Что мы накапливаем: свет или иллюзию?

[Бобр-99]

Не знает ли кто галереи с похожими на натуру фотографиями?

[Ph_user]

на 50 часах галактика расцветает, а на 500 просто светится всеми цветами.

Чтобы лучше узнать цвет нужно получить больше снр по каналам цветового тона и насыщености. Это еще два ортогональных канала к каналу светлости.

Снр то физическая форма знания - наличие определености величины на определеной точности. При малом снр точность определения величины малая.

А всё что дальше применяется - это накрутки для проявления деталей.

В художественой фотопленке и остальной числовой фотографии тоже самое - приличный фотограф от сцены показывает с улучшением видимости самый важный кусок диапазона. Контраст проф фотопленок доходит до 2 и более в части диапазона.  Технически то значит рынок голосует баблом за наличие улучшений картинок реальности (романтизации).

[Скиталец]

Может не совсем удачно выразился, меняется конечно. ОСШ растёт и проявляются новые, более тусклые детали, которые до этого были замаскированы шумом, но они там были всегда.

Не могу сказать, что я сильно погружен в теорию, поэтому все мной написанное, это в основном мое восприятие и видение процесса. Вот хочется зацепиться за фразу "...до этого были замаскированы шумом, но они там были всегда." А откуда мы это можем знать? Делаем одиночный снимок длительностью 1 сек., пусть для примера послужит та же М31 с кислородной аркой... Как можно проверить, что на этом снимке длительностью 1 сек или 10 сек, не суть, есть та самая "арка" в кислороде? Если мы не можем проверить это опытным путем, применив даже самые агрессивные приемы обработки, растяжения гистограммы и прочее, и увидеть хотя бы некоторые очертания этого объекта, то в моем понимании логичнее сделать вывод, что на данном одиночнике этого объекта нет. По какой причине нет? Мне сложно ответить...возможно несовершенство современных матриц, они не способны уловить фотоны от столь тусклого объекта за данную единицу времени, либо просто объективно этих фотонов на 10 секундах катастрофически мало чтобы оставить свой след...может, конечно, кто-то с более научным подходом пояснит о принципе работы матриц и фотонов света, падающих на нее:) Но моя мысль в том, что если невозможно показать наличие какого-то объекта, деталей на одиночном снимке длительностью, скажем, 1 сек, хотя бы даже на уровне "угадывания", то что нам дает основания полагать, что они там есть? Что они там есть мы узнали, когда накопили 100, или 500, или 1000 часов:) И опять же, мы узнали об этом на снимке в 100 или 500 часов, там мы это смогли разглядеть, а вот на снимке длительностью 1 сек получается объекта еще не было...Разве не так?

Но возьмём к примеру спиральную ветвь галактики. Когда мы добираем ОСШ до какого-то предела, то объект перестаёт заметно меняться. Мы получили достоверную репрезентацию объекта - шум не мешает достоверно видеть цвет и яркость деталей. Допустим это случилось на 100 часах накопления. Потом фотограф делает 1000 часов накопления, а спиральная ветвь осталось такой же - новых цветов и деталей не появилось

Я с этой мыслью в общем-то согласен. Должен быть какой-то предел накопления, когда уже получена точная репрезентация объекта и новых деталей у него просто не появится, они все уже проэкспонировались. Но как понять, что этот предел достигнут? То есть мы как бы понимаем, что надо копить свет, чтобы увеличивать SNR и иметь возможность дотянуться до тусклых деталей...но предел накопления дело субъективное получается, кто-то за ночь снимает по 5 объектов и доволен этому, а кто-то тратит сотни часов на объект. В общем я к тому, что если мы не можем точно рассчитать тот предел, когда уже новых деталей вообще не прибавится, даже самых тусклых и мелких, то все субъективно, совершенству нет предела, пусть каждый копит на сколько у него хватит терпения и желания:)

"но это же 1000 часов" - думает фотограф и выкручивает насыщенность и контраст так что аж рябит. "Вот, теперь похоже на 1000 часов". Какая то такая логика

это к вопросу о здравом смысле, чувству меры и художественном вкусе. Кто-то возможно именно так и рассуждает, кто-то и снимок с 2-х часовым накоплением накрутит так, что в глазах рябит. Я думаю, что нет никакой объективной взаимосвязи между накоплением в сотни часов и желанием астрофотографа накрутить насыщенность и т.п. Тут все от "воспитания" зависит

[diant]

Но здесь возникает вопрос: а есть ли видимая разница между SNR 50 и 500?

