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Pixinsight新工具Spectrophotometric Photometric Color Calibration教程

2022-12-28 15:57 作者:六年之后 0人讀過(guò) | 我要投稿

Pixinsight 1.8.9-1更新中，新增加了一項(xiàng)新的顏色校準(zhǔn)方法——Spectrophotometric Photometric Color Calibration，直譯為基于分光光度法的顏色校準(zhǔn)（平衡）。其說(shuō)明文檔可以參考這里https://pixinsight.com/doc/docs/SPCC/SPCC.html。

在過(guò)去，圖像的背景中性化和色彩平衡通常是兩步走——先使用BackgroundNeutralization進(jìn)程，再使用ColorCalibration進(jìn)程。那么新工具SPCC的操作方法是如何呢？

在將pixinsight正確更新到最新版本后，在process中就可以找到新增的這一項(xiàng)進(jìn)程Spectrophotometric Photometric Color Calibration。

首先我們要知道一件重要的事，就是雖然SPCC工具雖然可以對(duì)窄帶圖像進(jìn)行處理，但對(duì)哈勃色（SHO）效果不佳，如果有SHO窄帶拍攝的圖，請(qǐng)依然使用ColorCalibration工具。

其次，要使用SPCC，需要做以下前置任務(wù)：

-1、購(gòu)買安裝正版pixinsight

0、更新pixinsight到最新版本

1、下載GAIA （Gaia DR3/SP）天體光譜數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)可以在pixinsight下載頁(yè)面找到。

2、圖像已經(jīng)被解析（使用imagesolver腳本）?

首先是下載：

點(diǎn)擊software distribution，使用購(gòu)買時(shí)設(shè)定的賬戶登錄。

如圖所示即為Gaia DR3/SP數(shù)據(jù)庫(kù)。注意切不可和Gaia DR3混淆。

Gaia DR3/SP共有兩個(gè)版本，complete set完整版本和small set縮減版本?？s減版本有11GB，而完整版本包括25等以下恒星的數(shù)據(jù)，一直到30等，體積有63GB之巨。根據(jù)官網(wǎng)的說(shuō)法，對(duì)于窄視場(chǎng)圖像的校準(zhǔn)，完整版本數(shù)據(jù)庫(kù)可能是必需的，而且它提供了增加用于增強(qiáng)顏色校準(zhǔn)精度的光譜數(shù)量的可能性，總之只要硬盤(pán)夠大，那就非常推薦下載完整版數(shù)據(jù)庫(kù)。

這里建議根據(jù)硬盤(pán)容量是否寬裕，選擇下載完整數(shù)據(jù)庫(kù)或者購(gòu)買額外的硬盤(pán)來(lái)下載完整數(shù)據(jù)庫(kù)。

這里我們迎來(lái)了第一個(gè)坑，那就是這些文件體積都非常巨大，如果用瀏覽器自帶的下載工具，網(wǎng)速不太好的話下著下著可能就斷掉了，雖然可以斷點(diǎn)續(xù)傳，但出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤還要手動(dòng)點(diǎn)一下繼續(xù)，很是麻煩。

我建議，點(diǎn)擊文件名，在瀏覽器開(kāi)始下載后，在下載進(jìn)程那里復(fù)制鏈接地址，然后打開(kāi)迅雷，把復(fù)制的鏈接添加進(jìn)去，就可以使用迅雷下載了，速度還可以。

下載好后的數(shù)據(jù)庫(kù)文件后綴名為xpsd格式，這就是包含了219，165，266顆恒星光譜的數(shù)據(jù)的文件，非常牛B。

然后我們需要運(yùn)行process里的GAIA進(jìn)程，打開(kāi)配置窗口。

點(diǎn)擊右下角這個(gè)扳手圖標(biāo)

在彈出的Gaia preferences對(duì)話框里，點(diǎn)擊select，找到你下載到的xpsd文件們，添加進(jìn)去。這里建議把xpsd文件存放在穩(wěn)定可靠的地方，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)文件體積都很大，時(shí)間久了很可能忘掉它是用來(lái)做什么的，導(dǎo)致誤刪，那還要費(fèi)時(shí)費(fèi)力重新下載一遍。

