“ K3CCDTools ”

GRABACION y TRATAMIENTO de IMAGENES por INTEGRACION

de las obtenidas con Cámaras "CCD", "CMOS", "NMOS" 

o "WebCam" transformada a larga exposición

-- Con la autorización de Péter Katreniak, y citado en su  -  "How To..."

ÍNDICE

.........	ACTUALIZACIONES  periódicas del Software K3CCDTools (actual la versión:  3.5.10.1083 de Fbr / 2012)
.GENÉRICO
	CONCEPTOS BÁSICOS  de una grabación y/o captación de imágenes digitales
	....	ADC
		Balance de blanco
		Conclusiones y Reflexiones
			Recordatario
		Fotón
		Gamma
		Ganancia
		Profundidad de bit
		Rango Dinámico
		Ruido, su efecto en cámaras digitales
			Conversión de fotones en electrones y su repercusión en ruido captado
			Relación Señal / Ruido
		Saturación
		Sobre los  "Dark Frame"  y  "Flat Field"
		Tiempos para  "Larga Exposición"
		Valor RAW
		Velocidad de cuadro (Vcu)
		Velocidad de obturador (Vob)
DESCRIPCIÓN GENÉRICA DEL PROGRAMA
	OPERATIVA básica del " K3CCDTools "
		PROGRAMAR CÁMARA
			Controles de Cámara
			En barra de herramientas (opción Video Capture)
			Select Result Rectable
			Vídeo Capture
			Vídeo Capture Timer
			Video Format
			Video Surce
		PROGRAMACION “LONG EXPOSURE”
		OBTENCION DE VIDEOS ( .avi )
			Obtención del DARK FRAME
			Obtención del FLAT FIELD
			Obtención de imagen CONJUNTO
		ENFOQUE método “FFT” ( Fast Fourier Transform )
			Aplicación del "FFT" para el SEEING y FWHM
			ESTUDIO de la EVOLUCION del CENTROIDE con la DESVIACION
			“FFT” para un BUEN ENFOQUE
			“FFT” para un BUEN GUIADO
			Pantalla de trabajo del “K3CCDTools”
		ALINEADO de Fotogramas
		Aplicación “RAW” o “NO-RAW” en la CAMARA
			Desde inicio
			Seguimiento
		Como obtener resultados espectaculares
		Mejorando resultados con “PHOTOSHOP 7.0”
COMO OPERAR, POR PASOS
		COMPOSICION OPTICA RECOMENDADA
		* GRABACION
		......Objetos brillantes
		......Objetos de cielo profundo
		* PROCESADO EN GENERAL de frames para obtención de imagen final, procedentes de uno o varios vídeos AVI
		......PROCESADO "WIZARD"  preferible para vídeos AVI de Planetaria
POSIBILIDADES EXTRAS DEL PROGRAMA
		ESTUDIO de CURVAS "AR" y "DEC"   para control de la "Puesta en Estación" : Error periódico, Alineado, Contrapesado, etc...
		ENLACE con "Cartes du ciel" -  Aplicación tras "Guiar el Telescopio desde el PC"
		ADAPTAR una CÁMARA DSLR a TELESCOPIOS  monitorizar p.e. en una TV, capturar y grabar una imagen
EJEMPLOS PRÁCTICOS, SEGUIDOS PASO A PASO
		1º   EJEMPLO de CONFIGURACIÓN  para la Cámara y permitir Grabación, Procesado de frames de vídeos AVI o imágenes CCD
		2º   EJEMPLO de PROCESADO y RETOQUE detallando paso a paso, desde el vídeo inicial, hasta obtener la imagen final
	___________

• GENERICO

  .....

La base del procesamiento es la integración, o sea la suma de todos los fotogramas útiles de una secuencia extrayendo la información de cada uno hasta obtener una sola imagen con la información veraz y limpia. 

Técnicamente consigue aumentar la " relación señal / ruido" y matemáticamente obtener una "media ponderada" por tanto el resultado es muy fiel a la realidad. 

Tanto es así que incluso se consiguen resultados muy espectaculares superando ampliamente el poder resolutivo del telescopio y al menos en muchas ocasiones podemos eliminar de forma apreciable el efecto negativo de la turbulencia. 

CONCEPTOS BASICOS  

• ADC:

Conversor analógico-digital. Transforma la señal luminosa que ha generado el sensor en una señal digital.

• Balance de Blanco

Permite ajustar la precisión ó fidelidad del color.

Si se deja en automático no se suelen conseguir resultados buenos.

Es difícil ajustarlo manualmente porque se requiere entrenar el "sentido cromático"(ver Crominancia)

Para dar una orientación: hay que situar el cursor del color rojo hacia la mitad ± 50% o algo menos de su recorrido mientras que el azul debe quedarse alrededor del ± 25%.

• Dark Frame y Flat Field

Los DARK FRAMES o "Darks" son fotos que tomas con los mismos sesteos de la cámara, pero con el telescopio tapado para poder captar el "ruido" del chip de tu cámara, al tapar el tubo registras los píxeles muertos, hot píxeles y otras anomalías propias de la cámara. 

Al restar después estos cuadros a la foto, se elimina todos los defectos inducidos por la cámara. 

Es importante tomar el dark frame con la misma sensibilidad de film, el mismo tiempo de exposición y en lo posible después de tomar las fotos para que el resultado sea optimo. 

Los FLAT FIELD o "Flats" son fotos que tomas en la misma noche pero al revés de los Darks en vez de tapar el telescopio lo iluminas, o mejor dicho captas una imagen de un fondo equiluminado, la finalidad de esta foto es registrar la suciedad ya sea del telescopio, del ocular, o de la cámara. 

Esta foto después se resta a la imagen y elimina la posible suciedad que tenga el equipo. 

Es importante no mover para nada la cámara, si la giras entonces en vez de eliminar la suciedad vas a duplicarla, ya que ahora esta en otro lado de la imagen.

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Sobre "DARK FRAME"

Durante el tiempo de exposición se acumula una interferencia térmica en cada píxel, debido a que la CCD no se encuentra en temperaturas bajas (-173ºC)

Usualmente con una suma media de 7 a 10 frames efectuadas en la total oscuridad, ganancia y tiempo de exposición.igual a la usada para la grabación del Objeto

Guardar como DARK

Sobre "FLAT FIELD"

La sensibilidad de la luz no es idéntica para todos los elementos, que constituyen en CCD, con aparente menor iluminación en las esquinas de la imagen, entre otros puntos también.

En los períodos crepusculares, seguir el Sol durante unos intervalos de ± 30 min. El telescopio apuntando al zenit y haremos varias captaciones de 1 a 20 seg de duración, naturalmente en regiones sin estrellas.

Guardar como FLAT

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• Fotón:

Un cuanto de luz, la intensidad con que se ilumina una superficie es proporcional al número de fotones que la alcanzan por unidad de tiempo.

• Gamma:

Para ajustar hay que situarlo casi al mínimo (a la izquierda) ± 0%  

• Ganancia

El factor de conversión entre el número de fotones capturado por las células fotosensibles y el valor raw. Si el número de fotones capturados es 1000 y el valor raw es 100, la ganancia sería 10.

Es un valor ajustable "a ojo" hasta conseguir un brillo y contraste apropiados de la imagen  

• Profundidad de bit:

Número de bits usados para registrar el nivel de iluminación de un pixel.