Юрий, тут такое дело. Нет общего SNR для снимка, он есть для каждого отдельного объекта, точнее, даже для отдельной области отдельного объекта.
И если один объект растет с SNR50 до SNR500, то где-то рядом одновременно другой объект (или даже его же часть) растет с SNR1 до SNR10, а еще рядом есть третий объект, который был SNR0,1 и сидел глубоко под шумом, а теперь только намечается. И так до бесконечности.

[Ph_user]

Должен быть какой-то предел накопления, когда уже получена точная репрезентация объекта и новых деталей у него просто не появится, они все уже проэкспонировались. Но как понять, что этот предел достигнут?

Посчитать одинаковость между двумя последними кадриками на выходе системы копления-усреднения (н и н-1) и последним и каким-нить более предыдущим (н и н-2). Когда одинаковость перестанет прибывать (прибавка одинаковости меньше порога) - считать уже все готово. Вариантов методов оценки одинаковости пары картинок (или обратной разницы) много - SAD, SSIM, VIF и много других.

Это же к 2025 уже должно быть в програмах для обработки картинок при накоплении.

так до бесконечности.

Так до упора в рассев копильной системы и остальные постояные шумы-помехи копильной системы. +еще рассев в атмосфере добавляет.

Уже в книжках полувековой давности было - у реальных оптосистем нету линейности. Передаточная характеристика контраста реальных оптосистем не_линейна и имеет насыщение снизу (ограничение об рассев и др помехи).

[diant]

Так до упора в рассев копильной системы и остальные постояные шумы-помехи копильной системы. +еще рассев в атмосфере добавляет.

Ph_user, не могу согласиться с вами и соответственно добавить к своим словам ваши ограничения. Причина в том, что все ваши шумовые сигналы остаются в знаменателе под корнем, тогда как полезный сигнал в числителе SNR растет без корня.
Ваш "упор" был бы принят мною, если бы он не носил характера шумовых сигналов, но являлся постоянным фикс-паттерном (аддитивным в каждом кадре). Однако способы борьбы с фикс-паттернами приняты в практику астрофотографами так давно и так надежно, что об этом все копящие 1000 и более часов заботятся по умолчанию кмк.

[Gravity]

Закон убывающей отдачи и практические ограничения ("Почему не стоит снимать 1000 часов одну галактику"). Хотя теоретически SNR растет бесконечно, на практике после определенного момента вы перестаете замечать улучшения. Первые 10 часов: Огромный скачок качества. Из хаотичного шума проявляется узнаваемая галактика. С 10 до 30 часов: Заметное улучшение. Проявляются слабые детали, уходит шум, цвета становятся чище. После 60-100 часов: Вы боретесь за последние 1-2% качества. Чтобы заметить разницу, нужно увеличивать масштаб и сравнивать два снимка бок о бок. Для большинства зрителей снимок в 60 часов и в 120 часов будет выглядеть одинаково отличным.
Практические рекомендации по бюджету времени в бортле 4:
Минимальный приемлемый результат 5 часов L: 3.5ч + RGB: 1.5ч (30 минут на канал) Будет видна форма, яркое ядро, основные рукава. Цвет бледный, заметен шум.
Хороший, детальный снимок 15 часов L: 10ч + RGB: 5ч (~1.5ч на каждый канал) Четко видны пылевые дорожки, структура в рукавах. Цвета насыщенные, шум хорошо подавлен.
Выставочный, глубокий снимок 30+ часов L: 20ч + RGB: 10ч (~3ч на каждый канал) Проявляются самые слабые внешние регионы, фон идеально чистый, цвета глубокие и естественные.
После съемки посмотрите на гистограмму одного кадра. Сигнал от объекта не должен "тонуть" в шуме, но и не должен быть пересвечен. SNR довести до значения >100-200 для гладкого изображения. Чтобы уменьшить видимый шум в 2 раза, нужно увеличить время накопления в 4 раза. Первые несколько часов дают огромный прирост качества, а дальше начинается "охота за последними процентами". Если цвета сильно шумят — в следующий раз увеличьте время на RGB. Если не хватает детализации — увеличьте время на L. При сложении L+RGB цвет может "поблекнуть". Это нормально. Цветовые каналы затем используются для "раскрашивания" яркостного. Если цвета выглядят слабыми и шумными, значит, RGB-данных не хватило. В следующий раз увеличьте их долю.

