Procesado de imágenes de cámaras tipo “OSC” (color)
Versión v1. 2010, Septiembre
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© Felipe Largo (http://www.quasarobservatory.com)
&
© Bob Franke (http://bf-astro.com)
Indice de temas
Este tutorial tiene por objeto ayudar en el procesado de sus imágenes para obtener unos resultados satisfactorios en base a la calidad de las tomas realizadas, la experiencia y las preferencias de cada aficionado…
No pretendemos elaborar un tutorial exhaustivo de las funcionalidades del programa, mas bien es una guía de las operaciones básicas del proceso, que cada uno podrá enriquecer en base a sus experiencias y/o preferencias….
Queremos resaltar que los resultados de los procesos de la astrofotografía están íntimamente ligados al dominio de las técnicas del procesado, de tal forma que unas magnificas capturas puedan dar unos resultados frustrantes motivados por la falta de experiencia en las operaciones del procesado. También es paradójico que unas capturas de menor calidad o con determinados problemas, como ruido de fondo, elongación de estrellas, contaminación lumínica ,, ,etc podrán ser eliminados o minimizados con determinadas técnicas del procesado y obtener unas imágenes sorprendentes……
Os animamos a investigar las funcionalidades que nos ofrecen los programas. Es muy importante realizar pruebas, analizar los resultados, localizar los problemas, buscar solución a nuestras preferencias y problemas; ..corregir y volver a probar de forma reiterada para conseguir progresivamente el dominio de estas “herramientas” informáticas….
Merece la pena el esfuerzo invertido, pues la compensación está en obtener unas magnificas imágenes del espacio que hemos tenido el privilegio de capturar.
Este ejercicio práctico sobre el procesado de Cúmulos Estelares lo vamos a aplicar concretamente al objeto Messier 13, situado en la constelación de Hércules.
A continuación se describen aspectos que consideramos de interés por su influencia en los resultados obtenidos.
Las imágenes han sido realizadas por un aficionado, con poca experiencia, en condiciones atmosféricas poco favorables: polución lumínica alta, Luna casi llena (2 dias decreciente), nubes ligeras altas.… y es el primer procesado que realiza con CCDStack.
En el flujo de procesos se menciona la posibilidad de mejorar el balance de color de la imagen con el programa eXcalibrator –Aladin y la elimancion de gradianes con GradX,, estos paso son opcionales y no se explican en este tutorial; si son de su interes puede acceder a la web (http://bf-astro.com) para mas información.
Esperamos que este tutorial sea de ayuda para iniciarse en las distintas operaciones del procesado de imágenes astronómicas con el programa CCDStack, a partir de ahora “CCDS”.
Solo me falta dar las gracias a nuestro colega Bob Franke por su paciencia, amabilidad y ayuda inestimables que han permitido que este tutorial sea posible y espero nos sirva de ayuda a todos los principiantes, como yo…Os deseo los mayores éxitos….
Felipe Largo
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Equipo utilizado: W.Optics 132FLT a f/7, sin aplanador de campo. Montura Losmandy G11, Gemini system. Enfocador Seleteck. Método manual con máscara de difracción Guiado: tubo EZG60mm + QHY1.3 mono. Cámara St2000XCM + Rueda filtros WCF10 + OA 8. (Optica Adaptativa) Filtros: Clear, equivalente a sin filtrar
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CCDSoft:: Para captura de imágenes PHDGuiding: Autoguiado.. CCDStack: Calibrado, Apilado, de-Bayerización, Deconvolution, LRGB,..etc.. Photoshop CS4: Curvas, Nivel, saturacion color….. Acciones NCarboni: Enmarcado (Astroframe)
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Workflow . Flujo del procesado de imágenes
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PROGRAMAS
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PROCESOS |
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CCDStack |
Calibracion - Registro de imágenes - Apilado (Combinado)
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MaxIm PinPoint o CCDSoft.. |
Resolucion "Plate-solve" del fichero del canal Rojo. Si el fichero es a 16-bit, todos los canales deben convertirse a 16-bit,para que eXcalibrator combine a color RGB a continuación.
