Astrofotogrāfija: krāsu fotokameras salīdzinājumā ar vienkrāsainiem ar filtriem

Kura ir labāka astrofotogrāfijai, krāsainai vai mono kamerai? Gan jau, protams!

Iepriekš esmu iesācis iesācējus sākt ar monohromatiskām kamerām. Tie ir jutīgāki un rada melnbaltus attēlus, kurus ir vieglāk iemācīties kalibrēt un pielāgot. Melnbalti attēli var būt diezgan skaisti, un tie var atklāt smalku kontrastu un nianses tādā veidā, kā krāsa to nevar. Tas nebija mans populārākais emuārs. Cilvēki vēlas tikai krāsu.

Krāsaini filtri, kas atgriežas vietā monohroma attēla uztvērēja priekšā.
Ričards S. Raits Dž.

Labi, ka labi, bet vienkrāsainas kameras var radīt arī krāsainus attēlus, ja tas ir savienots pārī ar filtra riteni. Vai tas ir labāks maršruts, nekā izmantot viena attēla krāsu (OSC) kameru? Tas ir tāpat kā jautāt, kurš ir labāks - automašīna vai kravas automašīna? Tas ir atkarīgs no tā, ko vēlaties no sava transportlīdzekļa. Es pazīstu cilvēkus gan ar automašīnu, gan ar kravas automašīnu, un tāpat kā viņi, lai izveidotu savus krāsu attēlus, izmantoju abas pieejas.

Daudzpusīgākā attēlveidošanas pieeja ir izmantot vienkrāsainu sensoru, kas savienots pārī ar filtra riteni. Izmantojot šo konfigurāciju, var uzņemt krāsainus attēlus, izmantojot sarkano, zaļo un zilo filtru. Varat arī uzņemt attēlu bez filtriem, kurus pēc tam varat apvienot ar krāsu datiem, lai ievērojami uzlabotu tā signāla un trokšņa attiecību.

Turklāt vienkrāsainas kameras var uztvert attēlus noteiktos spektra apgabalos, pat ārpus redzamās gaismas, ja tos apvieno ar šaurjoslas filtriem. Gaismas analīze šajos konkrētajos viļņu garumos var mums iemācīt vairāk par attēloto mērķi nekā to, ko var iegūt no RGB krāsu attēla.

Atsevišķa sarkanā, zaļā un zilā ekspozīcija tiek apvienota, lai iegūtu krāsu attēlu ar augstu S / N attiecību.
Ričards S. Raits Dž.

Krāsu kameru lietotāji upurē daļu no šīs radošās brīvības (un zinātniski noderīgiem datiem), lai būtu ērti veikt tikai vienu ekspozīciju, lai izveidotu krāsainu attēlu. Jāteic, ka OSC dati ir daudz mazāk apstrādāti nekā krāsu attēla salikšana no vairākiem atsevišķiem krāsu kanāliem. Bet daži kļūdaini uzskata, ka viena OSC ekspozīcija trīsreiz sniedz datus par vienkrāsainu kameru, kurai nepieciešami trīs ekspozīcijas.

Ne īsti.

Šajā šaurjoslas attēlā redzams jonizēts ūdeņradis, skābeklis un sērs
gRichard S. Wright Jr.

Neatkarīgi no tā, vai fotografējat M42, Orion miglāju vai bērna dzimšanas dienas svinības, sensoru krāsu kamerā veido atsevišķi pikseļi ar sīkiem filtriem, kas reģistrē sarkanu, zaļu un zilu gaismu. Detektors ir sadalīts rakstainā režģī, kas pazīstams kā Bayer filtrs, kurā ir 25% sarkanu filtrētu pikseļu, 50% zaļa un 25% zila. Galīgajā izvades attēlā tiek izmantoti šie krāsu dati, bet matemātiskajā procesā, ko sauc par interpolāciju, aizpilda spraugas starp pikseļiem ar vērtību, kas iegūta no blakus esošajiem pikseļiem. Tas darbojas diezgan labi un ir gandrīz visu mūsdienās pieejamo krāsu kameru pamatā.