[Sharkу]

В общем, все печальки от стремления понравиЦЦа кому попало и обмазаЦЦа лайками.

Не знает ли кто галереи с похожими на натуру фотографиями?

Есть незыблемый принцип - хочешь сделать что-то хорошо, сделай сам.

[Бобр-99]

Я хоть и люблю фотографию, но не неба. В небо только глаза.

[Ph_user]

все ваши шумовые сигналы остаются в знаменателе под корнем, тогда как полезный сигнал в числителе SNR растет без корня.
Ваш "упор" был бы принят мною, если бы он не носил характера шумовых сигналов, но являлся постоянным фикс-паттерном (аддитивным в каждом кадре). Однако способы борьбы с фикс-паттернами приняты в практику астрофотографами так давно и так надежно, что об этом все копящие 1000 и более часов заботятся по умолчанию кмк.

Фикс-патерн как общая двумерная фрт строящей картинку системы будет переменчивой во времени (в разных кадриках накопления) от переменчивости атмосферы тоже. А полезный снр в области малых сигналов будет сложен с очень большим фоном.

Типа если средний уровень фона будет 20 из 255 (ну во флоате 20.0 из 255.0) - то уровень полезных сигналов порядка 0.1...0.000001- даже если там смогли накопить фотоновый снр больше 1 будет сложен с этими 20.0. И есть две проблемы - уровень константы фона (нулевая пространственая частота фона) в разных кадриках будет разной. Ее надо бы вычитать в каждом кадрике раздельно. И кроме нулевой частоты фрт системы есть и более высокие частоты и они случайны т.к. фрт из переменчивой атмосферы +относительно фиксированой камерушки будет разной в каждом кадрике. Заранее померить даже полную двумерную фрт только камерушки в стабильной атмосфере смысл ограниченый и такой замер решает только статические проблемы (частично). Потому где-то около уровня нулевой пространственой частоты фона будет максимально вытаскиваемый математикой уровень деталей и дальше уже ой. Скорее максимальное полезное накопление ограничено силой головы и математики по вытаскиванию полезных деталей около уровня рассева (общей фрт).

Также последний абзац стр.54.

Патерн будет менее чем фикс и это может быть ограничивающей проблемой. Разворачивание переменчивой по времени и не_известной с нужной точностью фрт идет с ошибками. Типа попытки разогнуть (быстро уходящую почти в горизонталь) кривую 2 в наклоненую в математическую безконечно малую окресность нуля прямую 1 на рис 2-3. Простое вычитание константы фона прилично работает только в областях малых контрастов где линии 1 и 2 примерно паралельны и достаточно близки. Эти ошибки могут быть дополнительным шумом ограничивающим достижимый снр. Типа снр ограниченый шумами разворота фрт.

Для большинства зрителей снимок в 60 часов и в 120 часов будет выглядеть одинаково отличным.

Если копить без случайных помех от атмосферы и разворачивать статически замеряную фрт фоталки - можно пробовать вытаскивать и больше из темных мест. И там копить надо побольше. А для простых фоталок с простейшим разворотом фрт вычитанием подобраной по вкусу константы из накопленой фотки там может быть смысл копить только до дохода ограниченого фотонами снр на уровне собственых фоновых помех фоталки контрастной чувствительностью зрения при условиях просмотра фотки. Тогда там будет видна вмеру чистая от шумовых помех серятина и чернота.

