2018-11-28

Ultrahimmeitä signaaleja, matalia sudenkuoppia

Tulipa vietettyä yksi yö tuolla Juurusveden rannalla olevan vedenpuhdistamon takana kuvaillen nousevaa Linnunrataa Ajomiehen, Härän ja Orionin pohjoispään suunnilla. Tuolta peltoaukealta nimittäin aukeaa hyvin pimeä, vaikkakaan ei kovin leveä sektori kaakkoistaivaalle. Tuossa suunnassa lähimmät suuret asutuskeskukset ovat Outokumpu (linnuntietä 75 km) ja Joensuu (120 km), eli niiden valot eivät varmasti tänne asti horisonttia valaise. Suuruudenhulluuksissani loppukuvasta tuli ihan tajuttoman massiivinen, mutta ikävä kyllä suuresta määrästä pikseleitä ei pääse kunnolla nauttimaan Nikonin insinöörien (tai markkinointiosaston) töppäyksen vuoksi.

Kalibroinnin, pinoamisen ja taustataivaan vähennyksen jälkeen kuvia aukivenytellessä valotuksista nousi esiin melkoisen psykedeelinen väri-iloittelu joka söi kuvasta Linnunradan ulko-osien valtavankokoiset pimeät sumut. Tältä se näyttää yhteen liitetyssä panoraamassa:


Jokaista panoraaman osakuvaa kiertää vinjetoinnin muotoja seuraileva vihertävän purppura väriliuku. Oikeassa alanurkassa sitten voi nähdä ilmahehkun tuottamia väriraitoja jotka myöskin selvisivät taustataivaan vähennyksestä. En ole asiantuntija, mutta käsittääkseni näiden ympyriäisten väriliukujen syyn voi johtaa suoraan kameraan ja sen raakakuville tekemään esikäsittelyyn: kameran kenno kerää valotuksen aikana itseensä varausta joka ei johdu siihen tulevasta valosta, joten Nikonin insinöörit ovat suuressa viisaudessaan päättäneet leikata tämän varauksen tuottamat numeroarvot kuvasta pois — leikkaus toimii alkeellisen pimeäruudun tavoin. Kyseessä on ihan vain numeerinen vähennyslasku pikseliarvoille, joka on arvoltaan sama kaikille pikseliarvoille pitkin kuvaa.

Nikon tekisi viisaasti jos vähennysoperaatio pikseliarvoille jätettäisiin kokonaan tekemättä. Itse asiassa sen voisi korvata kokonaan yhdellä kuvan lisätietokentällä joko niin että kenttään tallentuisi joko jo kuvasta vähennetty tai kuvaa kehitettäessä vähennettävä arvo. Jäisi sitten raakakuvaprosessointiohjelmien kehittäjien hoteille käyttää tätä tietoa oikein. Jos mummokuvaajilta jotain urputusta pitkien valotusten värien vääristymistä tulee, Nikon voisi osoittaa sormella Adoben tai kuvaajan suuntaan kun ei käytä kameran mukana tullutta Virallista Ohjelmistoa.

Lisäksi raakakuvien värikanaville tehdään kanavakohtainen kertolasku jollain pienellä arvolla, joka tuntuu vaihtelevan kuvasta — ja oletettavasti kamerayksilöstä ja -mallista — toiseen. Toisin kuin pimeävirran leikkaamiselle, tälle kertolaskuoperaatiolle ei tunnu olevan mitään varsinaista käyttöä tai edes tarvetta vaan se tehdään koska ??? Pieniä lukuja kerrottaessa toisilla pienillä liukuluvuilla ja tallennettaessa samalla tarkkuudella, saadaan aikaiseksi lukuarvoihin verrattuna suhteellisen suuria pyöristysvirheitä. Nämä virheet sitten kasvavat ja kertautuvat vinjetoinninkorjauksen ja aukirevittelyn myötä. Huolimattoman datankäsittelyn lopputuloksen näkee sitten postauksen ensimmäisestä taideteoksesta.

Joka tapauksessa, tässä samasta Linnunratapanoraamasta vielä zoomattava, noin 90 megapikseliin pienennetty versio jota ei ole revitelty auki ihan yhtä aggressiivisesti:


(D800, Samyang 135mm f/2. Panoraama, kolme tai kuvaa rinnakkain neljässä rivissä. Jokainen kuva on 3x69s mediaanipino satelliittien ja muun roskan kadottamiseksi. Kuva viety Photoshopin HTML-yhteensopivalla Zoomifyllä.)

