RECEPT ZA KUVANJE: MAGLINA M17 NA DVA NAČINA

Čime uopšte snimati magline?
Odgovor je veoma prost - onim što vam je pri ruci. Ako imate 5-10 hiljada evra za astronomsku kameru, šanse da pogrešite oko fotografisanja maglina su negde oko 0%. Ako, s druge strane, odlučite da potrošite nekoliko stotina evra na polovan DSLR, šanse da pogrešite su jednako male. Drugim rečima nije hlađena CCD kamera nekoliko desetina puta bolja iako je toliko puta skuplja, a nije ni pogodna za fotografisanje porodičnih manifestacija i kućnih ljubimaca, ako ćemo iskreno. Ali je za snimanje maglina, kroz adekvatne filtere, nesporno najbolja.

Međutim, kompromisna opcija (DSLR) može da bude upotrebljiva, pod određenim okolnostima. Modifikovani aparati su veoma upotrebljivi, pre svega zahvaljujući činjenici da beleže pun spektar vidljive svetlosti, uključujući i nijansu tamno-crvene (trula višnja u žargonu) u punom intenzitetu. Usled raznoraznih peripetija vezanih za arhitekturu digitalnih senzora nemodifikovani aparati imaju drastično smanjenu osetljivost u ovom opsegu. Razlog je low pass filter koji se nalazi ispred senzora: u pitanju je zapravo višeslojni filter koji ima višestruke uloge. Smanjuje oštrinu slike, što je jako bitno da bi se izbegao efekat moire; zatim umanjuje tamnocrvene nijanse; i na kraju vrši zaštitnu ulogu senzora. Sve ovo je moguće izbeći ako bi se filter izvadio i stavio zamenski, koji propušta sve frekvencije.

E, ali mi ovde govorimo o nemodifikovanim aparatima koji se regularno upotrebljavaju u svakom prosečnom domaćinstvu. Modifikovan aparat može da posluži, ali bi morao WB danju posebno da se podešava jer bi snimci bili previše crveni. Za video su tu još veće zavrzlame, a ako nije vraćen nazad zamenski filter umesto originalnog, tačnije ako je senzor ostao go, može da dođe i do disfunkcionalnog AF. Povrh svega AF sam po sebi može da bude manje tačan i ako je modifikacija korektno obavljena, pre svega iz razloga što sad u obzir dolaze i infracrvene frekvencije, koje po pravilu nisu korigovane u objektivima u istoj fokusnoj distanci. Posledica: defokusirani (IR) oreol oko fokusiranih (vidljivi opseg) zvezda. Ovo se, doduše, prevazilazi UV/IR filterom koji se montira na objektiv, ali to je dodatni trošak i komplikacija. Razlog: na teleobjektivima UV filter mora da bude ipak kvalitetan da ne bi degradirao sliku, na širokim objektivima se ta degradacija mnogo manje zapaža.

Uporedio sam dva Canon aparata, jedan stariji (7D) i jedan još stariji (40D). Igrom slučaja mogao sam da u jednačinu ubacim još stariji (20D) ali se nisam toga setio; ako ćemo tako mogao sam i Zenit da izvadim i neki film da stavim u njega, a mogao sam i kredom da crtam po daskama... Ali poređenje treba držati što jednostavnije da se u zaključcima ne bih previše rasplinjavao. Pošto sad, logično, ipak sledi određeno rasplinjavanje, koga interesuju samo rezultati bez postupka dobijanja neka skroluje do zadnjeg pasusa u tekstu. Radna pretpostavka je da 40D ima bolje performanse na emisionim maglinama i da zbog manje rezolucije daje bolje sveukupne rezultate u astrofotografiji po pitanju šuma i oštrine.

Vreme je bilo savršeno, turbulencije nigde što je veoma čudno. Jet-stream je iznosio 1-2m/sec što nikad nisam doživeo u astrofotografiji; rezultat se može pripisati septembarskom anticiklonu koji u Evropi obično nastupa tad, ili možda u oktobru. Budući da je podloga (zemlja) već dovoljno zagrejana a dan i noć više-manje izjednačeni u trajanju gradijenti koji se javljaju su smanjeni i nema nikakvih smetnji da se astrofotografijom čovek bavi do mile volje. Nije retkost da ostane vedro i po dve nedelje.