Nota: Este proceso es opcional.. y se hace si se desea procesar el paso siguiente de eXcalibrator-Aladin
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eXcalibrator – Aladin |
Proceso opcional si desea obtener los datos de "balance de color" de las bases de datos Aladin
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Retorno a CCDStack |
Modificacion del balance de color a partir de los datos obtenidos en el paso anterior. La funcion “Set Background” mejora los resultados del gris neutro del fondo, manteniendo el color del resto de la imagen. A continación salve la imagen RGB o LRGB a un fichero en formato TIFF a 6-bit para ir al paso siguiente. (Photoshop)
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PhotoShop |
Por razones obvias no entramos en detalles de las operaciones a realizar.. Cada usuario realiza el proceso que considere adecuado.. Básicamente se trata de efectuar los procesos de Ajustes de Curvas, Nivel, Saturación, Mascara desenfoque, fusión de capas....etc
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Gradient Exterminator |
Proceso Opcional Luego realice el proceso normal de GradX con la casilla "Balance Background Color" desactivada.
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El equipo instalado permite un tiempo de exposición mucho más alto, 1200s y superior, pues el autoguiado funciona bastante bien, pero las condiciones atmosféricas y el objetivo a captar son muy importantes para decidir el tiempo de las tomas así como el tipo de filtro a emplear.
En este caso no se han utilizado filtros y la exposición veremos que es suficiente para no saturar la imagen.
Son 6 subtomas con exposición = 600s. Total expo: 1hora. Filtro “Clear”. Temperatura ambiente = 27º , temperatura sensor = -10º C
Capacidad de refrigeración de la cámara = ± 75%.
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Iniciar CCStack (Start).
Abrir ficheros... (Open..)
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Comando File à Open
Localice el directorio de las imágenes y seleccione las que desea procesar. Este el aspecto de la pantalla principal de CCDS.
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Puede aumentar el tamaño de la imagen seleccionando Window à Magnification. En este caso el deslizador se ha puesto en 0,75.
En la pestaña “Window”. Seleccione la función “Image manager”. Se visualiza una tabla con la lista de las imágenes abierta.
Calibración. (Calibrate)
Vamos a “calibrar o reducir” las imágenes abiertas anteriormente. Como sabe se trata de "reducir" ruido y "motas de polvo", por ejemplo, utilizando los ficheros de "dark" y "flats" que debe tener disponibles para hacer el proceso... Si no desea calibrar las imágenes pues no haga este paso y pase al siguiente...
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Comando:
Process
à
Calibrateà
Calibrate
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.. y se despliega el cuadro de diálogo “Calibration settings”
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Seleccione los ficheros a utilizar: “Master dark” y “Master flat” si es necesario.
Tiene dos opciones: “Apply this” para analizar los resultados sobre una imagen seleccionada o “Apply to all” para calibrar todas….
Al finalizar el proceso de calibración puede ver la información de “Cabeceras de imagen” : seleccione “Window à Header Information” .
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La pantalla siguiente tiene esas informaciones….
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...Las imágenes están calibradas; o sea, el proceso ha restado a las imágenes la información de los ficheros maestros dark y/o flat..utilizados. Si lo desea puede salvar las imágenes calibradas. Es importante que el nombre del fichero sea nemotécnico, o sea que nos "diga algo". Para ello puede utilizar la función “Rename”. Ver cuadro siguiente...
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... al pulsar en "Rename" se despliega el cuadro de diálogo siguiente...
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...este es el resultado.
El nombre de las imágenes ha cambiado. Los ficheros de las imágenes iniciales no se alteran en nada…
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Ahora puede salvar los ficheros calibrados para conocer el procedimiento "save …"
La operación de salvado puede ser individual, de la imagen marcada en la tabla, o total… En este caso se ha seleccionado total “File à Save data à All”
Nota: Trabajando en CCDS es mejor guardar todos los archivos intermedios en formato de 32 bits coma flotante.
Puede continuar los procesos o no seguir procesando. Si prefiere no continuar con "Cerrar" la aplicacion hemos terminado.
Posteriormente puede continuar en el mismo punto abriendo los ficheros que ha salvado. Esta operativa es válida en todos los procesos....
..... a continuación haremos la “de-bayerización”…
De-Bayerización
La operación del procesado conocida como “debayerización” es IMPRESCINDIBLE”… para las imágenes obtenidas con las cámaras de color, “OSC - one-shot-color”, que es nuestro caso o en el procesado de los archivos RAW de una cámara réflex digital.
Hay mucha información, disponible en internet, muy útil para entender de qué se trata…
Simplificando al máximo, es la operación del procesado que nos va a permitir ver el color de nuestras imágenes en los pixeles de pantalla y posteriormente en otros soportes.….
