چکیده:

در عکاسی نجومی، کالیبراسیون، جزء جدایی ناپذیرِ مراحلِ پیش پردازش است. هدف از استفاده از این عملیات، حذفِ تأثیر ابزار (سنسور و اپتیک) بر تصویرِ نهایی است. از آنجایی که عکاسیِ از هلالِ ماه هم در این دسته‌ی عکاسی قرار می‌گیرد، می‌توان انتظار داشت که چنین الگویی در آشکار سازیِ هلالِ ماه کارایی داشته باشد. بااین حال پیاده سازیِ این مرحله با تمامیِ جزئیات کار دشواریست. ازاینرو در این بررسی، روشی تقریبی و مؤثر برای جایگزینیِ آن معرفی شده است. در این مطالعه قرار است چگونگی استفاده از تصویرِ زمینه به منظورِ آشکار سازیِ هلال مورد بررسی قرار بگیرد. برای این منظور دو نرم افزارِ DeepSkyStacker و PIPP معرفی می‌شود. اولی کارِ کالیبراسیون را برعهده دارد و دیگری تنظیمِ حد بالا و پایینِ روشنیِ عکس. این روشِ ساده می‌تواند جایگزینِ روشهای متداول برای آشکارسازیِ هلال باشد.

داده گیری:

زمانی که برای رؤیت هلال در رصدگاه هستید، پس از آنکه هلال را در پخش زنده‌ی دوربین عکاسی دیدید و از آن عکاسی کردید، کمی قابِ تصویر را در راستای افقی جابجا کنید تا هلال از کادر خارج شود و چند عکس (مثلاً 4 عکس) بگیرید. این تصاویر، عکسِ زمینه‌ی آسمانِ شما هستند و در صورتی که میدانِ دیدِتان کوچک باشد و سریع عمل کنید، این تصاویر، تقریبِ خوبی از زمینه‌ی عکسِ اصلی را برای شما فراهم می‌کند.

کار با نرم افزار:

در این مرحله، تصویرِ اصلی را به عنوانِ فریمِ light و 4 عکسِ زمینه را با عنوانِ فریمِ Flat به نرم افزار می‌دهید. همچنین چهار تصویرِ زمینه را کُپی کرده و در پوشه‌ی دیگری قرار می‌دهید و از نو در آدرسِ جدید، همان چهار عکس را هم به عنوانِ فریم Dark به نرم افزار DeepSkyStacker (DSS) وارد می‌کنید. تا اینجای کار محیطِ نرم افزار به مانندِ شکل 1 است.

نرم افزارِ DeepSkyStacker، برای عکس‌های خام، تنظیماتِ از پیش تعیین شده هم دارد، که برای اینکه رنگِ زمینه به هم نریزد، تنها لازم است که Set the Black point to 0 غیر فعال شود.

بعد از اجزای برنامه و گرفتنِ فایل کالیبره شده، واردِ نرم‌افزار PIPP شوید. فایلِ را داخل این نرم‌افزار آورده و از برگه‌ی input options گزینه‌ی باینینگِ 2×2 را انتخاب کنید. سپس، در برگه‌ی Processing Options هم دو گزینه‌ی Stretch Histogram White Point To: 95 و Set Histogram Black Point to 0% را فعال نمایید. در ادامه گزینه‌ی Equalise R, G, and B Channels Individually را غیرفعال نمایید. با انجامِ این کار درواقع موفق به تنظیم روشناییِ تصویر شده‌اید.

یک نکته‌ی مازاد هم انتخابِ قابِ نهایی برای تصویر است. این کار را می‌توانید با کمکِ بخشِ Crop همین برگه انجام بدهید. برای نمونه در شکل 2، تصویری از این برگه را ببینید.

درنهایت هم از نرم‌افزار خروجیِ Tiff می‌گیرید. با این کار، تمامیِ عملیاتِ کالیبراسیون (پیش‌پردازش) و تنظیماتِ نهایی به اتمام رسید.

موارد مطالعاتی:

مورد یک:

هلالِ شامگاهیِ شعبانِ 1442 که روزِ یکشنبه 24 اسفندماه 1399 از بامِ سبزِ شیراز عکاسی گردید، برای این موضوع انتخاب شد. این هلال بعد از گذشت 39 دقیقه از غروبِ ظاهریِ خورشید، با چشمِ غیرمسلح دیده شد. اما عکس آن 16 دقیقه زودتر از رؤیتِ با چشمِ غیرمسلح تهیه شده است.

در اینجا، سه حالت موردبررسی قرارگرفته است.