以上就完成了對(duì)GAIA及數(shù)據(jù)庫(kù)的配置。

這時(shí)候我們已經(jīng)迫不及待地打開(kāi)SPCC進(jìn)程，想要看看它的效果了。

它的界面如下：

圖中需要設(shè)置的部分：

White refrence，白色參考，這個(gè)可以像color calibration時(shí)一樣選取，比如通常情況下，我們會(huì)選擇旋渦星系的平均值作為白色參考。但實(shí)際上，白色的參考有時(shí)候并不一定是一成不變的，有時(shí)通過(guò)選取其他值，能使得整張圖呈現(xiàn)出一些戲劇化的效果。

QEcurve，需要我們根據(jù)自己相機(jī)的傳感器進(jìn)行選取。因?yàn)椴煌吞?hào)的傳感器有著不同的QE效率和曲線。比如我的相機(jī)是294mm pro，使用的傳感器為imx492，那就選取相應(yīng)選項(xiàng)即可。如果找不到自己傳感器的型號(hào)，那就選擇ideal QE curve。

使用彩色相機(jī)，則需要選取ideal QE curve。

RGB濾鏡選擇，需要我們根據(jù)自己使用的濾鏡進(jìn)行選取。比如我在拍攝時(shí)選用的濾鏡為宇隆RGB濾鏡，那就直接在3個(gè)通道分別選擇optolong R、optolong G、optolong B。如果在列表中找不到所使用的濾鏡廠商，那直接選宇隆的也不會(huì)有太大問(wèn)題。

如果是彩色相機(jī)拍攝，則在RGB通道分別選取sony color sensor R-UV/IR cut、G-UV/IR cut、B-UV/IR cut即可。

Narrowband filters mode顧名思義，可以對(duì)窄帶濾鏡進(jìn)行顏色校準(zhǔn)。點(diǎn)擊后可進(jìn)入設(shè)置窄帶濾鏡通過(guò)的波長(zhǎng)和帶寬。

Generate graphs，如果勾選此項(xiàng)目，又在后面的選項(xiàng)中選取了背景中性化，在校準(zhǔn)顏色的時(shí)候就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)一個(gè)窗口，顯示選取的恒星數(shù)據(jù)和計(jì)算方式。這里建議勾選，因?yàn)闀?huì)顯得很牛B。

我們也可以通過(guò)觀察這些點(diǎn)的分布來(lái)確定顏色校準(zhǔn)的結(jié)果是不是正確。如果有過(guò)多離散的點(diǎn)，那說(shuō)明圖像中可能存在強(qiáng)烈的乘法梯度，這有可能是平場(chǎng)沒(méi)有正確校準(zhǔn)，又或者DBE沒(méi)有做好。圖中橫豎交叉的那一點(diǎn)為白色參考，它應(yīng)該位于這些云點(diǎn)的線性范圍（斜線范圍）內(nèi)。?

Catalog search，選擇Gaia DR3/SP，星等設(shè)置直接勾選自動(dòng)，也就是automatic limit magnitude即可。

一般來(lái)說(shuō)在做色彩平衡之前我們還會(huì)進(jìn)行背景中性化，所以勾選background neutralization。方法和之前傳統(tǒng)的方法并無(wú)二致，按住ctrl點(diǎn)擊STF autostetch，或者在STF工具里解除RGB通道的鏈接再拉伸，這時(shí)候圖像的顏色就不會(huì)再嚴(yán)重偏紅（藍(lán)，綠。。。。），然后在線性圖像上選取一塊背景區(qū)域建立preview預(yù)覽，并在region of interest點(diǎn)擊from preview，選擇這個(gè)preview。

但有一點(diǎn)區(qū)別需要注意，SPCC進(jìn)程里背景中性化lower limit和upper limit后面的數(shù)值，這個(gè)和傳統(tǒng)background neutralization里的lower limit和upper limit代表的含義不一樣。SPCC這里的lower limit和upper limit數(shù)值為sigma值，也就是偏離平均值程度的大小，而非所框區(qū)域里像素的RGB值，所以才會(huì)出現(xiàn)-2.8~+2.8這樣的數(shù)值。