Sin este paso el color será, prácticamente, una aventura no deseada…
Nota: Solo un comentario sobre las imágenes en “monocromo”, pues no es el objeto de este tutorial. Este proceso no hay que hacerlo, pues normalmente las capturas se hacen haciendo tomas separadas por canal; o sea: tomas de Luminancia, más tomas con filtro Rojo, Verde y Azul; más los filtros de banda estrecha si es el caso….
La “debayerización” interesa hacerla después de la “calibración” y antes de ninguna otra operación del procesado para evitar, en lo posible, la pérdida de información que reducirá la calidad del color y detalles de objetos débiles irrecuperables. Vamos a ello…
Partimos de la imágenes que han sido “calibradas” anteriormente y que vemos en la lista de “Image Manager”.
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.. Partimos de la imágenes que han sido “calibradas” anteriormente y que vemos en la lista de “Image Manager”.
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..seleccione el comando: Color à Convert Bayer (ono-shot) y se despliega el cuadro de diálogo correspondiente con sus diversas opciones. En este caso, se aplican las opciones marcadas individualmente …
Click en “Apply to this” para ver que pasa…
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..Bien...ya tenemos “color”. Observe en el cuadro "Image Manager" que ha habido cambios: en el nombre de ficheros "Name" y el nombre del filtro "Bayer"...
...Ahhh.¡¡ también aparece un pequeño cuadro “Set Background”..¡¡¡ para que sirve…???
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.. pues nos permite seleccionar la zona de color neutro para el “fondo”; posicione el "ratón" en un punto del fondo y arrastre hasta delimitar la zona de análisis. En la imagen de la derecha puede ver el aspecto de la pantalla...
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..se visualizan los datos de la zona seleccionada ... Marque la casilla"Desature back.." y Click en OK… vea la imagen siguiente..
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… si decidimos que “Si”; en caso contrario: cambie de zona a ver si nos gusta más …vaya cambio de aspecto….. esto marcha bien¡¡¡
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Puede decidir los niveles y la saturación pero no se inquiete, es PREFERIBLE hacerlo posteriormente, después del “apilado”.
Ahora debemos repetir la operación con todas las imágenes.. Click en “Apply to this” .. y vamos a por la siguiente.
..ya están todas en color; cambiamos el nombre de los ficheros para no perdernos y salvado..… por si hay que reiniciar el proceso...
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También puede decidir la opción “Apply to all” y el sistema hará el cambio sin interrupciones en todas las imágenes.
Puede ser un buen momento, si no lo hizo anteriormente, para analizar cada imagen. Si tiene algún defecto de flexión, problemas de guiado, algún artefacto como el paso de una aeronave o satélite o cualquier otro no dude en eliminar esa imagen pues será la causa de obtener un resultado final poco satisfactorio o malo…
Ya podemos pasar a la siguiente macro-operación: “El Apilado”
Apilado. (Stack)
Partimos de seis imágenes calibradas y convertidas a color procesadas en los pasos descritos anteriormente. En la imagen siguiente puede ver el aspecto de la pantalla principal de CCDS en este punto:
El proceso consta de cuatro pasos de los que no haremos “Data Reject” en esta ocasión.
La imagen siguiente presenta el desplegable de los procesos “Stack” que describimos a continuación:
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Stack. Register Seleccione el comando “Stack à Register” Se despliega el cuadro de diálogo “Registration” y el aspecto de la pantalla se ve en la imagen siguiente. El sistema ha elegido la primera imagen como referencia. A continuación debemos seleccionar las estrellas como puntos de referencia para hacer el alineado de las imágenes.
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..para ello desplegamos la pestaña “Star Snap” y elegimos una de las opciones. En este caso seleccionamos à “select-remove reference star”
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La imagen presenta la foto invertida sobre la que señalamos una estrella en cada esquina (aproximadamente) y otra en la zona del centro. Los puntos seleccionados son la base para calcular el alineado de las imágenes a combinar.
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..Cuando termina la operación anterior aparece la siguiente pantalla para hacer el “alineado”. Click en “align all” A continuación despliegue la pestaña “Apply”:
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La pestaña “Apply” ofrece diversas opciones de alineación. En este caso se ha elegido “Bicubic-Spline”.
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| Click en “Apply to all” para finalizar la operación de “Registro”
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Al finalizar el proceso se visualiza esta pantalla con la información de las imágenes alineadas.