[diant]

Фикс-патерн как общая двумерная фрт строящей картинку системы будет переменчивой во времени (в разных кадриках накопления) от переменчивости атмосферы тоже.

Значит мы с вами одними и теми же словами называем совсем разные вещи. В любом случае и вы и я уверены в своих основаниях, поэтому будет дейстовать соответственно. Я правда не очень прямо вот уверен в своих, но пока они работают, я их придерживаюсь.

[Pilgrim]

Первые 10 часов: Огромный скачок качества. Из хаотичного шума проявляется узнаваемая галактика. С 10 до 30 часов: Заметное улучшение. Проявляются слабые детали, уходит шум, цвета становятся чище. После 60-100 часов: Вы боретесь за последние 1-2% качества. Чтобы заметить разницу, нужно увеличивать масштаб и сравнивать два снимка бок о бок. Для большинства зрителей снимок в 60 часов и в 120 часов будет выглядеть одинаково отличным.

Человеческое зрение воспринимает сигнал логарифмически, это касается яркости (см звёздные величины) и восприятея деталей объекта на фоне шума с ростом SNR.

Поэтому ваша шкала должна быть логарифмической и всё станет на свои места. Вы легко увидите разницу 1 час и 10 часов, и так же легко увидите отличия между 10 часов и 100, и между 100 и 1000 тоже (все помнят рекордную коллективную М51).
И конечно вполне можно сказать что "последние 100 часов из 1000 были потрачены практически впустую", ведь не заметно разницы между 900 и 1000 часов, так же как её не заметно между 9 и 10 минут. Поэтому когда можно остановиться - зависит исключительно от того, насколько вы цените качество результата по сравнению с тем как цените ваше наблюдательное время, и выводы будут сугубо индивидуальны.

[Gravity]

Аналогия по типу: Представьте, что вы шлифуете деревянную доску наждачкой.
Переход с крупной на среднюю наждачку (1 час → 4 часа) — это огромная разница! Поверхность становится намного глаже.
Переход со средней на мелкую (20 часов → 40 часов) — разница еще заметна, но уже не так радикально.
Полировка уже гладкой поверхности (100 часов → 200 часов) — вы потратите уйму времени, но на глаз разницу уже не отличить.

[diant]

Есть чувство, что это почти вопрос религии. И соответственно убеждение превращается в миссионерство. И кстати есть астрофотографы, которые часы не считают вообще. Это как рыбалка. Кто не рыбак, никогда не поймет этих часов, проведенных наедине с поплавком. И того, кто тянет дальний фон Вселенной с его "козявками" никто не переубедит, что уже якобы хватит. Он-то знает, что тянет. С другой стороны, того, у кого snr замерз, волоком не заставишь собирать свет дальше. Такова [угадать слово].

[Дмитрий Маколкин]

Аналогия по типу: Представьте, что вы шлифуете деревянную доску наждачкой.
Переход с крупной на среднюю наждачку (1 час → 4 часа) — это огромная разница! Поверхность становится намного глаже.
Переход со средней на мелкую (20 часов → 40 часов) — разница еще заметна, но уже не так радикально.
Полировка уже гладкой поверхности (100 часов → 200 часов) — вы потратите уйму времени, но на глаз разницу уже не отличить.

Так ведь то-то и оно, что не на глаз, а с использованием всех наработок инструментария по представлению огромного динамического диапазона на мониторе с относительно небольшим диапазоном яркостей.

[Ph_user]

увидите разницу 1 час и 10 часов

Можно еще пробовать копить через стекла малой цены паралельно. Типа 1 час через батарею из 10 стекол. Если стекла поставить вмеру плотно и повезет - болтанки атмосферой может быть меньше 10часов одним стеклом.

есть астрофотографы, которые часы не считают вообще.

Дык правильно - лучший сиинг может вылезти в любой момент и оттуда можно будет выкопать картинку получше остальной размазни. По физической науке вероятность наилучшего сиинга в интервале копления будет ближе к 1 при увеличении времени копления к безконечности.

[p.v.]

