Съемка NGC6946 силами "Астрохостела"

[БорисЕ]

NGC 6946 — совместная съёмка и обработка

Хочу поделиться деталями съёмки и обработки нашего коллаба (aka "колхоза") по NGC 6946.
Целью было получение глубокой и детализированной LRGB + Hα композиции, собранной из большого объёма данных, снятых на разных телескопах и камерах.

Результат в профильной теме

(кликните для показа/скрытия)

(кликните для показа/скрытия)

Выбор объекта

Выбор цели был, честно говоря, спонтанным: @Sharky предложил, а остальные поддержали идею.
С технической точки зрения, решение оказалось удачным: август–сентябрь - оптимальное время с точки зрения числа ясных ночей, галактика в этот период кульминирует высоко, что позволяет снимать её долго.

С эстетической точки зрения решее более спорное - сложный пылевой фон и галактика, частично сливающаяся с ним. Но в этом, пожалуй, можно найти и свою привлекательность

Съёмка

В проекте участвовали все резиденты Астрохостела на момент съёмки с рабочим оборудованием, что позволило за короткое время накопить значительное общее время экспозиции на самом разном оборудовании - от рефракторов и ньютонов до прямофокусников.
Это, конечно, сильно усложнило обработку, но именно такие проекты дают реальный опыт работы с разнотипными данными.

Небольшое замечание: перед началом съёмки стоит тщательно проверять ориентацию камер и положение труб в кольцах, особенно на системах с растяжками. Несоблюдение этого правила нередко приводит к проблемам при сведении.

(кликните для показа/скрытия)

Список участников, оборудование и накопление:


Pre-processing

Каждый участник выполнял базовую калибровку самостоятельно:

• калибровка по кадрам bias, dark и flat
• применение косметической коррекции (особенно важно для "колхозных" съёмок)
• экспорт откалиброванных кадров на общий сервер

Выравнивание, нормализация и сложение кадров выполнялись централизованно.

Автоматическое выравнивание большого количества кадров, снятых на разных оптических системах (с отличиями в FOV, ориентации и зеркальности), невозможно - StarAlignment корректно совмещал не более половины.

(кликните для показа/скрытия)

Поэтому был использован подход с индивидуальной настройкой пайплайна под каждого участника, с обязательным визуальным контролем результатов на каждом этапе.
Типичный пайплайн:

• Первичное выравнивание относительно индивидуального референса
• обрезка и/или зеркалирование при необходимости
• выравнивание по общему референсу

(кликните для показа/скрытия)

(кликните для показа/скрытия)

3d эффект	"Сдвиг"

В качестве основного опорного кадра использовался снимок со средним полем зрения (на иллюстрации выше выделен красной рамкой) -  те были кадры как с большим, так и меньшим полем зрения.

Для нормализации фона применялся скрипт NormalizeScaleGradient - без него при разных FOV неизбежно проявлялись бы стыки между полями.

Из подготовленных к сложению кадров при помощи SubframeSelector были выбраны лучшие 5–10 % кадров для получения дополнительных сумм с максимально высоким FWHM.
Сложение выполнялось в FITStacker поканально и в разрезе тиров качества.

Кроме того, были собраны несколько вспомогательных сумм: широкое поле с астрографа @smol69 и суммы с астрографа @Kenji_cd для ярких звёзд (из-за лучиков).

Итого на выходе было:

• 9 основных сумм: L (best/all), R (best/all), G (best/all), B (best/all), Hα;
• 6 вспомогательных

Обработка

Об этом можно писать долго, поэтому здесь приведены только основные моменты за пределами базовых этапов любого worklflow в PixInsight.

Поскольку в области вокруг NGC 6946 много туманностей, к выравниванию фона подходили особенно аккуратно.
Для построения референса фона использовались широкоугольные суммы, снятые на FSQ @smol69 . После устранения градиентов и лёгкой обработки низкочастотная составляющая этих изображений применялась для корректировки фона основных сумм.

Для каждого канала производилось объединение по маске best и all сумм: так удалось сохранить высокое разрешение в областях с сильным сигналом и при этом улучшить соотношение сигнал/шум в слабых.

После растяжения (GHS), сборки LRGB и стандартной обработки, финальная доводка (баланс цвета, насыщенность, контраст) выполнялась в Photoshop

[Скиталец]

Ребята, очень-очень круто! Вы молодцы
Борису отдельный респект за красивую и грамотную обработку материала Сложно представить сколько времени и трудов это заняло. И когда ты только все успеваешь))
Очень надеюсь, что это не последняя подобная коллективная съемка:)

[Юрий Торопин]

500+ часов заслуживают всяческого уважения, очень круто!
Думаю, что это самая "глубокая" любительская фотография NGC6946! 

Лишь представленная обработка вызывает вопросы...

Галактика какая-то блёклая, не хватает контраста и насыщенности, яркие детали пережженые.
С другой стороны гистограммы, фон и слабые туманности - розовые, не используется 3-4% с левой части гистограммы - сигнал фона начинается не с нуля-единицы, а с ~11 (из 256 в JPEG), что кстати отчасти и приводит к тому, что картинка "блёклая".
По слабым звёздам та же проблема, не хватает цветов. Кажется, что картинка в целом мыльновата.

Я знаю, насколько сложно обрабатывать подобные суммы с очень широким динамическим диапазоном.
У меня это тоже плохо получается.
Возможно, что это максимум, который можно вытащить из суммы.

Вы пробовали оценить предельную величину объектов, зафиксированных на сумме? Там точно 25...26^m+ 

[Скиталец]

яркие детали пережженые

Специально прошелся в Fitswork по самым ярким участкам пиксельной диаграммой, не похоже, что пережжено...О каких именно участках речь и как измеряли?