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Es el siguiente paso y en este caso seleccionamos la opción automática. “Stack à Normalize à Auto”
Click OK |
Al finalizar el proceso se visualiza esta pantalla con la información de las imágenes alineadas.
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| Combine.. Para Combinar todas las imágenes alineadas previamente seleccione una de las opciones que sea de su interés. En este caso se ha elegido la opción “Median”:
“Stack
à
Combine à
Median”
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.. al terminar el Combinado de imágenes se visualiza el resultado en la pantalla.
Observe la nueva imagen incluida en “Image Manager” con el nombre: “Median color”.
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Nota: La opción "Median" es aconsejable en el caso de no haber utilizado la función "Data Reject"( como en este ejemplo).
Si se aplicaron las funciones de "Data Reject" se aconseja seleccionar "Mean".
Se recomienda salvar ficheros (en formato de 32bits coma flotante), por si es necesario retroceder en el procesado o surge alguna necesidad posterior
Los ficheros salvados, hasta ahora, se presentan a continuación como orientación posible:
A continuación limpiamos pantalla y pasamos a las operaciones de Color con el fichero que hemos salvado....
Reflexiones y síntesis de las operaciones realizadas hasta este punto.
En este punto sugerimos hacer una parada y reflexionar sobre los pasos que hemos realizado, que dificultades hemos tenido, que dudas o problemas tenemos, que tal nos manejamos con la información de las “Ayudas” del programa y las acciones de mejora que podemos aplicar en este momento y aquellas que merezcan una atención especial y/o consultas....
Todos estamos impacientes por ver nuestra magnífica foto astronómica, pero creo que lo que se pretende, al menos a mi me pasa, es que “nuestra foto” sea de la mejor calidad posible en todos sus aspectos teniendo en consideración, obviamente, lo expuesto en la introducción más nuestras propias limitaciones y la de nuestros equipos o instalaciones.
Cada una de nuestras fotos son "nuestra creación" a partir de un haz de fotones procedentes del espacio después de viajar hasta nuestros equipos durante decenas, cientos, miles o millones de años a la velocidad de la luz…y el nivel de calidad es autoimpuesto, cada uno tiene sus preferencias y nivel de perfeccionismo; por todo ello el procesado de imágenes, al contrario de las capturas que son inamovibles, es un capítulo abierto que lo hacemos evolucionar nosotros, bien por la aparición de nuevas herramientas, técnicas o nuestra propia madurez y asimilación de conocimientos y experiencias.
Al final nosotros decidimos cuando hacemos “Stop” y cuando reprocesamos antiguas capturas que hemos conservado; casi seguro que en la comparativa de resultados nos llevaremos grandes sorpresas…agradables por supuesto.
Hasta este punto hemos realizado los procesos siguientes:
Calibrado o reducción de imágenes capturadas…
Conversión a color...
Registro de imágenes..
Normalización..
Alineación..
Combinado de las imágenes procesadas...
Salvado de ficheros…
Hemos hecho muchos trabajos y todos importantes…si alguno de ellos no ha salido bien tendrá un efecto dramático en el resultado… y posiblemente nos obligue a retroceder y repetir los procesos; por ello se aconseja no tener prisa y avanzar con seguridad, analizando los resultados parciales…
La organización de ficheros es importante. Es aconsejable guardar justo lo necesario al final del procesado.
Para ver el progreso tengamos la curiosidad de ver dos imágenes:
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…el aspecto inicial de una toma …
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... y el resultado obtenido hasta este punto del proceso. .
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Somos nuestros propios evaluadores…¡¡ Si estamos satisfechos seguimos, en caso contrario retornamos corrigiendo lo pertinente….
Bueno, pues me doy un voto de confianza y a pesar de las dudas que tengo continuamos…
Parece que la foto se ve bien pero….. el cluster está al derecho o invertido…??
No lo se, tendré que consultarlo.. Adelante, vamos al Color ..¡¡¡
Iniciamos con el fichero de imágenes combinadas con una visualización magnificada = 0,75
El proceso consiste en la separación de los canales L,R,G,B para su tratamiento posterior..
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Selección del comando
Color
à
Convert Despliegue del cuadro de diálogo y selección de la opción deseada.