А что ещё меняется? Отношение сигнал/шум меняется. Динамический диапазон растёт из-за роста SNR, детали появляются из-за роста SNR. Всё - из-за роста SNR, мы снимаем пелену шума и за ними появляются детали. Вроде так. Или что-то ещё происходит при накоплении?

Фишка в том, что ДД не растет. Он как был 8 бит/канал на мониторе или 16/32 бит в tiff, таким и остается, независимо от накопления. С увеличением накопления меняется компрессия. Накопленный сигнал все больше сжимается, чтобы уместить гистограмму в 8/16 бит. Разрядность исходной суммы с накоплением растет, условно и грубо в 1/Sqr(N) раз. Но не до бесконечности. И только в файле, пока вы его не отправили на экран. Чтобы все это засунуть в монитор (в ДД монитора), при обработке картинка сжимается. Все что не сжалось, будет или черным или белым. Обработка засовывает все накопленное в эти границы. И черное и белое. Так вот при увеличении накопления до бесконечности серое станет белым, но никак не останется серым. Потеряется исходное отношение контрастов и связь с реальностью. Поэтому на 500/1000ч там может условно и вылезет всякое потустороннее, но к действительности оно будет иметь относительное отношение в силу жуткого искажения реальной картины.
Можно привести пример из обработки звука. У вас есть дешевые колонки с полосой 100-20кгц. Вы хотите вытащить на них низы и услышать то, что они в принципе не могут воспроизводить. Вы крутите эквалайзер и что вы получаете?
Бубнеж и искажения. Так же и со светом. Точнее с низами, или с темным темным космосом, делая его светлее.
Чтобы получить отн. реальную картину фона, следует уехать подальше в космос и снимать на камеру с фильтром почти не пропускающим свет. Т.е. черное он будет пропускать, а белое нет. Иными словами нужно ограничить или сделать избирательной чувствительность в полосе пропускания от 0 до темно темно серого. Физических фильтров для этого наверно не существует. Но можно сделать программный фильтр, который не позволит пикселю насыщаться в процессе накопления. В итоге вылезут тени. И далее рассматривать полученное отдельно от светлой части.
Еще аналогия. Свет снимают в разных диапазонах/фильтрах. Картинка в ИК мало коррелирует с картинкой в УФ. Смешивают их в одну только любители, ради неземной красоты. Профи смотрят на них по отдельности.
Со светами и тенями такая же история. Поэтому все эти суммы по 500/1000/10000 часов накопления говорят лишь об удаленности от реальности и буйности фантазии.
Ну и про SNR. Когда снимается 1 кадр, SNR снимка ограничен ДД матрицы, засветкой и пр. факторами. Условно полезный сигнал составляет 10 бит из 14/16 возможных. Он определяется отношением светлой границы сигнала к уровню полезного черного, который совсем не 0. А как вы определяете SNR на сумме 1000 часов? При накоплении фон (уровень черного) становится светлым/серым. Отношение свет/тень при этом падает. Если обрезать на такой сумме гистограмму внизу, какому SNR это должно соответствовать? Да никакому. Отношение белого к уровню черного при этом есть константа и равна ДД монитора. Имхо на такой сумме говорить про SNR не имеет никакого смысла. А если и говорить, то не резать при этом низы (не трогать гистограмму). Будет некрасиво и очень светло, но отн. честно.
На истину не претендую, просто мнение

[Ph_user]

16/32 бит в tiff, таким и остается, независимо от накопления. С увеличением накопления меняется компрессия. Накопленный сигнал все больше сжимается, чтобы уместить гистограмму в 8/16 бит.

Уже примерно все програмы для усреднения должны уметь флоат формат внутри и на выходе. Там и 32бит флоата для космических диапазонов хватит.

Ну и нету обязательности сжимать весь диапазон фотки в жалкую тыщщу монитора - можно вынимать из фотки нужные диапазоны когда они там в наличии. И уже вынутое смотреть на контрольном сргб мониторе с диапазоном в тыщщу.

Ну вот получен в какой фотке диапазон в милион. Милион это два раза по тыщще. Сначала вынули верхнюю тыщщу и посмотрели на мониторе с диапазоном в тыщщу. Потом вынули нижнюю тыщщу и посмотрели еще раз.