Pimeät sumut jotka kiemurtelevat tuolla Härän-Ajomiehen seutuvilla erottuvat taustataivaasta nyt ihan kivasti. Eivät niin kivasti kuin ne voisivat erottua, mutta erottuvatpahan. Kuvan rajaus jäi jo kuvausvaiheessa vähän ahtaaksi tuolta ylhäältä, Kaliforniasumu kun ei mahdu kuvaan kuin osittain ja Capella on kuvassa oikeastaan vain siroamisensa kautta.

Vertailun vuoksi sama suunta taivaasta Sigman 14-millisen jeesuslaajiksen läpi nähtynä. Vasemmanpuoleinen kellertävä hehku on ihan vaan sitä tuttua valosaastetta mutta tuo oikeanpuolimmainen viherrys on pimeän taivaan luotettavinta merkkiä eli ilmahehkua. Panoraaman osa taivaasta rajoittuu ylhäällä Kaliforniasumuun, alhaalla taas kuusikon rajalla punertavana loistavaan Betelgeuseen. Laajiskuvasta se ei erotu, mutta zoomattavan panoraaman vasemmassa laidassa näkyy punaisten emissiosumujen kaverina vieraileva tähti, jaksollinen komeetta 21P/Giacobini-Zinner.

Linnunrataa ja sen pölypilviä ja emissiosumuja ja ilmahehkua ja valosaastetta ja metsän reunaa

Myös kuvankäsittelyohjelmat voivat aiheuttaa odottamattomia virheitä kuviin. Alla on animaatio yhdestä auringonlaskusta, jonka kaikki osavalotukset pinosin — ihan uteliaisuuttani ja nähdäkseni palsjastuisiko miljoonakertaisen valonvähennyksen alta jotain myös maisemasta. Ei paljastunut vastarannan metsikön ääriviivan lisäksi muuta kuin säännöllinen ruudukko ihan pinotun kuvan alimmista biteistä. Tämä oli oikeastaan positiivinen yllätys, koska olin aiemmin törmännyt vastaavaan ruutukuvioon käsitellessä tähtitaivaskuvaa jossa kohteena oli erittäin himmeä ja laaja-alainen heijastussumu. Silloin vain oli hankala lähteä etsimään juurisyytä ruudukolle, koska työnkulku oli käsittänyt melkein puolitusinaa ohjelmistoa joista periaatteessa kukin olisi voinut olla virheen aiheuttajana. Nyt ohjelmia oli vain kaksi: Raw Therapee ja Imagemagick, joista jälkimmäinen hoiti kuvien pinoamisen joten syyllinen löytyi nopeasti.


(Totta se on, lukukohinan tason alta ei saa kaivettua oikein mitään esiin. Tummimpiin pikseleihin on maisemasta tullut 50ms valotuksen aikana yksi tai joskus ei yhtään fotonia.)

Lopulta ruudukon aiheuttajaksi paljastui yksi Raw Therapeen uusimmista ominaisuuksista: väri-interpolointia ennen tehtävä käsisäätöinen poikittaisen värivirheen korjaus. Kunhan signaali on riittävän voimakas, korjaus toimii loistavasti, mutta äärimmilleen venytetyissä tähtitaivas- ja muissa signaalin määrän suhteen ohuissa kuvissa värivirheen korjauksen aiheuttama ruudukko nousee lopulta esiin. Mitä ennemmän korjausta on käytetty, sitä tiheämpi ruudukko on. Tuossa esimerkkikuvassa korjaus on suurimmalla arvollaan.

Muuten, myös korjauksen automaattinen versio RT:ssä aiheuttaa kuviin virheitä, mutta ne näkyvät varsin epäsäännöllisesti kulkevina, suorakulmaisina repalereunoina pitkin kuvaa. Raw Therapeen seuraavaan versioon ehkä luvassa värivirheenkorjaus joka toimii tämän osalta paremmin — tai korjauksen voi tehdä väri-interpoloinnin jälkeen, mutta se ei anna samaa terävyyshyötyä kuin ennen interpolointia tehty korjaus.



Tässä muuten vielä tuo ongelmia aiheuttanut Integrated Flux Nebula -kuva, joka odotti lopullista käsittelyään kiintolevyllä muutaman kuukauden ajan, mutta eipä ole nyt ruudukkoa sotkemassa:

Galaksin kajoa heijastavaa pölymateriaa Otavan nurkilla

0 comments:

Lähetä kommentti