Печать

Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
21 Мая 2018, 02:37:01

1 час 1 день 1 неделя 1 месяц Навсегда

[Новости]

•    Новости
•      Астрономия
•      Астрофестивали
•    Жизнь клуба
•      Новости
•      Проекты
•      Мероприятия
•      Отчеты о наблюдениях
•      Документы
•    Статьи
•      Оборудование и телескопы
•      Наблюдения
•      Астрофотография
•      Астрософт
•      Астрономия в Украине
•      Астрономы шутят
•      Другие
•     
•      Файловый архив

03 Апреля 2017, 04:16:01

Наши сайты

Астро-сайты

Программы

Наши сайты

Астро-сайты

Программы

[mihail]

Немного теории: что такое RAW?

   Прежде чем перейти к тонкостям использования RAWa в планетной съемке, рассмотрим, что собой представляет матрица вебкамеры (цифрового фотоаппарата). На рисунке представлена структура типичной матрицы. Она состоит из светочувствительных ячеек. Все ячейки воспринимают свет одинаково, поэтому, чтобы матрица различала цвета, перед ячейками установлены светофильтры - красные, зелёные и синие. Человеческий глаз наиболее чувствителен к зелёной зоне спектра, поэтому «зелёные» ячейки расположены вдвое чаще, чем «красные» и «синие». Такая схема расположения светофильтров называется структурой (шаблоном, паттерном) Байера - по имени её изобретателя, инженера фирмы Kodak. Существуют и другие схемы расположения светофильтров, но сетка Байера наиболее распространена:

[mihail]

Каждый фильтр пропускает на светочувствительную ячейку преимущественно свою составляющую света. Теперь каждая ячейка содержит информацию не только о яркости, но и о цвете отдельного элемента изображения. Остается только преобразовать электрический сигнал в цифровой, обработать его и сохранить на карточке памяти или винчестере вашего компьютера.
   Чтобы создать цветное изображение, программное обеспечение камеры анализирует все три массива (по массиву на каждый цвет) полученной цветовой информации и, сопоставляет значения соседних ячеек и по сложному алгоритму рассчитывает итоговый цвет каждой ячейки (пикселя) - этот процесс называется цветовой интерполяцией.
Вот эти вот три массива «сырых» данных, еще не попавших под «жесткую» обработку процессора и софта вебкамеры (цифрового фотоаппарата) с прикрепленным заголовком с параметрами съёмки (для фотоаппарата - модель камеры, дата съёмки, выдержка, диафрагма и т.д.) и носит название RAW- файла. Вся последующая обработка этих данных перекладывается на плечи программы-конвертера.
   Осюда сразу же вытекает очень важный для нас вывод: файл, записанный с вебкамеры в формате RAW еще не содержит все «прелести» работы процессора и софта (кодеков): сжатия, обострения и т.п., т.е. изображение в RAW-ролике (естественно, после декодировки) при идентичных условиях съемки буде чище, чем в обыкновенном файле.
   Внизу представлены два одиночных кадра из роликов Сатурна, снятых автором  статьи 30 ноября 2005 года с помощью телескопа системы Максутов-Кассегрена диаметром 230 мм (1/13.6) и вебкамерой Phillips 840. Верхний кадр -  из декодированного RAW-ролика, нижний - из обыкновенного ролика.

[mihail]

Видно, что на нижнем кадре шумов больше, RAW-изображение (вверху) - чище.
   Следует также заметить, что как такового RAW-формата как бы не существует, структура RAW-файлов меняется от камеры к камере и даже для изделий одного производителя может быть различной.

Как снять ролик в RAW-формате?
   Итак, мы хотим, что бы наша вебкамера снимала ролики в RAW-формате. Что для этого нужно?
   Во-первых установливаем стандартные драйвера вебкамеры из комплекта поставки.
   Во-вторых отсюда  http://www.astrosurf.com/astrobond/ebrawe.htm скачиваем программу-макрос для перешивки камеры для съемки в режиме RAW - WcRmacV1.0.79 и инсталлируем ее. Сразу следует заметить, что не все модели камер могут перешиваться, и процесс перепрограммирования довольно рискован, о чем авторы макроса предупреждают на сайте. Автор статьи с успехом перешивал две модели вебкамер: Phillips 840 и Creative Ex Pro.
   Перед прошивкой вебкамеру можно запустить в режиме превью в любой программе, предназначенной для астрофотосъемки, например K3CCDTools, Iris, и т.п. Можно просто запустить стандартную превьюшку из комплекта поставки - так удобнее визуально контроллировать перепрошивку.
   Запускаем программу перепрошивки. В меню WebCam выбираем DS Interface:

[mihail]

Если мы правильно установили стандартные драйвера камеры - ее обозначение должно появится в окошке:

[mihail]

Жмем Conneсt. Все, макрос «увидел» нашу камеру. Да, не забудьте выставить флажок «ОК» в желтом окне (авторы макроса и здесь предупреждают о возможных негативных последствиях перепрошивки). На мониторе должна наблюдаться такая картина:

[mihail]

Разберемся с пуктами перепрошивки, которые предлагает нам программа:
1.   'Set B/W RAW Mode and Special Factory Settings (for B/W CCDs) - режим RAW для черно-белой съемки. Его логично использовать при съемке через светофильтры. Декодирования не требует, т.к. цвет при такой съемке не нужен.
2.   'Set COLOR RAW Mode and Special Factory Settings (for COLOR CCDs)' - режим RAW для съемки с цветом. Требует последующей декодировки для восстановления цвета. Это то, что нам нужно.
3.   Set OPTIMIZED COLOR (NON RAW) Mode AND Special Factory Settings' - очень интересный режим. Это не RAW-режим, он не требует последующей декодировки для восстановления цвета, менее шумен, чем фабричный режим. По качеству картинки он занимает промежуточную позицию между RAW-режимом и фабричными установками.
4.   'Restore Original Datas and Factory Settings' - восстанавливает исходные фабричные установки камеры.