Bet OSC kameru lietotājiem vajadzētu saprast, ka aizpildītie dati nav “īsti”, kā arī nepalīdz vissvarīgākajam jūsu attēla signāla un trokšņa attiecībai. Viena OSC ekspozīcija saņem ¼ no sarkanā un zilā līmeņa datu un ½ no zaļajiem datiem, salīdzinot ar vienu ekspozīciju ar vienkrāsas kameru un filtru.

Nav saīsnes. Desmit minūšu dati ir 10 minūšu dati neatkarīgi no tā, vai tā ir vienkrāsaina vai viena attēla krāsa. Krāsu sensors tiešām ir tikai mono sensors ar krāsu filtriem, kas izvietoti virs pikseļiem.

Tātad, vai jūs tiešām saņemat tos pašus rezultātus no OSC un mono kamerām? Atkal ne gluži. Salīdzinot ar augstas caurlaidības krāsu filtru vienkrāsas kameras priekšā, Bayer matrica bloķē aptuveni par 30% vairāk gaismas, un ar dažiem ražotājiem papildu bloķēšana varētu būt bloķēta pat par 50%. Tas ir daudz zaudēta signāla.

Pilnīga krāsu attēla izveidošana ar OSC kameras datiem.
Debesis un teleskops

Runājot par neapstrādātu sniegumu un S / N attiecību, izmantojot līdzvērtīgus sensorus, mono uzvar rokas uz leju. . . ja jūs domājat kā inženieris. Tagad domāsim par to kā par galalietotāju.

OSC datu apstrāde ir daudz vienkāršāka nekā krāsainu attēlu padarīt no vienkrāsainiem datiem. Dažiem cilvēkiem tas ir liels darījums (īpaši, ja viņi nav inženieri un neizbauda papildu laika tērēšanu, apstrādājot datus datorā!). Viss, kas patiešām vajadzīgs, ir lielāks ekspozīcijas laiks, lai OSC dati varētu sasniegt vienkrāsaino pieeju. Tas ir pilnīgi pamatots kompromiss.

Tajā pašā naktī, tajā pašā optikā, Sony 814c sensors salīdzinājumā ar 814 mono w / filtriem. Abi attēli ir pilnībā pakļauti 12 minūtēm, bet apakšējais (RGB) rada nedaudz mazāku troksni un spēcīgāku sarkano un zilo reakciju (izstiepts, pēc iespējas tuvāk neapstrādātam).
Ričards S. Raits Dž.

Turklāt mūsdienu sensori ir daudz jutīgāki nekā tikai pirms dažiem gadiem. Ja jūs nesalīdzināt tos pašus sensorus, jaunākas paaudzes OSC sensoram var būt labāka jutība un / vai zemāks lasīšanas troksnis nekā vecākas paaudzes monohromatiskajai kamerai. Ja jūs modernizējat veco mono kameru uz jaunāku krāsu fotokameru, jūs, iespējams, tiešām redzat jauku veiktspējas uzlabojumu, neraugoties uz OSC maršrutu.

Svarīga ir arī darbplūsma. Esmu veicis daudzus attēlveidošanas darbus, kur man ir 3 stundas sarkani dati, 45 minūtes zaļi dati, bet nav zilu datu, jo laika apstākļi kļuva negaidīti duļķaini. Vai jums ir jāpārorientē filtri? Dažreiz nē, un dažreiz tas ir šova rīkotājs. Vai jūs ceļojat un tāpēc ir nepieciešams iegūt visus savus datus vienā neparedzamā naktī? Vai filtra ritenis ir tikai vēl viena lieta, kas var noiet greizi, kamēr esat ceļā? Svarīga ir arī mērķa atlase: varbūt jūs fotografējat spilgtu mērķi, un neliels signāla zaudējums nebūs pārāk liels darījums. Varbūt arī jums ir ļoti ātra optika, piemēram, RASA f / 2 sistēma, vai ļoti ātrs kameras objektīvs. Tādos gadījumos jūs tik ātri saņemat tik daudz signāla, ka nedaudz ilgāka ekspozīcija nepavisam nav nopietns apgrūtinājums.

Visos šajos gadījumos derētu krāsu kamera. Tātad, automašīna vai kravas automašīna? Protams, kravas automašīna var pārvadāt smagāku kravu, taču dažreiz ir patīkami vienkārši nolikt augšpusi un izbaudīt braucienu.