Cilj te septembarske večeri je bila maglina M17, idealna meta koja sadrži dosta emisionih oblasti, odnosno H-alfa područja, jonizovanog vodonika koji svetli na 656.5nm. Ovo je oblast spektra koju svi nemodifikovani DSLR aparati suprimiraju, noviji naročito. Priča se da stariji Canon aparati propuštaju 20-30% svetlosti na ovoj frekvenciji dok noviji ne dobacuju ni do 5%. To bi svakako bilo logično, pošto ova oblast ima osobinu da se graniči sa IR spektrom koji treba saseći u korenu a i zbog hromatskih aberacija. Nije svejedno da li je hromatska aberacija nekog 20D jedan ili dva piksela crvenog ruba oko neke zvezde, problem je ako je taj crveni rub na novijem senzoru i istom objektivu četiri piksela - onda će kupci početi da urlaju kako optika ne valja, a zapravo je to logična posledica povećanja rezolucije. Sve optičke greške se uočavaju neuporedivo lakše nego pre i ja lično mislim da se upravo ovde krije razlog smanjene propusnosti AA (lowpass) filtera na novijim aparatima.

Pravi pixelpeeping počinje. Već na prvi pogled su se videle razlike, ali najuočljivija je bila razlika u prečniku zvezda. Kad sam oba snimka uvećao tako da maglina zauzima približno isti vidni ugao, ispostavilo se da je prečnik zvezda na 40D (desni snimak) upadljivo veći nego na 7D.

Obavezno pogledajte snimak u punoj rezoluciji; uvećanja snimka su, zbog različitih rezolucija aparata, iznosila 255% i 325% pa se svaka anomalija jasno vidi. Dakle, sedmica ima manji prečnik svih zvezda, i malih i velikih. Postoji mogućnost da je na 40D malo omanut fokus ali oba aparata imaju live view i u ovako svetlom delu neba nema nikakvog govora o teškom pronalaženju kandidata za fokusiranje. Osim toga, snimano je prvo četrdeseticom tako da postoji mogućnost da je teleskop bio malo manje adaptiran na spoljnu temperaturu, što bi se ogledalo u malo većoj turbulenciji na snimku.

Ako pretpostavimo da su oba fokusa potpuno tačna (a ja sam dao sve od sebe da budu) dolazimo do činjenice da na 325% niko normalan neće gledati nijedan snimak. Osim toga, razlike mogu da budu u različitom AA (anti_aliasing) filteru koji je, po nekom nepisanom pravilu (zapravo pisanom, ali radi se o zakonima optike koji su previše kompleksni za jedan post) aparati niže rezolucije zbog moire efekta traže jači AA filter. Modifikovani aparati imaju skinuta oba filtera, tačnije proizvođači često slepe jedan za drugi AA i infrared filter tako da nakon modifikacije možete očekivati nešto veću oštrinu na 100% i nešto veću tendenciju da senzor proizvede moire efekat. Sve dok tim aparatom ne fotografišete u studiju svakodnevno da biste od toga živeli, moire ne predstavlja nikakav realan problem u svakodnevnoj upotrebi prosečnog fotoaparata, naročito ne u astrofotografiji.

Ko ne želi da modifikuje svoj aparat (kao ja trenutno) itekako ima mogućnost da postigne istu tu oštrinu koju imaju senzori bez AA (lowpass) filtera. Potrebno je snimak samo u startu malo naoštriti, parametri variraju da ne biste dobili i veći šum pa treba eksperimentisati. Meni dobre rezultate daje smart sharpen sa radijusom od jednog piksela i 30% oštrenja, za ostale aparate treba možda probati druge parametre. Neki ljudi su ovo postizali i pomoću unsharp mask filtera sa 200% i nekim subpikselskim vrednostima, možda 0.2 piksela, ali meni bolje izgleda smart sharpen. Međutim, da bih izbegao bilo kakve konfuzije, na ovim snimcima nikakvog oštrenja nije bilo.

Nakon što je snimljena akcija u PS-u kojom je obrađen svaki snimak pojedinačno (nekoliko uzastopnih curves i levels) ostao sam sa dva poluobrađena snimka od kojih svaki za sebe predstavlja 50x15sec ISO1600 stack. Opcija curves je bila malo rogobatno izvedena, nisam čuvao dovoljno dobro sjaj zvezda u odnosu na tamnije tonove upravo iz razloga da bih uprostio proces i smanjio šanse da dobijem različite rezultate na oba aparata zbog previše komplikovanja. Možda bi se nekim egzotičnim egzibicijama favorizovala neka osobina jednog senzora u odnosu na drugi, tako da je bolje držati se jednostavnosti po cenu da ove astrofotografije budu ocenjene prosečnim. Nakon, dakle, akcije:

Prvo što pada u oči je različita boja. Urbane legende, dakle, jesu tačne: 40D (desno) zaista propušta više crvene. Da bih to jasnije prikazao podigao sam saturaciju gorepomenutog snimka za 50%:

Međutim, na originalnom snimku je moguće tačnije meriti neke vrednosti tako da je hipersaturirani snimak ovde samo radi ilustracije. Na regularnom snimku zaista imamo veće vrednosti R kanala na 40D što znači da je senzor zabeležio više signala u H-alfa području i tu je kraj svake diskusije o ova dva aparata i maglinama. Uključio sam eyedropper tool, dimenzije podesio na 31x31 piksel da bih dobio srednje vrednosti i merio crveni kanal u obeleženim kvadratićima. Svuda 40D ima blagu ali vrlo primetnu prednost.

Radi preciznije evaluacije uzeo sam dva svetlija dela magline (levi i gornji) i jedan tamniji (desni deo oba kadra). Svuda je R kanal jači na starijem aparatu što znači da se ovo nije dobilo nekakvim boost-ovanjem u internom procesingu tipa dizanje vrednosti samo jednog kanala, jer onda u tamnijim oblastima magline ne bi bilo proporcionalne prednosti.

Da vidimo kako stoje stvari sa drugim kanalima, u konkretnom slučaju sa plavim...

Rezultat je 163 (7D) prema 148 (40D). Prilično neočekivano... Očigledno je lowpass filter u 7D sasvim drugačije koncipiran i da smanjena osetljivost u R kanalu uopšte nije jedina razlika između starijih i novijih Canon-a. Osim toga, i golim okom se vidi da fotografija levo više vuče na plavo, odnosno na refleksione a ne emisione regione. Ovo doduše možda i nije osobina samo kamere već je možda renderovanje RAW snimaka od strane Irisa nešto drugačije, ali to je samo nagađanje. Ono što nije nikakvo nagađanje to je da razlike objektivno postoje, naročito uzevši u obzir da se radi o stekingu iz RAW snimaka koji se posmatra kao 16b TIF.

Odavno u fotoindustriji postoje urbane i ruralne legende o različitim Canon, Nikon, Olympus, Sony, Fuji... bojama i da svaki od ovih proizvođača prednost daje ovome ili onome. Idu priče da je Canon odličan u studiju, Fuji da je odličan za portrete, Olympus za pejzaže i slično, a zapravo se u najvećem broju slučajeva radi o JPG algoritmima koji naglašavaju ono što je proizvođač zamislio da je bitno. To je sve u potpunosti nebitno, jer se svaki JPG u aparatu ili u naknadnoj obradi može podesiti da daje skoro iste boje. Ovog internog čačkanja u RAW snimcima takođe ima, ali je proporcionalno mnogo manje izraženo, u žargonu se kaže da je takav RAW već "skuvan"; pošto je neka globalna definicija RAW snimka da predstavlja sirov izlaz, namenjen kasnijem editovanju. Konkretno razlike između 7D i 40D sugerišu da se očigledno radi dobrim delom o tim RAW algoritmima koje svaki proizvođač krije kao zmija noge u cilju tvrdnje "mi to ne radimo, naš RAW je najrealniji/najsiroviji mogući". Setite se Nikonove blamaže u RAW-u kad su aparati brisali zvezde jer su ih tretirali kao šum, toliko o tome da je RAW zaista sirov. Ali mi u astrofotografiji ne želimo da nam aparati kuvaju, želimo sami da skuvamo to što je zabeleženo, uglavnom iz razloga što mnogo bolje znamo šta nam treba i kako to da dobijemo nego sami proizvođači koji, setite se, moraju da zadovolje i babe i domaćice i astrofotografe podjednako; pošto od toga zavisi uspeh na tržištu.

Ako pogledamo dosadašnje stanje stvari 7D je osetljiviji u plavom a 40D u crvenom delu spektra i to može da bude i razlika u lowpass filterima i u RAW internom procesingu (ili oba).