در شکل 3، عکس خام بدونِ اینکه کالیبره شود، وارد نرم‌افزار PIPP شد. این عکس شبیه به تصویری است که در پخشِ زنده‌ی دوربین دیده می‌شود.

همان‌طور که مشخص است، تضادِ روشناییِ تصویر و زمینه بسیار کم است و تشخیص هلال کمی دشوار است. علاوه بر آن ایراداتِ نوریِ حاصل از اپتیک و غبارِ روی سنسور و تلسکوپ قابل‌مشاهده است. این نحوه‌ی پردازش برای آشکارسازی مناسب نیست.

در شکل 4، کالیبراسیون تنها با استفاده از 4 تصویرِ زمینه در جایگاه عکسِ Flat موردبررسی قرارگرفته است و بعد وارد نرم‌افزار PIPP شده است. این پردازش از روشِ بیان‌شده در شکل 3، عملکردِ بهتری را نشان می‌دهد و از ایراداتِ اپتیکی و گردوغبار خبری نیست.

در شکل 5، پردازش با قرار دادنِ تصویرِ زمینه در قالب Flat و Dark انجام‌گرفته است و سپس روشنایی در نرم‌افزار PIPP تنظیم‌شده است. در این عکس با کنار رفتنِ زمینه، تصویرِ هلال در بهترین حالتِ قابل‌مشاهده قرارگرفته است.

مورد دو:

در این قسمت، هلالِ شامگاهیِ رجب 1442 که روز 24 بهمن 1399 از تپه‌های روستای کودیان نزدیک شهرِ شیراز رصد شد، موردبررسی قرار می‌گیرد. این هلال توسطِ گروه تنها در پخش زنده‏‌ی دوربین مشاهده شد. زمانِ اولین رصدِ آن ساعت 18:13 دقیقه بود که تنها 26 دقیقه از غروب ظاهریِ آفتاب می‌گذشت.

به‌مانند موردِ یک، بررسیِ میزانِ آشکار شدنِ هلال طی سه روشِ پردازشی موردبررسی قرار می‌گیرد.

در شکل 6، تنها روشنایی تنظیم‌شده است و از تصویرِ زمینه استفاده‌نشده است. تفاوتِ رنگِ زمینه‌ی این تصویر و تصویرِ پیشین هم از این جهت است که هلال موقع رصد ارتفاع کمتری داشته و افق هم کمی غبارآلود بوده است. علاوه بر آن تأثیرات اپتیک و غبارِ روی لنز هم در تصویر دیده می‌شود.

در شکل 7، اثراتِ اپتیکی و غبار روی لنز پاک‌شده است و هلال را در زمینه بسیار بهتر می‌توان مشاهده کرد.

در شکل 8، تا حدودی زمینه حذف‌شده است و هلال کاملاً قابل‌مشاهده گردیده است. دلیلِ عدمِ حذف کامل زمینه هم تغییرِ شدتِ نورِ زمینه‌ی آسمان طی همان 20-30 ثانیه اختلافِ بینِ زمانِ ثبتِ هلال و تصاویرِ زمینه است که با بهبودِ سرعتِ عملِ عکاس و احتمالا انتخابِ بهتر محلِ ثبت عکسِ زمینه می‌توان آن مورد را هم اصلاح کرد.

با توجه به این دو موردِ بررسی، به نظر می‌رسد که استفاده از تصویرِ زمینه در جایگاه Flat و Dark می‌تواند به ایجادِ الگوی ساده‌ای برای تصویربرداری از ماه برای علاقه‌مندان به رؤیت هلال تبدیل شود. تنها لازمه‌ی آن دسترسی به دوربینِ دارای قابلیتِ ثبت عکس خام است.

نتیجه‌گیری:

در این مطالعه، الگویی ساده برای آشکارسازیِ هلالِ ماه با کمکِ عکسِ زمینه ارائه گردید. این الگو بدین‌صورت عمل می‌کند که تصویرِ زمینه در جایگاهِ تصویرِ Flat و Dark قرار می‌گیرد و بعد از اصلاح عکسِ اصلی در نرم‌افزار DSS، روشناییِ تصویر در نرم‌افزار PIPP تنظیم می‌گردد و هیچ فرایندِ دیگری موردنیاز نیست. این الگو برای دو هلالِ شامگاهیِ رجبِ 1442 و شعبانِ 1442 موردبررسی قرار گرفت و حسنِ عملکرد آن در مقایسه با تصاویرِ اصلاح‌نشده به‌خوبی مشاهده شد.