• Rango Dinámico:

El rango entre la señal más pequeña detectable y la más alta del sensor. Podría llamarse también el nivel de iluminación.

• Relación Señal / Ruido

Conversión de fotones en electrones y repercusión en ruido captado

El número de fotones que alcanza el CCD, probabilisticamente hablando, va a ser el mismo para una sola toma de 10 minutos que para, p. ej. 600 tomas de 1 segundo, porque los fotones no saben cómo los están captando y simplemente chocan con el CCD. 

Cuando se lee la imagen del CCD, al valor de la señal eléctrica de la imagen (proporcional al número de fotones captados) se le suma el ruido de lectura, que es más o menos constante. 

• Cuando se hacen tomas muy cortas, el valor del ruido puede ser cercano al valor de la señal (imagen), con lo que si se suman muchas tomas cortas se está sumando muchas veces el ruido, con lo cual se desvirtúa la imagen. 

• En cambio, si se hace una sola toma larga, el ruido es mucho más pequeño que la señal, con lo que la imágenes mucho más nítida. En este caso se dice que la relación señal/ruido es mucho mayor

• En una cámara CCD se pueden considerar varios tipos de ruido: Uno de ellos es el ruido térmico, que se acumula en el pixel junto con la señal generada por los fotones que van llegando. 

Suele ser proporcional al tiempo de exposición y se reduce mucho refrigerando el CCD, aumentando de ese modo la relación señal / ruido  (S + N) / N, lo que permite separar la información de la imagen recibida, de la "suciedad" producida en el propio chip, facilitando su eliminación sin dañar la sobrevenida.

• Otro es el ruido de lectura, generalmente provocado por el amplificador que hay al final de los registros de desplazamiento, antes del convertidor analógico-digital.

Es un ruido bastante pequeño que no depende del tiempo de exposición. Así, si el tiempo de exposición es grande este ruido puede ser despreciable frente a la señal. 

El ruido del que hablamos es aleatorio, por lo que contribuirá en cada pixel con una cierta cantidad, que no tiene por qué coincidir en las distintas tomas, pero está ahí.

Lo que ocurre es que al acumular tomas alineadas nosotros hacemos coincidir los pixeles que contribuyen a formar la imagen (señal). y de ese modo la imagen se va haciendo cada vez más nítida. 

En cambio, como el ruido no siempre coincide en el mismo sitio, su acumulación es mucho más lenta que con la imagen. El ruido no desaparece con la acumulación de tomas, pero se atenúa mucho en relación a la "señal". Con una buena relación del nivel de la señal respecto al nivel de la señal del ruido, la calidad de la imagen se acentúa notablemente.

En exposiciones cortas, el ruido podría ser del mismo orden de magnitud que la señal, con lo que ésta queda comprometida. Al sumar varias tomas cortas se está sumando la señal y también el ruido. Aunque es cierto que el ruido es aleatorio, éste no se cancela, sino que se acumula más lentamente que la señal. 

• Evidentemente la relación señal-ruido mejora acumulando las tomas, pero como cada una de ellas tenía esa componente de ruido, la imagen final siempre será peor que en una toma de exposición larga.

• Si no hubiese absolutamente nada de ruido, una toma de 10 segundos sería exactamente igual que 10 tomas de 1 segundo y estadísticamente hablando vamos a recoger los mismos fotones en ambos casos.

• Si el fotón tiene energía suficiente para excitar el CCD y acumular electrones en el pixel, lo hará en todos los casos, ya sea en una toma larga o en muchas cortas.

Las cámaras CCD no son absolutamente lineales, pero lo son bastante hasta que se llega a la saturación del pixel (en una de las mías es con unos 32.000 electrones por pixel  "cámara CCD_ARTEMIS mod ART-285-C"). 

En la zona lineal, la señal es aproximadamente proporcional al número de fotones captados. Si no hubiera nada de ruido no tendría sentido hacer exposiciones largas (así evitaríamos tener que hacer guiado).

Luego acumulas las tomas y verás que, además de que la imagen es mucho mejor, podrás usar proceso de imagen más agresivo para sacar los detalles.

RSR: Relación señal-ruido. Un valor alto indicará que la proporción de ruido con respecto a la imagen es baja. Un valor bajo indicará que la imagen es muy ruidosa. También se suele abreviar como SNR.

Un pequeño ejemplo "bastante distante de la realidad" pero creo orientará en el concepto:

Premisa:

• El telescopio capta constantemente la misma información de luz por unidad de tiempo.

• El chip se calienta cada vez más con el tiempo

• Fórmula aplicada para relación señal ruido  =  (S + N) / N

• Caso hipotético de CINCO TOMAS de "n" tiempo, que capten en esa unidad de tiempo 10.000 fotones

Obtenemos en promediado de tomas ( 10.000 fotones + 240,00 ) / 240,00 =  relación señal ruido de 42,67

• Caso hipotético de UNA TOMA, pero 5 veces más larga en tiempo de captación

Obtenemos basándonos en la hipótesis anterior:  10.000 fotones x 5 veces más de tiempo = 50.000 fotones captados

(50.000 fotones + 240,00) / 240,00  calor acumulado en ese mismo tiempo = relación señal ruido de 209,33

Se obtiene que la relación en una toma larga es muy superior en su relación señal ruido, a la de cinco tomas seguidas, p.e., por tanto la calidad obtenida será mejor

• Saturación:

Es la intensidad del color Para conseguir imágenes realistas hay que ponerlo antes de la mitad del recorrido ± 50%.

• Tiempos para Larga Exposición

Está claro que para tener mejores imágenes hace falta acumular, de una forma u otra, más tiempo de exposición, con el fin de captar el mayor número posible de fotones, que incidan en el film o chip.

Si quieres un consejo, trata de averiguar cual es el tiempo de exposición razonable para tu telescopio y
cámara (sin que las estrellas dejen de ser redondas y sin que satures demasiado la imagen) y utiliza para cielo
profundo ese tiempo de exposición, haciendo todas las tomas que puedas. 

Por cierto, también es conveniente tomar "dark-frames" para eliminar los pixeles calientes (y el fulgor del amplificador)

• Valor Raw

Cada uno de los valores digitales que asigna el ADC

• Velocidad de cuadro (V_cu):

Es el número de fotogramas por segundo. Los  apropiados  5 fps, 10, ó 15 fps.(en los films de películas domésticas clásicas, era corriente el 12 y el 24 imágenes - fotogramas - por segundo)

• IMPORTANTE:   Si por efectos del Seeing, nos tememos que las imágenes, pueden salir algo movidas y tendientes en su efecto aparente a desenfocadas...", en lugar de 1 / 15 fps, convendría situarlo en 1 / 30 fps,ó incluso superior, yo he actuado hasta con 1 / 100 fps,, lo que comporta que captará la cámara fracciones muy pequeñas de tiempo y con ello se tiende a evitar ese efecto molesto. (Seetings > Video capture > por ejemplo "Frame rate" a 1 / 30 fps > OK). en ese caso ya no activaríamos las opciones de grabación básicas 5, 10 ó 15 fps y habremos seguido  con el paso de grabación, seleccionando el modo por ejemplo VIDEO SEQUENCE CAPTURE TIMER

• Velocidad de obturador (V_ob - shutter -):

Siempre debe estar al mínimo para ”Cielo profundo”: 1/25 de segundo (es decir que cada imagen – fotograma – es captado en un veinticincoabo de segundo)

Pero para “Planetaria u Objetos muy brillantes, se puede variar a 1/50, 1/125, 1/250, etc, para que no quede saturada, seleccionando luego los mejores fotogramas.

