Astronomie: The Astro Zone System

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Bildbearbeitung, Schärfen, Entrauschen

Quelle: Youtube-Video von Frank Sackenheim

Das Prinzip der vier Zonen

Ein typisches Astrofoto eines Deep-Sky-Objekts hat Bereiche verschiedener Qualität, die wir möglicherweise unterschiedlich bearbeiten wollen.

Sichtbar machen kann man diese “Zonen” z.B. mit Adobe Photoshop auf folgende Weise:

  • Wir öffnen ein geeignetes Astrofoto
  • Wir wandeln das Photo in Graustufen um ( Bild -> Modus -> Graustufen)
  • Wir machen eine sog. Tontrennung in vier Stufen (Bild -> Korrekturen -> Tontrennung)

Andere Photoshop-Versionen:

  • Die Funktion “Tontrennung” heist in der englischen Version “Posterize”
  • In Photoshop CS2 findet man das unter Bild -> Anpassen -> Tontrennung

Dann haben wir vier Bereiche “Zonen” in unserem Bild. Dieser Ansatz stammt von Ron Wodaski, der dies “Vier-Zonen-System” nennt. Die vier Zonen sind:

  1. Der Hintergrund “Zone 1 (Dunkelbereich)” soll – ohne Rauschen – sehr dunkel sein
  2. Gebiete mit schwachen Nebeln “Zone 2 (Dunkelgrau)” haben ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und können nicht geschäft, sondern nur entrauscht werden.
  3. Gebiete mit stärkeren Nebeln “Zone 3 (Hellgrau)” haben ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und sollten geschärft werden.
  4. Die ganz hellen Bereiche “Zone 4 (Hell)” das sind überwiegend die Sterne, die haben ein super-gutes SNR und sollten ebenfalls nicht entrauscht werden…

Die Bildbearbeitung

Nachdem wir uns das Prinzip der vier Zonen so klargemacht haben, geht es an die (ggf. unterschiedliche) Bearbeitung der vier Zonen. Dazu laden wir das ursprüngliche Astrofoto (in Farbe) in Photoshop.

Die vorbereitende Bildbearbeitung

Bevor wir die vorgestellten Zonen selektiv betrachten, beginnen wir die Bildbearbeitung ganz “konventionell”:

  • Die Einzelaufnahmen sollten im RAW-Format (d.h. 16 Bit Tiefe) vorliegen
  • Stacken der einzelnen Frames (mit Darks, Flats und Bias Frames)
  • Rand abschneiden (sonst haben wir möglicherweise einen komischen Effekt links im Histogramm)
  • Stretchen – dabei einen “weisen” Schwarzpunkt setzen (weise = nach rechts ans Gebirge heranfahren, aber etwas Abstand halten)

Die Bearbeitung der vier Zonen

Die Zonen 1 und 2 müssen im Wesentlichen entrauscht werden; Zone 2 vorsichtiger als Zone 1.
Die Zonen 3 und 4 müssen im Wesentlichen geschärft werden: Zone 3 klaro, Zone 4 wie ???

Um eine getrennte Bearbeitung von Zone 1 und 2 einerseits von Zone 3 und 4 andererseits zu erreichen, verwenden wie eine Luminanzmaske.

Als Luminanzmaske nehmen wir einfach das Bild selbst als Maske. Das machen wir so:

  • Das ganze Bild auswählen (Strg-A)
  • Das ausgewählte Bild in die Zwischenablage übertragen (Strg-C)
  • Eine leere Maske hinzufügen:  Unten das Symbol “Ebenenmaske hinzufügen”
  • In die leere Maske zum Bearbeiten hineingehen (Alt-Klick)
  • Die Zwischenablage in die leere Maske einfügen (Strg-V)

Bearbeiten von Zone 1 und Zone 2

Ebenenenmaske

Zum Entrauschen (für Zone 1 und 2) müssen wir die Lumanzmaske invertieren (Strg-I).
Die Luminanzmaske sollten wir durch manipulieren am Histogramm (Schwarzpunkt bzw. Weisspunkt verschieben) und durch Weichzeichnung (Gaußscher Weichzeichner) noch etwas verbessern, bevor wir sie zur Bildbearbeitung benutzen.

Entrauschen

Welchen Rauschfilter nehmen wir dazu? Es gibt viele Rauschfilter; alle arbeiten im Prinzip so, das sie die Auflösung verringern; d.h. also etwas “glätten”. Die Unterschiede bei den verschiedenen Rauschfiltern liegen im Wesentlichen bei den Argorithmen nach denen sie die Bildteile auswählen auf die sie wirken sollen. Da wir dafür extra eine schöne Ebenenmaske erstellt haben, genügt zunächt ein ganz einfacher Rauschfilter z.B,:

Photoshop Menüleiste -> Filter -> Rauschfilter -> Rauschen entfernen

Bearbeiten von Zone 3 und Zone 4

Ebenenmaske

Um Zone 3 und 4 isoliert zu bearbeiten, nehmen wie wiederum die Luminanzmaske; diesmal aber ohne sie zu invertieren. Ggf. wollen wir die Luminanzmaske noch leicht modifizieren indem wir im Histogramm die Schwarz- und Weisspunkte verschieben und schließlich einen Gaußschen Weichzeicher einsetzen.

Schärfen

Welchen Schärfungsfilter nehmen wir dazu?