Como solo tenemos una imagen, la opción es clara “Apply to this” y …
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| ..obtenemos las cuatro imágenes, una por cada canal…
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Para que los nombres sean nemotécnicos se ha aplicado un Remane para asociar el nombre con el color del filtro R,G o B.
A continuación procesaremos la imagen Luminancia para hacer una Deconvolucion…
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| Seleccione el comando “Process à Deconvolve”… y elegimos,en este caso, la opción “Auto-Select Stars”.
La opción de “Douoble Click on Stars” es muy fácil de aplicar, pero bueno.. que trabaje CCDS por nosotros… veamos que tal se porta..¡¡¡
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Primero despliega el cuadro pequeño de la selección, automática en nuestro caso, aceptamos haciendo click en “Automatic settings”….
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El ordenador se lo piensa unos segundos y ya puede hacer la Deconvolución….Hay dos modalidades de proceso: “Positive Constraint” y “Maximun Entropy”.
En este caso hemos seleccionado la primera con 30 iteraciones…Se puede aplicar a toda la imagen o en una zona de la misma,,, seleccionamos el Cluster a ver que tal… Las otras opciones habrá que probarlas y decidir cual nos va mejor en función del objeto entre otras cosas…
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Ya tenemos la Deconvolución, si es de nuestro gusto seguimos, en caso contrario, la repetimos hasta que nos guste…..
El paso siguiente es obtener la imagen LRGB…
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El or
Seleccionamos el comando “Color à Create” y se despliega el cuadro de diálogo correspondiente para la selección de las imágenes-canal que formarán la LRGB…
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En nuestro ejemplo, por lógica, seleccionamos la imagen “M13 Lum Deconvolved" como Luminancia, para eso la hemos creado anteriormente, y las de los canales RGB. Al hacer click en “Create” se fusionan los 4 ficheros. Si tuviésemos claro cual es el factor de cada filtro se podría aplicar aquí; en caso contrario se puede hacer un ajuste del balance de color posteriormente, que es lo propuesto en este ejercicio. Si se marca la opción “Remove Component frames” desaparecen esas imágenes intermedias.. Estamos llegando al momento tan deseado,... … haga click en “Create”…
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| Primero se despliega el diálogo de “background” como vimos anteriormente en el proceso “de-Bayer” y actuamos de la misma forma. Marque la casilla "Desaturate..." y click en OK |
Selección con el ratón una zona, y click en SI
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El proceso despliega el cuadro de diálogo para realizar los “Ajustes de color” y Saturación a su gusto.....
Nota: Es posible que desee terminar el procesado en Photoshop en cuyo caso debe evitar ajustes muy agresivos...
| Primero se despliega el diálogo de “background” como vimos anteriormente en el proceso “de-Bayer” y actuamos de la misma forma. Marque la casilla "Desaturate..." y click en OK
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En este punto la recomendación sería: Paciencia y mover los deslizadores con suma atención, viendo el resultado en cada movimiento hasta que nos parezca bien el resultado...
Conseguir el tono más real posible es muy, muy difícil pues cada estrella tiene su propio balance de color.
Se me ocurre la comparación de la imagen final con las de otros colegas y sacar conclusiones….
Et “voila” la M13…. Mi primer proceso con CCDStack…¡¡¡
Resultado final en CCDStack
A partir de este punto, pues lo clásico: Salvar ficheros en formato Tiff de 16 bits , o Fitt, según interese, y si deseamos continuar haciendo “otras cosas” pues adelante…esta en nuestra voluntad…¡¡¡
En este punto es interesante comentar que el procesado puede continuar con procesos importantes como:
1…Optimización del balance de color… a partir de la información obtenida de las bases de datos astronómicas NOMAD o SDS con el programa Aladin y el cálculo del balance con eXcalibtator. En http://bf-astro.com puede ver la información detallada de estos procesos
2… Diversos procesos en Photoshop que no son ambito de este tutorial por razones obvias….
3. Acciones de Noel Carboni
IMAGEN FINAL
Enlaces a otras informaciones de sumo interés
CCDWARE. Soporte y Manual Usuario http://www.ccdware.com/support/help.cfm
Tutorial video http://www.ccdware.com/tutorials/ccdstack/overview.html
eXcalibrator – Aladin: http://bf-astro.com
Aladin. Bases de datos astronomicos http://aladin.u-strasbg.fr/
Photoshop: Acciones N.Carboni: http://www.prodigitalsoftware.com/Astronomy_Tools_For_Full_Version.htmll