У меня это тоже плохо получается.

Часть из озвученных вами недостатков в какой-то степени "вкусовщина". И понятное дело, что совершенству нет предела...но разве к данной обработке корректно применять такое оценочное суждение, как "плохо"?

[Юрий Торопин]

О каких именно участках речь и как измеряли?

Пипеткой в Pix'e тыкал, как ещё? 
Возможно, "пережжено" - не правильный термин, но в центре больших водородных облаков в рукавах галактики всё "белое", хоть там и нет сигнала в 255 единиц.
Вспомните "Пеликана", "Розетку" и другие наши большие "водородки", их яркие участки ведь не белые.

в какой-то степени "вкусовщина".

У каждого может быть своё мнение. Я высказал своё. О вкусах не спорят

но разве к данной обработке корректно применять такое оценочное суждение, как "плохо"?

Оценочное суждение "плохо" никоим образом не относилось к данной обработке.

[Скиталец]

Возможно, "пережжено" - не правильный термин, но в центре больших водородных облаков в рукавах галактики всё "белое", хоть там и нет сигнала в 255 единиц.
Вспомните "Пеликана", "Розетку" и другие наши большие "водородки", их яркие участки ведь не белые.

Теперь понимаю, что вы имели ввиду.

У каждого может быть своё мнение.

Согласен 

[Юрий Торопин]

Цитата
Возможно, "пережжено" - не правильный термин, но в центре больших водородных облаков в рукавах галактики всё "белое", хоть там и нет сигнала в 255 единиц.
Вспомните "Пеликана", "Розетку" и другие наши большие "водородки", их яркие участки ведь не белые.
Теперь понимаю, что вы имели ввиду.

Да, странно, что такие "пережжённые" водородные туманности вдобавок еще и не белые с сигналом в 255 единиц, а какие-то "голубо-серые". Пипетка даёт по ним отсчёт в {232, 232, 242}, т.е. опять "срезано" 5-7% гистограммы и потерян баланс белого, уже с правой стороны гистограммы.

На astrobin'e много примеров NGC6946, выбрал несколько референсов, Фейерверк LRGBHa за 50 часов, широкое поле в LRGBHa, сравнимое по полю зрения с представленной работой, за ~20 часов, 25,5 часов в LRGB и всего 4.25 часа в LRGB.
Тёплое ламповое фото Adam'a Block'a 2011 г

Моё скромное мнение - обработку надо переделать. Настоящий результат ещё впереди.

Можно попробовать отказаться от исходников, разрешение которых в 4+ раза хуже наилучшего разрешения, как показывает опыт, они ничего не добавляют, а разрешение и микроконтраст снижают.

[Fatalik]

Моё скромное мнение - обработку надо переделать.

Скромное ? )))

[Юрий Торопин]

"Скромное" экспертное, с большой насмотренностью 
Мы продолжим обсуждать моё мнение? В этой теме это оффтоп, тема про обсуждение работы 
Ещё пример обработки сходной тусклой галактики с накоплением ~500 часов.

[Fatalik]

А. Эксперт насмотренный. Я понял.

Комментарий модератора

вернемся к теме

[diant]

NGC 6946

Борис, здорово, очень здорово для спонтанного эксперимента. Меня лично удивило отличное разрешение общей суммы и конечно глубина. Специально сравнил с обзором ПанСТАРРС - некоторые мелкие галактики по полю проявили такую периферию, которой не видно в названном обзоре. Немного неудобно сравнивать перевернутую на 180 гр картинку, лучше бы ее в нормальной ориентации поставить. Еще удивительно, как люди живо откликнулись и включились, прямо бальзам на душу. А обработка таких разных по масштабу и площади сумм - это вообще для меня, например, запредельная математика. Кстати, особо глубокого проницания по звездам (как тут написали 25 или около того) тут не видно. Я оцениваю около 21, даже рядом с самой Вертушкой.

[Юрий Звёздный]

Красиво и впечатляюще. Можно ли сделать лучше? Несомненно. Но и такой результат я считаю уже очень хорош и заслуживает уважения.

[CatS]

Предупреждайте в следующие разы о подобных "пробивах"
У меня летом погоды много было, мог бы помочь с узкополосными данными

[Opossum]

Я оцениваю около 21, даже рядом с самой Вертушкой.

Вы пробовали оценить предельную величину объектов, зафиксированных на сумме? Там точно 25...26^m+ 

оценки проницания разошлись в сотню раз 

[Юрий Торопин]

оценки проницания разошлись в сотню раз 

Тут какое дело.. Я навскидку ориентировался на накопление, 500 часов (да ещё с коэффициентом Х2 на чувствительность современных матриц) - это примерно в 10 раз больше сигнала и раза в 3 больше соотношение S/N, чем у нас было в своё время на М51. Там предельная величина (по галактиками фона из NED в Aladin'e) была 24^m+, поэтому я и писал, что здесь должно быть ещё глубже.

По факту ASTAR намерил 20.74^m, но он может ошибаться, изображение не линейное, да и я не особо умею "его готовить".
Я, сравнивая со звёздами из Pan-STARRS в Aladin, отождествил на снимке звёзды до 21.7^m, но далеко не все из них.
Но всё это вполне близко к тому, что выше написал diant.

Опять же, намного точнее было бы работать с исходной суммой, а не с финальной версией после сложной обработки.

[БорисЕ]

Вы пробовали оценить предельную величину объектов, зафиксированных на сумме? Там точно 25...26^m+ 

Да, пробовали.
Более или менее надежно определяется 23+^m (использовал и апертурную, и PSF фотометрию результат более или менее схожий)