Монохромно-астрофотография
 | Тема этой статьи Википедии не может соответствовать общему руководству по общему мнению . |
Монохромная фотография - один из самых ранних стилей фотографии и восходит к 1800 -м годам. [ 1 ] Монохромная фотография также является популярной техникой среди астрофотографов. Это связано с пропуском фильтра Bayer, массива цветовых фильтров, которая находится перед CMOS или датчиком CCD, что позволяет одному датчику создавать цветное изображение.
Дизайн датчика
[ редактировать ]Цветные камеры производят цветные изображения, используя матрицу Bayer , матрицу цветовых фильтров, которая находится перед датчиком. Матрица позволяет свету основных цветов, красного, зеленого и синего, входить в датчик. Типичное матричное расположение состоит из 25% красного прохода через площадь 25% и 50% зеленого. Матрица Bayer позволяет одному датчику чипа создавать цветное изображение. [ 2 ]
Многие объекты в глубоком космосе состоят из водорода, кислорода и серы. Эти элементы испускают свет в красном, синем и красном/оранжевом спектре соответственно. [ 3 ]
При визуализации объекта, богатого водородом, объект будет в первую очередь излучать свет в водородных/красных волнах. В этом сценарии матрица Bayer позволит только 25% скидки на входящий свет от туманности, чтобы достичь датчика, поскольку только 25% области матрицы позволит пройти красный свет. [ 2 ]
Монохроматический датчик не имеет матрицы Байера. Это означает, что весь датчик может быть использован для захвата определенных длин волн с использованием специализированных цветовых фильтров, известных как узкополосные фильтры. [ 4 ] Многие туманности состоят из водорода, кислорода и серы. Эти туманные излучают свет в красных, синих и оранжевых длинах волн соответственно. Для каждого цвета можно использовать узкий фильтр для получения трех отдельных монохромных изображений. Эти изображения могут быть объединены для создания цветного изображения.
Преимущества
[ редактировать ]Монохромная астрофотография приобрела свою популярность как метод борьбы с эффектами современного загрязнения света. Матрица Байера в традиционном датчике ограничит доступную область датчика, способную собирать свет из объектов глубокого пространства примерно до 25%. Однако оставшиеся 75% все еще способны собирать свет, часто в виде окружающего света. Это может отрицательно повлиять на отношение сигнал / шум. [ 5 ]
Удаление матрицы Байера означает, что может использоваться узкий фильтр, чтобы разрешить только определенные длины волны света добраться до датчика. Это имеет преимущество в использовании всей области датчика, чтобы максимизировать количество собранного света, а также отвергая источники внешнего загрязнения света, значительно улучшив отношение сигнал / шум . [ 6 ]
Монохромная обработка изображений
[ редактировать ]Цветные изображения в типичных камерах сделаны путем объединения данных из красных, зеленых и синих пикселей. [ 7 ] Чтобы создать цветное изображение с использованием монохромного датчика, должно быть создано три монохромных изображения для создания цветного изображения. Три монохромных изображения отображаются на соответствующих красных, зеленых и синих каналах. В случае астрофотографии это может варьироваться в некоторой степени, хотя общая цветовая палитра - палитра Хаббла, часто известная как «Sho». В поддоне Хаббла сера отображается на красном канале, сигналы водорода-альфа отображаются с зеленым, а кислород отображается с синим цветом [ 8 ]
Монохромная астрофотография также требует большего количества калибровочных рам. Калибровочные рамки используются захватывающими артефактами и пылью на датчике и фильтре изображения, а также градиенты света из -за внутренних отражений в оптическом поезде. Затем они могут быть удалены с конечного изображения. Монохромная визуализация требует использования трех отдельных фильтров для получения цветного изображения. Это означает, что три набора калибровочных рам должны быть сгенерированы и применены на стадии обработки изображений. Поэтому это увеличивает количество изображений, которые необходимо хранить, требуя большего количества места для хранения. [ 9 ]
Монохромная фотография также требует дополнительного оборудования. Из -за требования нескольких фильтров, любители астрофотографы часто используют электронное колесо фильтра. Это позволяет установить несколько фильтров, и компьютер может использоваться для управления колесом и изменением фильтров в течение ночи. [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Роберт, Хирш (2000). Захватывание света: история фотографии . МакГроу-Хилл. ISBN 9780697143617 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Ван, Пэн; Менон, Раджеш (2015-11-20). «Цветовая визуализация с сверхвысокой чувствительностью с помощью прозрачного дифракционного фильтра и вычислительной оптики» . Optica . 2 (11): 933–939. Bibcode : 2015optic ... 2..933W . doi : 10.1364/optica.2.000933 . ISSN 2334-2536 .
- ^ «Хаббл захватывает идеальный шторм турбулентных газов» . Hubblesite.org . Получено 2022-03-09 .
- ^ Булл, Дэвид (2014). Цифровые форматы изображений и представления . с. Раздел 4.5.3. ISBN 9780124059061 .
- ^ «Астрофотография Deep Sky в городской световой загрязнении | Результаты с камерой DSLR» . Astrobackyard | Астрофотография Советы и учебные пособия . 2018-10-12 . Получено 2022-01-20 .
- ^ «Узкополосный праймер изображений | Руководство для начинающих по палитре Хаббла и многое другое» . Astrobackyard | Астрофотография Советы и учебные пособия . Получено 2022-03-15 .
- ^ US 3971065 , Bayer, Bryce E., «Массив изображений цветов», опубликованный в 1976-07-20, назначен- Eastman Kodak Co.
- ^ «Правда о Хаббле, JWST и ложном цвете» . НАСА Blueshift . Получено 2022-01-20 .
- ^ «Демистификация калибровки с плоской рамой» . Sky & Telescope . 2021-06-17 . Получено 2022-03-15 .
- ^ «Вам нужно колесо фильтра для астрофотографии? (Imaging LRGB)» . Astrobackyard | Астрофотография Советы и учебные пособия . Получено 2022-03-15 .