen de gele cirkel gepositioneerd moeten worden om mooi in de sweet-spot te vallen. Dit is te realiseren door de kijker simpelweg naar rechts te bewegen. De camera laat dit echter niet toe en aangezien de optische as van de etalon mechanisch vast zit aan de kijker en camera en dus een vaste oriëntatie heeft ten opzichte daarvan, betekent dit dat de camera los van de kijker naar links verplaatst moet worden ten einde de sweet-spot op de beeldchip te centreren.
Voor het zijdelings verplaatsen zijn echter geen adapters beschikbaar, maar we kunnen wel het omgekeerde proberen te bereiken. Met een Atmospheric Dispersion Corrector (ADC) is het namelijk wel mogelijk de optische as te sturen. In een ADC zitten twee gelijke prisma’s die ten opzichte van elkaar verdraaid kunnen worden. Als ze langs hun optische assen ten opzichte van elkaar 180 graden verdraaid zijn, dan gebeurt er niets en gaat het licht dat erop valt rechtdoor. Zodra echter de onderlinge oriëntatie van de twee prisma’s verandert, dan wordt de optische as van de kijker afgebogen en komt het beeld op een andere plek op de beeldchip aan en daarmee kan de sweet-spot dus naar het midden van de camera ‘geduwd’ worden. Dit betekent weliswaar dat er dispersie optreedt doordat licht van verschillende golflengtes op verschillende manieren afgebogen wordt, maar bij een H-alpha kijker levert dit geen problemen op omdat het licht dat we vast proberen te leggen vrijwel monochromatisch is.
Het correct richten van de kijker en afstellen van de ADC kan bereikt worden door eerst het beeld iets over te belichten. Het deel van de Zon waar het midden van de sweet-spot zit zal daardoor egaal wit worden. Vervolgens kunnen we de telescoop zodanig sturen dat de sweet-spot keurig met het midden van de Zon samenvalt (het overbelichte deel van de Zon is dan netjes binnen de Zon gecentreerd). De kijker staat dan goed gericht, maar het beeld van de Zon valt nu wellicht niet helemaal binnen de beeldchip. Om ook dat te centreren is een kwestie van de ADC afstellen. Met behulp van de twee hendels laat het zonnebeeld zich naar het midden van de beeldchip sturen. Het kan zijn dat hiertoe niet alleen de twee hendels maar zelfs de hele ADC gedraaid moet worden. Als de Zon eenmaal weer midden in het beeld staat, dan zal ook de sweet-spot gecentreerd zijn en kan de belichting weer normaal afgeregeld worden. Naast het centreren van de sweet-spot heeft het toepassen van een ADC bovendien als voordeel dat het de bij etalons vaak voorkomende Newton-ringen elimineert (zie deze post).
De bewerking tot een geïnverteerd beeld.
Als de Zon op bovenstaande methode eenmaal netjes in de sweet-spot zit en met het midden van de beeldchip samenvalt, kan een opname gemaakt worden. De eerste stap in de verwerking is simpelweg stapelen zoals in Deel 1 besproken. Het resultaat openen we met ImPPG (zie afbeelding 3) om daarmee de foto zo te bewerken dat zowel oppervlaktedetail als zonnevlammen zichtbaar worden (dit gaat dus met een enkele opname waarbij het histogram voor het oppervlak circa 90% gevuld is). Om te beginnen (afbeelding 3, stap A) zetten we Iterations van de Lucy-Richardson Deconvolution op 0, waarmee we deze verscherpingsmethode uitschakelen. De Unsharp Mask zetten we uit door de Amount op 1 te zetten. Deze twee bewerkingen worden op dit moment alleen binnen het zwarte vierkant uitgevoerd (aangegeven met de rode pijl). Naarmate dit vierkant groter genomen wordt, nemen de bijbehorende berekeningen meer tijd in beslag. Nu Lucy-Richardson Deconvolution en Unsharp Mask uit staan, kunnen we het vierkant maximaal maken door op het bijbehorende icoon te klikken (zie afbeelding 3, stap B). De laatste stap om tot een geïnverteerde bewerking te komen is door het histogram aan te zetten en onderin het histogram op de inv-knop te klikken (zie afbeelding 3, stap C).
Als de afbeelding is geïnverteerd, dan is het mogelijk deze verder aan te passen. Afbeelding 4 laat dit in vijf stappen zien. Het histogram is aan te passen door met de linkermuistoets erop te klikken, op de plek waar je klikt komt er een punt bij, welke vervolgens nog te verslepen zijn. Met de rechtermuisknop is een punt te verwijderen. Door nu eerst een punt in het midden te zetten en deze naar circa 10% van de bovenkant te slepen (zie afbeelding 4A), gevolgd door het aanklikken van het uiterste linker bolletje en die naar beneden te slepen (zie afbeelding 4B), maken we de achtergrond weer donker. De protuberansen kunnen we helderder maken door een punt te maken op circa 10% van het begin van het histogram en deze op circa 70% intensiteit te zetten (zie afbeelding 4C). Nu wordt de achtergrond wellicht iets te licht, hetgeen we kunnen aanpassen door tussen het begin en het vorige punt een nieuw punt te plaatsen en deze iets naar beneden te trekken (zie afbeelding 4D). Om de knik uit het histogram te verwijderen, zetten we nog een punt op circa 20% van het histogram en trekken we die iets naar boven (zie afbeelding 4E).
Op deze manier kunnen er meerdere punten aan het histogram toegevoegd worden ten einde deze verder te verfijnen. Eenmaal tevreden is het mogelijk dit histogram op te slaan voor later gebruik (File/Save Processing Settings). De mooiste resultaten worden gehaald door een zo vloeiend mogelijke lijn in het histogram te trekken. Protuberansen op het oppervlak kunnen verder naar voren gehaald worden door heel subtiel de punten aan te passen. Deze laatste stap gaat gemakkelijker wanneer het histogram over de volledige breedte van het beeldscherm uitgetrokken wordt en in te zoomen op de details die je wilt bewerken (zie afbeelding 5). Om het beeld nog te verscherpen kunnen hier de Lucy-Richardson Deconvolution en Unsharp Mask worden toegepast, maar uiteraard kan dat ook in een ander beeldverwerkingspakket. Tot slot moeten we de afbeelding nog spiegelen en roteren indien, zoals in mijn opstelling, in de opname van een diagonaal gebruik gemaakt is en kunnen we de afbeelding nog een kleurtje geven zoals in Deel 2 omschreven. Het resultaat is dan als hieronder:
© 3 december 2022, Nicolàs de Hilster & starry-night.nl