Da bih odagnao sve sumnje, našao sam deo snimka pri periferiji, tačnije tamo gde svakako ne postoji ni alfa emisija niti bilo kakva refleksija. Tamo fotka nikako ne može da sadrži crvene nijanse, ako sadrži onda je nešto pogrešno u samom dosadašnjem postupku. Dve najsjajnije zvezde na donjem snimku su magnitude 9.5mag i 11mag. Na obeleženom sektoru sam merio 51x51 (average) crveni kanal i u oba slučaja je vrednost 78-79. Ostali kanali takođe pokazuju iste vrednosti, tako da je ovo merenje definitivno realno, a čak i kad se prebaci u crno-belo dobije se da je snimak sa četrdeseticom blago svetliji (78% prema 77%). Ovo može imati veze sa korekcijom vinjetiranja, budući da se radi o samoj periferiji; a može biti i do osetljivosti samog senzora. Da bih to razgraničio, moram da merim i najsvetlije delove magline, ali o tome kasnije.

Primetna je još i jedna čudna činjenica: 7D ima veći šum. Možda i to ima veze sa vinjetiranjem tj oduzimanjem fleta na periferiji? Doduše, ovo su bezdušno uvećani kropovi; za četrdeseticu je sledeće uvećanje iznosilo 500%. Kadar u centru, gde vinjetiranja faktički nema:

Opet isto. Doduše, ovde se vidi i jasna rezolutivna prednost sedmice po pitanju najsitnijih zvezda, ali je snimak sa 40D ipak nešto svetliji. Možda to ima veze sa činjenicom da je prvo snimano četrdeseticom, tj da je nebo u tom momentu bilo svetlije? U tom slučaju treba meriti na najsvetlijim delovima magline.

Rezultat je 38% prema 41%; odnosno pošto je to procenat crne, sedmica je svetlije prikazala maglinu. Ovo je malo kontradiktorno sa prethodnom pretpostavkom, gde bi trebalo da je rezultat izjednačen, pošto je maglina uvek istog sjaja. Zapravo, tu stupa na scenu treća začkoljica odnosno visina M17 nad horizontom a to znači da je maglina više potonula ka horizontu sa sedmicom, odnosno trebalo bi da je tamnija - a nije.

Da se vratimo najsitnijim zvezdicama, odnosno graničnoj magnitudi. Dimenzije pojedinačnih piksela daju indicije da bi 40D trebalo da je u prednosti pošto ne traći bespotrebno resurse već ima praktično idealan sempling. Međutim, sledeći maksimalno rastegnut BW 32b stack govori da je sedmica u prednosti:

Ovo može imati veze sa rezolucijom tj lowpass filterom koji je kod 7D slabiji, zapazite da je desni snimak (40D) uvećan na 300% gde se jasno vidi ko gubi trku. Četrdesetica fenomenalno radi u najvećem broju slučajeva ali očigledno se isplatilo što sam te večeri imao veoma stabilnu atmosferu; sećam se da svako letnje snimanje nisko na jugu daje razmazane palačinke od zvezda kad se koristi reflektor. Dakle, ako atmosfera dozvoljava, 18mpx daje definitivno bolje rezultate po ovom pitanju.

Na kraju da vidimo šta sam ja zapravo dobio kao finalne rezultate ovim aparatima. Dalja obrada je uključivala čupanje najtamnijih nijansi, a sve je rađeno akcijama da bi bilo potpuno ravnopravno i istovetno. Razlika koja postoji u bojama... pa objektivno postoji. Sedmica vuče na žuto.

Osim toga, kad sam preterao u čupanju ispostavilo se da se šum na novijem aparatu teže uklanja. Dakle, još jedna urbana legenda (da 7d ima neponovljivo ružan šum) se ispostavila kao tačna. Ovaj aparat daje odlične snimke sve dok ne preterate u obradi - kao na sledećim snimcima. S druge strane, tu je i veći kontrast a i bolje zabeleženi detalji u svetlijim partijama magline.

7D:

40D: 

 

Zaključak: 7D ima jasnu prednost po pitanju zabeleženog plavog i ukupnog signala u svetlijim partijama, po pitanju granične magnitude, u rezoluciji i semplingu - čak i na ovako malim visinama; a gubi na polju beleženja H-alfa frekvencija i šumu kad se analizira snimak na 300-500%.

Zaključak zaključka: sedmica je odlična za galaksije i sitne planetarne magline gde ne dominira hidrogen-alfa emisija. Takođe je bolja jer je osetljivija (bolje beleži signal) što može biti od značaja na najtamnijim objektima. Za crvene magline četrdesetica i dalje daje best bang for the buck. Za vaš kompjuter, ženu i decu je najbolje da se uopšte ne bavite astrofotografijom već, poželjno, pređite na kulinarstvo pošto je izazov podjednako veliki a dobijanje ispravnih rezultata garantuje euforiju i frustraciju u podjednakom obimu.