   Итак, выделяем нужный нам режим (нас интересует 2-й пункт) и жмем Run checked. Мы увидим, как сразу поменяется картинка превью: из цветной она превратится в черно-белую в мелкую сеточку. Не стоит пугаться - так и должно быть. Сеточка - это и есть паттерн Байера, о котором мы говорили выше. Внизу - одиночный кадр Марса из ролика, снятого автором  в RAW-режиме (не декодированный) в ноябре 2005 года. Телескоп системы Максутов-Кассегрена диаметром 230 мм (1/13.6) и вебкамера Phillips 840:
 

[mihail]

   Несколько важных моментов. Первый: сразу же после перепрограммирования сбросьте фабричные (Factory - Restore) установки в настройках камеры:

[mihail]

Второй: режим RAW в вебкамере корректно работает только при 5 fps (5 кадров в секунду). Это, на мой взгляд, главный недостаток RAWa. При увеличении fps сеточка (паттерн) Байера начинает на ярких местах искажаться, рваться.
   Все, наша камера готова для записи RAW-роликов. Далее идёт непосредственно процесс съемки. На его нюансах останавливаться не буду, так как эта довольно обширная тема требует написания отдельной статьи.

Ролик готов - что дальше?
   Мы закончили запись ролика в RAW-формате. Теперь его нужно декодировать (интерполировать), т.е. «проявить» цвет. При обычной съемке декодирование осуществляется непосредственно в самой камере, нам же нужно использовать внешние программы-декодировщики. Они присутствуют, например, в последней версии популярной программы Registax, в Iris, в программе ProGuider и.т.д. Однако, не всегда эти программы работают корректно: при декодировании появляются паразитные паттерны, искажается цвет.
   Неплохо себя зарекомендовал простой декодировщик AviRAW. Скачать его можно вот здесь: http://home.online.no/~arnholm/org/exe/AviRaw2_4.zip Скачиваем, инсталлируем его, запускаем, в меню File выбираем и отрываем свой ролик:

[mihail]

Слева - раскадровка нашего ролика. В этом окне скурпулезные пользователи могут посмотреть и сразу отбраковать самые неудачные кадры. Далее, сверху идет меню записи - открытия, правее - меню декодирования. Ставим флажок RAW colour. Кнопки BG GB RG и GR отражают четыре варианта размещения паттерна (сетки) Байера на матрице:

[mihail]

   Обычно, «срабатывает» вариант BG. И, наконец - в последнем окне, окне опций декодирования, выставляем  11-DeBayerToRGB. На превью ролика должен появиться цвет:

[mihail]

После этого сохраняем наш декодированный ролик. Кстати, программа позволяет сохранять и три отдельных поканальных ролика - R, G и B.
    Все. Следующий этап - «сложение» серии кадров. Но это отдельная история …

Пару слов в заключение
   Подведем некоторые итоги. Итак, самое главное и, пожалуй, единственное преимущество применения RAW-режима при съемке планет: изображение после декодирования при равных условиях съемки получается менее зашумленным, чем при обычных установках. А вот недостатков, довольно много:
1.   Съемка только с 5 fps. Если для съемок Луны, Марса, Венеры, и с натяжкой - Сатурна эта скорость еще приемлема (нам необходимо набрать достаточное количество кадров для сложения с учетом смещения деталей из-за вращения планет), то для Юпитера с его скоростью вращения 5 fps - явно маловато… Кроме того, известно, что чем больше fps - тем меньше на изображение влияют атмосферные флуктуации. Как же быть в этой ситуации? Очень просто - перепрограммировать камеру и снимать в режиме Set OPTIMIZED COLOR (NON RAW) Mode AND Special Factory на скоростях 10-15 fps.
2.   RAWовские ролики довольно «увесисты» и «кушают» много места на винчестере.
3.   Относительный недостаток - много возни с перешивкой и декодировкой.
   И последнее. На практике, если изображение сильно испорчено атмосферными факторами, то никакие ухищерения в виде RAWa, различных деконволюций и т.п. не позволят вам кардинально улучшить результат.

При подготовке статьи использовались материалы сайтов: http://www.astrosurf.com, http://arnholm.org, http://hiero.ru/lib.php,

[mihail]

P.S.
При установке макроса для перепрошивки при использовании режима Set OPTIMIZED COLOR (NON RAW) Mode AND Special Factory Settings следует обратить внимание на такую деталь: в свежеинсталлированном макросе этот пункт перепрошивки отсутствует. Для его появления необходимо скачать отсюда http://astrosurf.com/astrobond/BERaw.zip архив и распаковать его поверх файлов в папку C:\Progam_Files\TWIRG\WcRmac\macros