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·  CONCLUSION Y REFLEXIONES

Lo más conveniente sería hacer una toma del máximo tiempo posible que te permitiera la cámara y la montura y luego promediarla con otras tomas de iguales características.  El resultado sería una imagen mejorada pero no tanto como si la hubiésemos hecho de un tirón (lo que no nos permitió nuestros equipamiento, accesorios, etc., por sus características... ).

Pues si, la conclusión debería ser esa, determinar cual es el límite que te permite tu equipamiento ( seguimiento, saturación, ruido, turbulencias etc.), hacer las tomas con ese tiempo y luego acumular... y sin olvidar la obtención de Darkframes y de Flatframes, (ver apartado Obtención de vídeos *.avi) para obtener mejoras substanciales...

Además, se gana mucho apilando muchas fotogramas. Yo suelo apilar unas 600 tomas (1 minuto a 10 fps).

De esa forma la relación señal / ruido es mucho mejor y obtienes más detalles (además así se pueden descartar las tomas malas y seguir teniendo muchas).

--  Colaboración cortesía de Antonio Pérez Ambite

DATSI_Antonio Pérez Ambite - UPM

Podemos resumir brevemente los aspectos clave para conseguir el éxito e imágenes bien detalladas:

• Telescopio de media abertura entre 200 mm y 300 mm. Ø  muy bien Colimado y tendiendo a perfecta PUESTA en ESTACION

• Reducir en lo posible la turbulencia local y aprovechar los días en que mejore la turbulencia atmosférica.

• CCD_WebCam transformada, en formato de 640 x 480 pixels y ampliación óptica suficiente o distancia focal equivalente DF_eq.

• Tomar secuencias de suficiente duración en cuanto a su número y V_cu alrededor de 10 fps.

• El observador planetario es capaz de perseverar gracias al interés que le inspira descubrir y seguir los fenómenos atmosféricos en otros planetas.

--  Colaboración cortesía de Jesús R. Sánchez

http://astrosurf.com/planetels

http://www.astrosurf.com/planetels/planetcam.htm  

• RECORDATORIO

1. Comenzar fotografiando objetos que no requieran exposiciones muy largas de tiempo, ni demasiados fotogramas: 

• Planetas (menos de un segundo), por ejemplo shutter 1 / 50 s (20 ms cada fotograma) 

• Cúmulos estelares (alrededor de 3 segundos)

• Ver al efecto  TABLA_01  y  Ejemplos con imágenes, y cómo conseguirlas

2. Utilizar la autoexposición, ya que la regulación automática de la sensibilidad es muy efectiva

3. No olvidarse de dibujar el centroide (un cuadrado con el mouse alrededor de un objeto guía - fotograma referente -) antes de sumar, pues sino el software apila cuadros sin alinear.

4. Sobre magnificación:

• Darle mucha magnificación para planetas (probar con y sin Barlow) 

• y la menor para cielo profundo (los catadióptricos pueden llegar a requerir reductores focales)

5. Acordarse de guardar en formato: 

• JPG para fotografía planetaria 

• FIT para cielo profundo, cuidado si captáis cielo profundo, que la primer imagen que obtengas puede ser muy pobre, una mínima nube, etc., y después todo "aparece" con el procesado.

6. Tómate tu tiempo necesario para conseguir un buen foco 

• Ver al efecto Máscara de Hartmann

• Utilizar telescopio guía, o guía fuera de eje

• Ver al efecto Composición de telescopios

7. Es imprescindible si sacas cielo profundo tomar los cuadros oscuros (darks) que te van a extraer automáticamente el ruido y los artefactos por imperfecciones del chip

8. Cuando intentes exposiciones largas, o con muchos fotogramas, usar la montura con soporte ecuatorial, en caso contrario es decir soporte azimutal, usar desrotador mecánico de campo o un software que cumpla la misma función

• Ver al efecto Puesta en Estación 

9. Trabajar en el lugar que tengas mejor cielo

• Ver al efecto Dónde observar

• y Seeing en Fwhm

10. Sobre salidas de observación

• Ver al efecto Indispensable

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• DESCRIPCIÓN GENÉRICA DEL PROGRAMA

Video Capture Pulsar para ampliar	Sequence Processing

OPERATIVA BASICA con “ K3CCDTools ”

• ACTUALIZACIONES

Peter Katreniak ya ha sacado la Versión 3.5.10.1083 del 2012

que entre otras mejoras soporta las cámaras DSI de segunda generación ( DSI II  y  DSI PRO II ).

Enlace a la actualización y a las mejoras que incorpora esta versión 

• PROGRAMAR CAMARA

• En barra de heramientas  (en la opción Video Capture):

Device >  WDM  (aparecerá la cámara conectada a la USB), activarla > la opción MK, para que capte sonido si se necesita.  

__________

VIDEO CAPTURE

• activar "WDM"

• activar p.e. las cámaras CCD: "Philips ToUcam Pro"., "ATK1CII", "Logitech QuickCam Pro 4000", o DSLR's por ejemplo la "Olympus E-330", etc....

Video Capture > Preview  (para ver lo grabado) -- en la imagen captación con una "CCD_Logitech QuickCam Pro 4000", nótese el Retículo en rojo, superpuesto

Seting > Video Surce > Ajustar: Controles de imagen, Velocidad de obturación "V_ob", Opcional B/W o Color, Equilibrio blanco en automático, etc., al gusto.

Video Format > Velocidad de cuadro "V_cu" entre 5 fps, 10 fps, 15fps, etc. > Tamaño de salida 640 x 480 pixels y Compresión de vídeo I420  (RGB24 no comprime)  

NOTA:  

Las velocidades "V_cu" programadas desde la Barra de Herramientas, modifican automáticamente las de Video Format

• Velocidad de captación, en imágenes por segundo (fps).

  M
  ....

En principio el programa dispone de, 5 fps, 10 fps y 15 fps.

1.     Activamos con el Mouse, por ejemplo la de 5 fps

2.     Activamos el control número de imágenes (frames) captadas.

3.     Seleccionamos opción de control de tiempo para grabación

4.     programando p.e.  10 segundos

NOTA:   

Algunas cámaras CCD's, CCD_WebCam como “ToUcam Pro II”, “Logitech Quick Cam Pro 4000” sin modificarlas (en “cielo profundo” es indispensable modificación “SC-1” para la obtención libre de obturaciones en procedimiento larga exposición “Long Exposure”), o la especialmente ya prepara para Astronomía “ATK1CII” o “ATK2CII” la y mejor si se le acopla una célula Peltier, etc.,  posibilitan diferentes velocidades para obturación (V_ob) desde 1/5 de seg. hasta 1/30 y muchísimo más .

• De aceptarse > 1/25 de seg., en principio no se precisará la obtención del vídeo “Dark frame” (imagen oscura).

• No confundir “velocidad obturación” (V_ob) (generalmente 1/25 de segundo), con las que serán captadas por segundo (fps) obtenidas con una velocidad de obturación (V_ob) asignada para cada una de las imágenes.  