設(shè)置后，就可以把SPCC進(jìn)程的三角形拖到線性圖像上應(yīng)用了。不出意外的話，系統(tǒng)應(yīng)該會(huì)提示一段報(bào)錯(cuò)信息

這里我們迎來(lái)了第二個(gè)坑。原因是，圖片沒(méi)有進(jìn)行解析，SPCC進(jìn)程不知道我們拍的是哪里，哪個(gè)目標(biāo)，當(dāng)然就無(wú)法利用數(shù)據(jù)庫(kù)里的恒星光譜來(lái)進(jìn)行顏色校準(zhǔn)。

所以在使用SPCC之前，還需要使用imagesolver腳本解析圖像。使用WBPP腳本的同學(xué)，可以在這里勾選Astrometric Solution進(jìn)行偷懶。

ImageSolver腳本在image analysis欄目下。

打開(kāi)窗口后，看似需要填寫(xiě)的信息很多，但一般來(lái)說(shuō)，我們拍攝的信息都會(huì)寫(xiě)在fit文件里，例如相機(jī)像元大小、焦距、拍攝日期和坐標(biāo)等參數(shù)，這些都可以從文件中讀取。如果數(shù)值不正確，那才需要手動(dòng)輸入，search可以搜索天體名稱自動(dòng)添加坐標(biāo)。

這里迎來(lái)了第三個(gè)坑，就是我發(fā)現(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)正確解析，還需要在advanced parameters里進(jìn)行如下設(shè)置，方能進(jìn)行。對(duì)齊算法選擇triangle similarity，sensitivity選擇0.6。也許不這么設(shè)置也能成功解析，總之參數(shù)可能因人而異。

然后需要點(diǎn)擊OK而不是把三角形拖到圖像上才能運(yùn)行解析腳本。

解析成功后狀態(tài)欄會(huì)有這樣的信息提示。如果有紅字報(bào)錯(cuò)說(shuō)明解析不成功，需要修改參數(shù)重新進(jìn)行。

這樣我們就可以在解析成功的圖像上應(yīng)用SPCC進(jìn)程了。顏色校準(zhǔn)和背景中性化之后，需要按住shift點(diǎn)擊STF autostetch，又或者選中STF工具里的link RGB channels再拉伸。也就是拉伸必須始終要用相同的方式，同時(shí)應(yīng)用于RGB三個(gè)通道，否則會(huì)破壞剛才計(jì)算出的色彩平衡。

注意事項(xiàng)：

1、彩色相機(jī)需要盡可能避免使用pixinsight默認(rèn)的debayer設(shè)置進(jìn)行轉(zhuǎn)色。因?yàn)閂NG插值方式會(huì)在小尺度上破壞顏色的平衡，使得一些恒星特別是較小的恒星顏色發(fā)生變化，影響恒星光度的測(cè)量，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。

實(shí)際上即使不使用SPCC而是傳統(tǒng)的兩步走，彩色相機(jī)也應(yīng)該盡可能在預(yù)處理時(shí)不使用VNG插值的debayer方式。并且應(yīng)該早在拍攝時(shí)，就開(kāi)啟抖動(dòng)，以為后續(xù)的drizzle做準(zhǔn)備。

彩色相機(jī)拍攝的素材經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后，不進(jìn)行debayer轉(zhuǎn)色，而是通過(guò)splitCFA進(jìn)程拆分通道，可以獲得CFA0、CFA1、CFA2、CFA3四個(gè)文件夾，這代表著拜耳濾鏡四個(gè)通道的文件。一般來(lái)說(shuō)大家常用的相機(jī)拜耳陣列為RGGB，所以CFA0代表R通道，CFA1、CFA2代表G通道，CFA3代表B通道。我們要做的就是將這些通道圖進(jìn)行對(duì)齊、drizzle疊加，就可以得到全分辨率的RGB通道圖。然后就可以像黑白相機(jī)拍攝到的素材一樣處理了，DBE后進(jìn)行通道合成，得到彩色圖像，此時(shí)再使用SPCC進(jìn)程就能獲得準(zhǔn)確結(jié)果。