Photoshop Menüleiste -> Filter -> Scharfzeichnungsfilter -> Unscharf maskieren…

Die abschließende Bildbearbeitung

Die entrauschten Zonen 1 und 2 müssen mit den geschärften Zonen 3 und 4 nun zusammengesetzt werden.

Astronomie: Photoshop – Luminanzmasken

Gehört zu: Bildbearbeitung
Siehe auch Adobe Photoshop, Photoshop Grundlagen, Photoshop Ebenen
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 29.11.2022

Luminanzmasken mit Photoshop

Link: http://www.imagingdeepsky.com/Tutorials/Masks/Masks.htm

Bei der elektronischen Bildbearbeitung wird man zunächst Techniken anwenden, die auf das ganze Bild wirken, wie z.B. Stacking, Stretchen, Schärfen etc. Bei manchen Objekten möchte man nur Teile eines Fotos bearbeiten. Dazu arbeitet man mit sog. Masken.

Grundlagen für Masken

Masken sind im standardmäßig im Fenster “Ebenen- Kanäle  Pfade” (Einblenden über Menü -> Fenster -> Ebenen).

Abbildung 1: Einblenden der Ebenen-Palette (Google Drive: photoshop-ebenen-05.jpg)

Zu einer Ebene kann eine Maske “Ebenenmaske” angelegt werden.

Abbildung 2: Anlegen einer Ebenenmaske (Google Drive: photoshop-ebenen-06.jpg)


Photoshop: Anlegen einer Ebenenmaske

Eine Maske ist ein Graustufenbild.

Wirkung einer Ebenenmaske: Schwarz verdeckt (=schützt) (d.h. 0% Wirkung), Weiß lässt durch (d.h. 100% Wirkung).

Bearbeiten einer Ebenenmaske: Durch “Alt-Klick” auf das Miniaturbild der Maske wird die Maske im Hauptfester angezeigt und kann bearbeitet werden.

Arbeitsschritte zur Erstellung einer Luminanzmaske:   (“Work Flow”)

Das Bild als neue Ebene kopieren (damit das Original erhalten bleibt “non-destructive”)

Kontrast erhöhen z.B. durch Menü -> Bild -> Korrekturen -> Helligkeit/Kontrast: Beide auf 100%

Auswahl erstellen z.B. durch Menü -> Auswahl -> Farbbereich

Drop-Down “Auswahl” bleibt auf “Aufgenommene Farben”

Wir klicken mit der Pipette auf den hellen Bereich und sehen das jetzt alles gleich helle selektiert wird.

Mir “Shift-Click” können wir zusätzliche Helligkeitsbereiche zu der Auswahl hinzufügen.

Drop-Down “Auswahl” geht auf “Lichter”

Dann wird ja auch alles Helle selektiert

Durch die Schieberegler “Bereich” und “Toleranz” können wir die Auswahl noch leicht verändern

Nun aus der Auswahl eine Maske machen:

Während die Auswahl aktiv ist (“marching ants”) klicken wir im Ebenen-Fenster auf das Symbol in der unteren Leiste “Ebenenmaske hinzufügen”

Dann die Maske verfeinern:

Alt-Klick auf die Maske

Rechte Maustaste – Im Kontextmeü erscheinen eine eine Reihe von Tools für Ebenenmasken

In diesem Kontext-Menü: Auswählen und Maskieren

Kantenerkennung:

Smart Radius anhaken

Radius vergrößern: Schieberegler nach rechts auf Maximum 250 Px

Globale Verbesserungen

Kante verschieben (Shift Edge)

Weiche Kante (Feather)

Abrunden (Smooth)

Output: Ebenenmaske

Nun den Hintergrund (Sterne etc.) komplett auf Schwarz setzen

Mit dem Lasso-Tool das Objekt vorsichtig umfahren

Auswahl umkehren

Hintergrundfarbe auf Schwarz setzten

Taste “Backspace”: Dies löscht den ausgewählten Bereich (auf die Hintergrundfarbe)

Nun die Maske abspeichern (für weiteren Gebrauch)

Da es sich um eine Ebenenmaske handelt, erscheint diese Maske im “Kanäle”-Fenster

Eine Ebenenmaske ist nur ein temporärer Kanal

Durch Rechts-Klick auf die Maske und im Kontextmenü dann auswählen: “Kanal duplizieren” kann der Kanal (die Maske) permanent gespeichert werden

Luminanzmasken I: Photoshop

26.8.2018

  1. Das Bild laden
  2. Menü -> Fenster -> Kanäle
  3. Den Kanal, der gut ist, auf das Symbol (Rechteck mit Bogen unten links) ziehen ==> Kopie
  4. Den Kanal aufhellen
    Tonwertkorrektur: menü Bild -> Korrekturen -> Tonwert
    Schattenbereiche aufhellen
    OK
  5. Kanal invertieren: Strg-I
  6. Auswahl: Strg-Klick auf kanal auf die Miniaturen
    Ebenen RGB
    Reiter “Ebenen”
  7. Erstellen Gradationskurve
    Menü Fenster -> Korrekturen (die Auswahl wird automatisch als Maske hinzugefügt)

Luminanzmasken II

Aus: http://www.kitea.de

Auswahl -> Farbbereich -> Lichter 40%

( Kanäle, Maskensymbol)

Werkzeuigleiste  — Symbolleiste — rechte Maustaste

Auswahl: Farbe, Luminanz, Lasso,….

Auswahl  —–> (erzeugt)  —>  Maske

Maske   —-> erstellt —-> Auswahl