Ejemplo: Opción " VIDEO CAPTURE TIME "

200 imágenes (frames), captadas en 20 segundos (duración "s"), al haberse programado (V_cu) 10 imágenes por segundo (fps), y cada una con velocidad de obturación (V_ob) de 1/25 de segundo.  

Habiéndose programado el proceso a modo de ejemplo, durante un tiempo máximo de 1 minutos (período "1") y con repetición de 3 veces todo el proceso (repetición "3"), por tanto obtendremos 3 vídeos de 200 f c.u.

Cabe destacar, que no siempre coinciden estos datos con la realidad, por existir imágenes "dropped" y los tiempos ser p.e. en lugar de 20 segundos 20,12

__________

VIDEO CAPTURE TIMER

Inicador progresivo de tiempo en segundos máximo 60 seg.

• Duración (s) -- indicar los segundos de cada frame

• Period (min) -- intervalo en el que comenzará otra vez el conteo (mínimo 1 min), por tanto si la duración de cada frame es de 20 seg, cuando estos terminen seguirá el indicador progresivo marcando hasta llegar a 1 min y entonces empezará de nuevo, si en repetición se ha indicado más de 1 vez (activar) Repead Count -- Las veces que se repetirá la duración de cada exposición, en la imagen 3 veces

• Capture -- Pulsar para empezar la captación programada

• Clos -- Cerrar la captación 

• En el ejemplo de 20seg si estos estás programados a 15fps, se obtendrán 20 x 15 = 300f indicando también al final los frames defectuosos "droped", pero como se indicado repetir 3 veces, captará 3 vídeos, que si los sumamos todos obtendremos 900f

__________

VIDEO SURCE

CONTROLES DE IMAGEN

• Marcar en Velocidad de cuadro, p.e. 15fps

Control de imagen, para :

• Brillo p.e. al 50%

• Gamma p.e. y mejor a 0%

• Saturación p.e. al 50%

CONTROLES DE CAMARA

• Balance de Blancos en: Interior - Fluorescente o Exterior, para ello situar Rojo al 50% p.e. y el Azul al 20% p.e.

• Marcar la velocidad de Obturador a 1 / 25seg

• Ganancia al 20% p.e.

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VIDEO FORMAT

PROPIEDADES

• Formato de video marcar Velocidad de Cuadro a p.e. 15 fps

• Espacio de color y compresión hay dos sistemas "I420" e "IYUV", pero situarlo en "I420"

• Tamaño de salida hay varios sistemas 640x480, 352x298, 320x240, 240x176, 176x144, 160x120

• Seleccionado el adecuado > Aplicar > Aceptar

SELECT RESULT RECTAGLE

• Activarlo (es el 8º icono)

• Ir a 7º icono y activar "FFT Center Point"

• Seguidamente comienza el conteo e la totalida de frames, para alinearlos

• Volver al 14º icono y comenzará la alineación

__________

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PROGRAMACION “LONG EXPOSURE”

Para conseguir un solo frame, "K3CCDTools" guarda siempre el archivo como (*.avi ) aunque sea de un solo frame, de tiempo ilimitado grabado con la "TouCam Pro II" u otra similar, recomendando la versión “ATK1CII” o la “ATK2CII”, e incluso modelos superiores de la marca, que ya tiene la modificación “SC1.5”, e incorpora un ventilador expelente para refrigerar, más controles de temperatura (, incorporación de filtro infrarrojo (adicional), etc.

La captación consistirá en la obtención de varias imágenes, con velocidad de obturación nula, algo similar a la posición “B” bulb de las cámaras Reflex.

Ejemplo:  45 tomas de 20 segundos cada una = 0h15m00s

(de interés relacionado ver EJEMPLOS y procedimiento seguido para obtenerlas)

• Primero efectuar la modificación del circuito de la cámara, paso a paso como se indica en link adjunto: Modificación o adquirir las de la marca mod p.e. “ATK1CII”, que ya está modificada y especialmente preparada para Astronomía.

• Una vez modificada la CCD_WebCam, en la pestaña   Options > settings > Camera, habilitar la casilla "Sc long Exposure modified camera" y reiniciar  para que en el menú "Herramientas" aparezca el icono "Long Exposure".

• En la ventana "Long Exposure" donde pone "Exposure Time (s)" indicar el tiempo que dure la captura en segundos,

• En la casilla "Repeat Count" poner el numero de tomas a realizar en el tiempo de exposición que has determinado en "Exposure Time (s)" y habilitar su casilla correspondiente, si solo quieres una toma no pones nada.

•  "Repeat Period (s)" permite programar cada cuando se quiere realizar una toma,

p.e.:   Realizar 5 veces, exposiciones de 20 segundos, con espacios de 10 segundos :  

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·   OBTENCION DE VIDEOS  (.avi)

Obtendremos para cada grabación, 3 videos totalmente idénticos en cuanto al número de fotogramas, tiempo de exposición, velocidad de obturación, etc., que los  denominaremos:  

Ver "Sobre Dark Frame y Flat Field"

1.  “Objeto_01.avi”    

Es el vídeo obtenido del objeto de interés, para la captación posible del máximo de detalles, mediante aplicación de filtros UHC, Antipolución, Barlow, Reductoras de distancia focal, inserción de oculares, tiempos de exposición, etc. (ver TABLA_01 para configurar)

2.  “Dark_02.avi”      

Es el vídeo obtenido, tapando el objetivo del telescopio, que servirá para generar el vídep y posterior de tomas negras. 

Para que la “dark frame”  sea compatible, la forma  práctica es grabarla inmediatamente después de la “Objeto_01.AVI”, con la misma duración (Pero tapando ahora el objetivo), ya que entonces se mantienen “idénticas características” de grabación. De no hacer las grabaciones “totalmente iguales”, es decir con los mismos parámetros no será aceptada. (Se utiliza para detectar pixels defectuosos y poder restarlos luego de la imagen) *.avi”    

3.  “Flat_03.avi”    

Es el vídeo obtenido, con el telescopio quieto sin avance y grabando sobre un fondo uniformemente iluminado (p.e. cartulina blanca mate de 50 x 50 cm)  y situada a cierta distancia para que llene la imagen. (Se utiliza para corregir la diferencia de sensibilidad de los pixels, ya que no todos responden por igual a la misma excitación)

·   Obtención del FLAT FIELD  ¿Qué es el Flat field y para qué se utiliza?

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·   Obtención del DARK FRAME  

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·   Obtención de imagen CONJUNTO  

Ya tenemos resultados pero muy oscuros.  

·   ALINEADO de FOTOGRAMAS  

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Aclaraciones sobre terminología, indicada en el apartado anterior 19º:

Amount / Cantidad:

Indica cuanto aumentaremos el contraste en los bordes o de los límites de la imagen. 

Valores para imágenes de alta resolución (por ejemplo 20 x 30 cm 300 DPI): 150 a 200 %.

Radius / Radio:

Es la cantidad de píxeles afectados al efecto de doble borde que rodean la línea del borde original. 

Empiece a probar con valores entre 1 y 2 para imágenes de alta resolución.

Thereshold / Umbral: 

Expresa el nivel de diferencia entre píxeles adyacentes para que el filtro sea aplicado o no. 

Si colocamos un valor muy bajo, el filtro actuará sobre toda la imagen, generando ruido en las zonas plenas o con poco contraste. Un valor más alto hará que el filtro se aplique sólo en las zonas de transiciones más fuertes. 

Valores para empezar a probar: Entre 2 y 15, depende el tipo de motivo, también para alta resolución.

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ENFOQUE método “FFT”  (Fast Fourier Transform)

En la imágenes adjuntas, sobre una "Carta de Ajuste para DSLR's", con "CCD, CMOS o NMOS" y simple de "Verificación" en las que se puede ver una de las utilidades del K3CCDTools, hacer de MONITOR para visualizado de las imágenes a captar, para su enfoque previo, controles de Vob., y la ISO, posicionamiento y control de campo, etc., luego también y una vez grabadas se pueden visionar.

NOTA:  Si están interesados en estas cartas, podemos enviarlas por e-mail

En la misma se puede ver también la utilidad FFT, control de Histograma, control de tiempo, etc., para conseguir un enfoque preciso.

Método práctico de enfoque “FFT” (Fast Fourier Transform), que permite el mejor enfoque y calidad de la imagen, en cuanto a sus detalles, proporcionando un cuadrado de referencia y tamaño tal que se adapte a la medida del objeto (variando “FFT Size”,  (p.e. Gamma 02, y Slope 10), que situaremos encuadrando la imagen a observar o de referencia (estrella u objeto) y luego manipulando el mando de enfoque del telescopio (mejor con motor y mando a distancia para evitar vibraciones), intentar conseguir una Imagen BIEN enfocada verificando:

Que en la línea roja de la gráfica, sean los trazos del gradiente vertical lo más desarrollados posible, en cuanto a sus formas con variantes definidas y sus magnitudes

El  valor numérico resultará también lo más elevado posible, en cuanto a su magnitud positiva

Y la imagen resultante se presentará también lo mayor posible en cuanto a su diámetro y definición (círculo interno), que irá variando en su tamaño a medida que se enfoque lo mejor posible. (ver imágenes ejemplo de unos resultados)  

Resultante ejemplo obtenido de una Imagen de estrella, BIEN  y  MAL enfocada, habida cuenta que existía un Seeing 6/10, es decir del orden de 5,52 arc.seg.  (ver el Tama SEEING y su TABLA_06)

Sigue un segundo ejemplo en siguiente página, ahora con inclusión de un filtro de rechazo de infrarrojos, para conseguir más

precisión, ópticamente observando en el enfoque:

Parece claro, que está actuando sobre el Disco de Airy, que concentra en el círculo central un 87% de luminosidad, le sigue una corona negra y la siguiente corona circular con un 7% de luminosidad, más las siguientes que repartirán el 6% restante

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· Pantalla de trabajo del “K3CCDTools”:

• Retículo,

• Cuadrado base para referencia del “FFT”

• Estrella

·  Pantalla de resultados “FFT” para un BUEN enfoque: 

• FFTSize (cuadrado referencia) en 128, Gamma (0), Slope (10), Color (G), idem con L-RGB

• Imagen enfocada de la estrella, en su mayor Ø conseguido, varía según enfoque con

• Gradiente vertical en curva, con máximo de variables obtenidas y bien pronunciados,

• Valor numérico obtenido en su mayor nivel (en ejemplo.: 4,29875)  

·   Pantalla de resultados “FFT” para un BUEN GUIADO:

ESTUDIO de la EVOLUCION del CENTROIDE con la DESVIACION

Calcularemos la resolución de arco que obtenemos con nuestras cámaras de guiado y de fotografía.  

a /

• Resolución de guiado de la webcam Phillips TouCam Pro

• Tubo Óptico: Diámetro 80mm y 600 Mm. de focal

• Tamaño chip 640 x 480 píxeles

• Tamaño de píxel es 5,60 micrones

• Con estos datos tenemos que ésta cámara en este telescopio da un resolución de 1,93 seg.arc. / píxel

b /

• Resolución fotografía a foco primario de la cámara Canon 300d

• Tubo Óptico: Diámetro 200mm y 1000mm de focal

• Tamaño chip 3072 x 2048 píxeles

• Tamaño de píxel es 7,3 µm

• Con estos datos obtenemos que ésta cámara en este telescopio da una resolución de 1,51 seg.arc. / píxel.

Consecuencia: 

Tenemos mayor resolución de fotografía que de guiado, al contrario de lo que estamos acostumbrados, para invertir esta contradicción debemos utilizar el guiado subpíxel, que comento en el paso siguiente...

GUIADO SUBPIXEL

El Guiado subpixel se basa en el cálculo matricial de la deriva del centroide que representa una estrella en la matriz del chip, en Ascensión y Declinación.

Representaremos la explicación en el siguiente ejemplo:

Cálculo subpixel del desplazamiento de este centroide de luz en su 3ª fila de la imagen de esa estrella seleccionada, por ejemplo y procurando sea la fila que más celdas tenga ocupadas, conteniendo iluminación. 

En el caso del ejemplo, como la estrellas son circulares, dispondremos de 4 filas con una determinada cantidad de iluminación y 4 posiciones en columnas para cada fila.

En la realidad la cantidad de iluminación para cada una de las 16 celdas, en el ejemplo, se mediría en mV

• El valor de luz acumulada en cada píxel está representado por un número de 0 a 100 en este ejemplo:

Estrella centrada: 

Cálculo centro de 3ª fila del centroide 

(25x1 + 80x2 + 80x3 + 25x4) / (25 + 80 + 80 + 25)  =  valor posición 2,50

Estrella con deriva: 

Cálculo centro de la misma fila del centroide

(80x1 + 80x2 + 25x3 + 2x4) / (80 + 80 + 25 + 2)  =  valor posición 1,72

El desplazamiento a solucionar 

Es la diferencia de las dos posiciones calculadas (2,50  - 1,72 = 0,78) que corresponden a la situación del centroide en la matriz para ese instante, y está definido en este caso en centésimas de píxel, presentando en el ejemplo ese valor de 1,72 para ese momento y que hay que solucionar hasta conseguir otra vez el 2,50 del ejemplo, reorientando la montura, lo que se obtiene automáticamente mediante software, consiguiéndose de nuevo el centrado de la estrella que utilizamos en el guiado.

Consecuencia: 

La resolución de guiado subpixel con pequeñas focales, tiene mayor resolución que la de fotografías a mayores focales.

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REPERCUSION del SEEING

El Seeing o turbulencia habitual de los observatorios es mayor que la resolución teórica de fotografía astronómica y la de guiado.

Consecuencia:

• Las resoluciones teóricas de foto y guiado quedan igualadas por una mala turbulencia.

• La resolución del Telescopio, en base a su composición, debe tender a 1/3 del valor obtenido en la FWHM, con el fin de que se puedan luego distinguir los detalles

Sobre-corrección de guiado: 

Si no ajustamos bien los parámetros de guiado en el programa, y no dejamos un margen para que la estrella se mueva con la turbulencia, el autoguiado intentará seguir los rápidos movimientos de la turbulencia, y antes de que haya podido corregirlos ya habrá otros movimientos de turbulencia pues su velocidad es mucho mayor que la de correcciones de guiado. 

Esto creará una cadena de errores sin control en el guiado.

En nuestro programa K3CCDTOOLS la idea de sobre-corrección se asocia a los píxeles muertos alrededor de la estrella que no activaran el autoguiado por deriva de la estrella.

Seeing variable: 

Según la noche y a que altura del cenit apuntemos tendremos un Seeing u otro, esto afectará al umbral de píxel muerto que necesitemos. 

Lo ideal es fotografiar a los objetos en tránsito, es decir en su posición optima de mínima turbulencia.

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MEJORANDO EL RESULTADO CON “PHOTOSHOP V7”  

Ejemplo de un tratamiento de imagen, obtenida con enorme "Contaminación lumínica" en presencia de los efectos de una gran  ciudad, de una zona de la Vía Láctea muy rica y tras procesos de tratamiento, se puede obtener una imagen verdaderamente llamativa.

Naturalmente la experiencia en estos retoques y calidad artística del que los aplique, permitirá obtener la mejor calidad final, ya que este es un simple ejemplo del procedimiento, mejorable notablemente.

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COMO OBTENER RESULTADOS ESPECTACULARES

En este caso necesitaremos una secuencia de imágenes cuanto mayor en número mejor de la zona u objeto con las que poder obtener la media de cada par de imágenes, actuando con el “Photoshop”:  

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APLICACIÓN “RAW” o “NO-RAW” en la CAMARA

Para el modo 

• RAW   (Grabación de datos sin comprimir ni procesar) o 

• NO RAW   (color optimizado),  

No hay ningún peligro, simplemente cambiar el firmware (su programación interna) a la cámara.   

Se hace con el ordenador y un par de programas.(ver transformar una CCD_WebCam a modo RAW)

Si quieres acomodar la cámara para “larga exposicion”, necesitarás la modificación física, que ésta sí es peligrosa, por tener que cambiar circuitos de la CCD_WebCam basándose en soldador, tester, etc, y experiencia en electrónica (ver transformación de WebCam a modo RAW)  

SEGUIMIENTO

Una vez transformada la cámara CCD_WebCam, o cualquier asimilada con otra marca, pero basada en su sistema, como la ATK1CII, que usa la TouCam II de Philips..., ya siempre que trabajemos con ella en "Larga exposición" actuará de este modo RAW, que resulta monocolor, por tanto y para restablecer el color RGB, deberemos aplicar cualquiera de los filtros al respecto (Fast o Quality) y luego sumarlas. ( personalmente con la ATK1CII uso el "RAW GR Quality"  )

Evidentemente si la opción es la más compleja y paso a paso por suma de las posibles L-RGB, deberemos aplicar para cada imagen el apropiado, luego sumarlas y guardarlas como p.e.:  Image_L.BMP, Image_R.BMP, Image_G.BMP,  Image_B.BMP,

DESDE INICIO

Una vez cargado el vídeo, alineado y sumado :  

Por su interés relacionado, ver: Transformación de una CCD_WebCam a modo de trabajo RAW 

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COMPOSICION OPTICA RECOMENDADA

La búsqueda del objeto a fotografiar se realiza normalmente con el buscador de telescopio, en el mejor de los casos un sistema de 8 x 50 con retículo iluminado, suficiente para encontrar grandes objetos y centrarlos en la cámara.

No obstante los sistemas informáticos disponen de Previsualización y Retículo, que permiten su seguimiento, aunque lo mejor sea una Guia fuera de eje con Ocular reticulado o más práctico, situando una CCD_WebCam que se visualiza en el retículo del software, eitando tener que ver en el Ocular.

• En objetos brillantes 

Como Planetas, Sol, Luna, se selecciona la velocidad del vídeo (fps = frames por segundo) y la duración, por ejemplo:  30 f/s x 60 s = 1800 f  

La cantidad de tomas que salen de esta combinación de velocidad y duración es obvia.  (ver orientativa para composiciones y tipos de Telescopios y Cámaras  TABLA_01  y  EJEMPLOS con IMÁGENES)

En este caso, no hacen falta "Dark Frames" ni "Flat Fields", pero si tiene sentido hablar de velocidades (fps) y duración del vídeo, no así el decir que las tomas son de 50 milisegundos de duración (a 20fps, por ejemplo).

• En cielo profundo 

(No estás grabando un vídeo, estás haciendo distintas tomas, que luego por comodidad se guardan como si fuera un vídeo (cada fotograma una toma).

En este caso se habla de número de tomas y duración de las mismas, no teniendo sentido hablar de frames por segundo (fps), ya que en un segundo no se han tomado 1, ni 2, ni 20 tomas, etc., como antes, se ha tardado varios segundos en realizar cada una de las tomas.

Como las fotografías las estamos realizando con una CCD_WebCam, que se acerca más a una vídeo cámara que a una de fotos-química, el Driver que lo hace funcionar tiene las opciones que traería una videocámara:

• Ajuste de colores,

• Balances,

• Velocidad de toma de vídeo (V_cu) regulables entre 5fps y 30 fps, que es últil para vídeo conferencias con mala conexión, pues te manda menos información a 5fps que a 30fps.

No olvidemos que la cámara tiene la posibilidad de realizar fotos únicas (botón en la parte superior) y para este caso (foto individual) es el que se utiliza la opción "velocidad del obturador" (V_ob).

Los efectos que se derivan de poner un parámetro del Driver, a uno u otro valor se verá en el resultado, pero algunos no tienen sentido físico como por ejemplo la velocidad del obturador (V_ob) y los (fps) en el caso de Larga exposición y como vamos a utilizar la CCD_WebCam para fotografía, amoldar estas configuraciones a cada caso:

• En el caso de los objetos brillantes se determina de esta manera la velocidad del vídeo a grabar:

• La relación entre el valor seleccionado en el Driver y la captura es directa, pues a más frames por segundo  tomas en el mismo tiempo, que a menos frames por segundo.

• Luego entra el tema de la calidad y

• La iluminación de las capturas, pues no es la misma a 30fps que a 10fps o a 5fps.

• En cambio, para realizar tomas de larga exposición, casi siempre, por no decir siempre, se selecciona el valor de 5fps y se deja ahí.

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EJEMPLO PRACTICO

PREVIOS SOBRE CÁMARA

...
	Cámara CCD "ATK1CII)
	.

Para que lo comentado, se traduzca en práctica, adjunto una muestra sobre una captación muy simple, de una imagen concreta obtenida con el teleobjetivo situado en la cámara digital directamente y a unos 750 m de distancia, comentándola paso a paso y siguiendo los nombres de los iconos situados en la barra de herramientas del "K3CCDTools", en cada proceso y naturalmente situando los diversos controles con valores de forma apropiada y para esa concreta imagen del ejemplo:

• Tras conectarla debidamente al PC, programar y proceder con la cámara digital y en mi caso la "CCD_ATK1CII" del modo que se indica en los diferentes pasos:

• Imágenes previas para la configuración de la cámara, como referente para sus diferentes funciones, en el caso ya preparada para trabajar en modo RAW.

Vídeo Capture (p.e. 15 fps)	Vídeo Format  (p.e. 15 seg)	Settings Cámara (Selección y Filtro RAW)
ATIK (en modo RAW)	Settings Guiding	Interface (con telescopio)
Secuence Procesing	Auto Centering	Quality  -  Diference
Alignment

• GRABACION de un vídeo AVI

CONTROLES DE IMAGEN:

• Velocidad de cuadro: por ejemplo 15fps,  (Seetings > Video capture)

  • IMPORTANTE:   Si por efectos del Seeing, nos tememos que las imágenes, pueden salir algo movidas y tendientes en su efecto aparente a desenfocadas...", en lugar 1 / 15 fps, convendría situarlo en 1 / 30 fps, ó incluso superior, yo he actuado hasta con 1 / 100 fps,, lo que comporta que captará la cámara fracciones muy pequeñas de tiempo y con ello se tiende a evitar ese efecto molesto. (Seetings > Video capture > por ejemplo "Frame rate" a 1 / 30 fps > OK). en ese caso ya no activaríamos las opciones de grabación básicas 5, 10 ó 15 fps y seguiremos con el paso de grabación, seleccionando por ejemplo VIDEO SEQUENCE CAPTURE TIMER)

• Controles e Imagen: brillo > 50%, gamma al 40%, saturación al 35%

CONTROLES DE CAMARA

Balance de Blanco

• Activar > Exterior (R50%, A20%)

Exposición

• Velocidad de Obturador - shutter - > 1/33 s  (30 ms c/u) por ejemplo (tiempo que estará abierto en cada fotograma)

Resumiendo:

• Cuanto menor tiempo de exposición - shutter -, menos turbulencia coges

• Cuantos más fotogramas por segundo - fps -,  más posibilidades de encontrar fotogramas buenos

• La ganancia yo la dejaría bajita, que los planetas tienen bastante señal, a lo mejor en torno al 20% o así.

VIDEO SEQUENCE CAPTURE TIMER

• Duratión > 20 s

Estará captando durante 20 segundos

• Period > 1 m 

• Repeat Count > p.e. 3 veces

• Proceder > Capture (empezará el proceso) y cuando termine > o deseemos parar Stop

• Grabará el tiempo indicado en "Duration" durante 20 segundos y se mantendrá en espera hasta el tiempo indicado en "Period", en el ejemplo 1 minuto y empezará de nuevo a captar información, las veces que se indique en "Repeat Count", en el ejemplo 3 veces, es decir grabará 3 vídeos, de 20 s c.u. a 15 fps = 300 f c/u, que los los guardará como K3CCD_0001.avi, K3CCD_0002.avi y K3CCD_0003.avi, en la imagen el resumen de propiedades del vídeo K3CCD_0001 por ejemplo

VIDEO CAPTURE

• Activar función Preview  

  Permite ver en la pantalla del PC, el seguimiento de la imagen que se está grabando

• Activar Live Histogram para referencias

RETICLE

• Activar la función retículo que servirá para mantener centrada la imagen, mediante los mandos del Telescopio de "AR" y "DEC".  Evidenemente con una buena PUESTA en ESTACION, este proceso tenderá al mínimo de reajustes.

• En principio activar la de 2 círcunferencias

OBTENIENDOSE

Un video en formato "avi", en el ejemplo será el:   K3CCD_0019.avi  --- 128MB ---  

• Con información sobre el objeto seleccionado y captado 3 veces, con superposición de información, mediante captaciones de 20 segundos cada una a 15 fps. = 20s x 15fps = 300f  (en realidad 298f a 14,6 fps en formato 640x480pixels), c/u.

• Y para mayor ayuda, sobre lo mencionado para Grabación, Procesado y Retoque, ver en este mismo tema:  UN EJEMPLO SEGUIDO PASO A PASO

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• PROCESADO de vídeos   -   Alinear y Sumar frames, Filtros RAW, Histograma, etc.

  SEQUENCE PROCESSING

  Esquema general de los procesos básicos, aplicados por el K3CCDTools, que se citan a continuación por pasos...

Image 01	Image 02	Settings pulsar para ampliar

PASO 00 - Configurar la cámara

• Settings > "Video capture" situar fps >"Cámara" > activar "SC Long Exposure Cámara" > activar "De Bayer Pattem" > Seleccionar "GR"  (en mi caso)

   > Seleccionar pestaña de cámara (ATIK en mi caso) > seleccionar modo "RAW" > "Defautlt CCD Amplifier > OK

PASO 01 - Adquisición de frames de la grabación

• Del vídeo AVI, si hemos efectuado una sola captación por ejemplo de 20 seg. a 15 fps y guardado p.e. como  "K3_0000.avi" o de suma de varios vídeos,  si hemos decidido grabar varias secuencias de p.e. 20 seg c/u durante 1 min y repetir esta acción 3 veces, lo que comportará guardar los 3 vídeos, p.e. "K3_0000.avi", "K3_0001.avi", "K3_0002.avi", 

• Cada vídeo tendrá en este ejemplo 20 s  x 15 fps = 300 f y como hemos decidido efectuar 3 procesos, el total de frames (f) será de 300 f  x  3 vídeos = 900 frames

  • IMPORTANTE:   Si por efectos del Seeing, nos tememos que las imágenes, pueden salir algo movidas y tendientes en su efecto aparente a desenfocadas...", en lugar de 1 / 15 fps, convendría situarlo en 1 / 30 fps,ó incluso superior, yo he actuado hasta con 1 / 100 fps,, lo que comporta que captará la cámara fracciones muy pequeñas de tiempo y con ello se tiende a evitar ese efecto molesto. (Seetings > Video capture > por ejemplo "Frame rate" a 1 / 30 fps > OK). en ese caso ya no activaríamos las opciones de grabación básicas 5, 10 ó 15 fps y habremos seguido  con el paso de grabación, seleccionando el modo por ejemplo VIDEO SEQUENCE CAPTURE TIMER

• Por tanto, manteniendo pulsado el "Ctrl" del teclado, haremos clik sobre los tres vídeos a la vez, y de inmediato los 900 f del ejemplo pasarán a la columna "Frame" de "Sequence processing"  ( Image 01 )

• Previamente seleccionar los frames  

PASO 02 - Verificar calidad de frames  (Q)

• Servirá para, evidenciando los valores obtenidos..., poder eliminar defectuosos  (los de valores muy apartados de la media) y seleccionar el de más calidad (el de valor más elevado), para referencia..

PASO 03 - Selección del frame de referencia  ( Image 02 )   

• Que nos servirá de referencia por su calidad,  obteniéndolo haciendo clik con Mouse / derecho "Set reference", tras efectuar de todos el más conveniente, por su calidad, en el paso anterior..

PASO 04 - Punto de referencia.  ( Image 05 )  

• Tras pulsar en el icono, que se muestra en la barra de herramientas.

• Procurando sea un punto referente de la imagen y situado hacia el centro de la misma y cuanto más pequeño sea el cuadrado envolvente del detalle, con mayor precisión actuará el programa.

PASO 05 - Calibración con restado de Dark y Flat  ( Image 03 )

• Ver explicación al respecto en Dark & Flat  

• Barra de herramientas, señalando las opciones (1) y (2) indicado en Barra de herramientas,  

  • Dark frame y Flat fiel, para restar dos posibles y muy necesarios procedimientos, que previamente habremos grabado y guardado, como *.bmp y actuando del modo "Básica o Standard", que eliminarán de la imagen, los píxeles calientes, u otros efectos de ruido, reduciéndolos considerablemente, aumentando la relación señal / ruido.   

    Sobre el cómo efectuar esas tomas ir al apartado de este tema Obtención-Videos  ver ejemplo del cómo hacer la selección de frames y suma de ellos para conseguir el DARK.avi  es decir procediendo de igual modo que con las grabaciones y fotogramas de una imagen, pero sin alinear ya que no hay objetos variables y tras procesado obtener el DARK.bmp que será el utilizable para restar de la selección de frames de la grabación del Objeto... eliminando ruido, hot píxeles, etc., Ver simplemente el proceso seguido para conseguir el DARK en  ( Image 04 ) aplicar icono restar   

    • Básica.  El método más sencillo, consiste en restar el "Dark frame" que previamente se ha grabado como "DARK.bmp", del modo:   

      Pulsando el icono "DF" de la barra de herramientas, remitirá al archivo del Dark y luego pulsar en el icono "Show difference" para restarlo, la imagen quedará casi negra del todo y los dos iconos en modo activado.  

    • Standard.  Consiste además del paso anterior, es decir restar el "Dark frame", proceder igualmente con el archivo  "Flat fiel" y luego pulsar en el icono "Show difference" para restarlos,  Dark y Flat, permanecerán activados 

Image 03

Image 04	Image 05

Image 06	Image 07

PASO 06 - Selección frames de calidad.  ( Image 06 ) 

• Simplemente haciendo clik con el Mouse, para desactivar la casilla de los descartados y dejar activados los restantes..  

• Previamente y al inicio deberemos ver uno a uno  todos los frames del vídeo, que nos servirá para seleccionar el "Referente" e indicado en "PASO 02", anotando también los que están mal por desenfoque, desplazamientos, u otros adversos... que estropearían al incluirlas en el proceso, las operaciones de alineado, sumado, etc., procediendo a sacarlos.

• Con esa relación podremos ahora dejar activadas las casillas de los frames relativamente buenos y que cumplen nuestros criterios de calidad y centrado obviamente, como se muestra en la imagen

PASO 07 - Alinear.  ( Image 07 )  

• En "FFT Alignment" asignar "Radius", "Threshold" e  "Iterate %", siendo los valores más comunes y por orden: 4, 22, 1 y pulsando para guardar esa opción de valores, en "Align Selected"

• Seguidamente seleccionamos el color referente, que por defecto será el "G" (verde) de los posibles del "RGB-L" y pulsando la opción "Align Cheched", inicia el proceso "Automatic Aligning Frames", que será relativamente lento dependiendo del número de frames que alineará.

Image 08	Image 09

PASO 08 -  Suma.  Haciendo clik en el icono de la barra de herramientas, "Calculate result Image (Sun)". ( Image 08 )  

• Naturalmente se sumarán solo los frames seleccionados en el "PASO 06", que son los previamente activados por nuestros criterios de calidad, para esa imagen en concreto.

PASO 09 -  Modo RAW (si hemos programado la cámara en esa modalidad)  filtros 

• Si la grabación procede de una WebCam trabajando para "Larga Exposición", el resultante será en modo RAW, 

• O si por ser configurable admite esa posibilidad de trabajo en modo RAW, es decir sin compresión alguna, por ejemplo la "ATK1CII", variante que procede de la Philips, que permite esa configuración en "Settings" 

• Se visualizarán con esa configuración...,  imágenes en B/W con su entramado típico, por lo que tendremos que aplicar los filtros pertinentes, personalmente yo aplico el filtro "GR Quality", y seguidamente "Sumar" y con ello devolveremos los colores RGB a la imagen., 

  • No obstante y aunque esté programada la cámara para trabajar, por ejemplo con el filtro "GR", la práctica me demuestra, que es conveniente antes de decidirse por él, verificar acabados con los diferentes filtros "GR, RG, BG, GB, DSI, o hasta el Monocromo si procede), en sus opciones de "Fast"· o "Hig Quality" , obteniendo sus imágenes finales en formato BMP y con ello ver cual para esa imagen concreta, es el que reproduce mejor los colores originales.

PASO 10 -  Histograma. ( Image 09 )  

• Ajustar manualmente los niveles del histograma y diferentes posibilidades, que se muestran, lo que permite ajustar los valores para RGB y consecuentemente potenciar los canales de la imagen. 

• Post Procssing ver Aclaraciones de terminología

  • Range > All > pulsar icono +_+ (se centrará el histograma), o situar la posición de las marcas a nuestro gusto.

  • Gamma > en principio situar 1.00 aunque se puede verificar con menor que oscurecerá la imagen, o mayor que la aclarará, naturalmente dependerá del gusto y características a resaltar de la imagen, 

  • Activar Unsharp Mask (máscara de enfoque) > ajustando por ejemplo:  Radius 1, Thereshold (umbral) 25 y Strength (fuerza)100

  • Update > Calculará y mejorará la imagen, devolviendo un color natural, en base al valor seleccionado en Gamma, que se puede repetir para varios valores, hasta obtener la imagen idónea.

PASO 11 - Guardar Imagen como

• Según hayamos nombrado previamente su vídeo, en formato   24.08.2007_0019.bmp  o  K3CCD_0019.bmp  u otras configuraciones al gusto de cada uno, como p.e. la  K3_0019.bmp

  Correspondientes a los vídeos, previamente grabados (con  por ejemplo ± 42,7MB  para 20 seg. en 640 x 480 px a 15 fps, ó 19,8MB para 10 seg. en 640 x 480 px a 15 fps) según programado del tiempo en "Video sequence capture timer",  cuyo vídeo se guardará automáticamente en "Registros_K3CCDTools" creada al efecto, para luego poder rescatarlo y procesarlo con el método descrito desde el Paso_01 al 11, obteniendo su imagen final en formato BMP,, y que después con el Photoshop, usando sus diversas opciones..., conseguiremos dejar la imagen, a nuestro gusto.

• Una vez obtenida la imagen final, si se desea situarla en una página web, o enviarla por Correo, el peso de la imagen debe ser tenido en cuenta, por tanto utilizar la opción "Guardar para web", que la comprimirá al 60% y situará en el Escritorio, con formato JPEG,  y unos 0,120MB.

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PROCESADO con "PLANETARY WIZARD", para imágenes de Planetaria

• Abrir K3CCDTools V3

• Seleccionar en "Mis Doumentos".: Rgistros_K3CCDTools, todos los vídeos de esa captación *.avi o en Carpeta de imágenes *.bmp a procesar.

• Por ejemplo los K3CCD..0017, ... de cada uno ± 145 frames, correspondientes a una grabación en modo "Larga Exposición" de 20 fps en período de 1 min y repetido 3 veces.

• Cabe destacar que podrían ser también las imágenes captadas por una DSLR, por ejemplo las PA07110014.bmp,... lo que comportaría una colección de imágenes guardadas en carpeta al efecto, en este caso las seleccionaríamos con el Mouse

• Abrir > aparecen por ejemplo los ± 435 frames, de los VIDEOS o las ± 15 imágenes de la DSLR

• FULL RECTANGLES > y activa todas las imágenes que habia cargado

• PLANETARY WIZARD 

  • Settings > programa el nivel de calidad, en el que se basará la selección, normalmente al 80%

  • 1º - "Select Planetary Wizard" > Modo de trabajo seleccionado > Normal 

  • Next > 

  • 2º - "Select Rough Alignament Area" > FFTSize, situarlo en 64 (tamaño del cuadrado, que dependerá de lo desplazadas que estén las imágenes) > Next > aceptar (efectúa una lectura) > Pedirá situar el cuadradito en el lugar de la imagen que interese, lo que se hará pulsándolo y situándolo >  

  • 3º - ”Select Fine Aignament Area” el FFTSice indica 1, por tanto situar nuevamente el 64 seleccionado Next > aparece la 4ª etapa del proceso > 

  • 4º - "Frame Quality Calculation" > pulsar en "Frames Quality" > dotará de sus valores y seguidamente 

  • 5º - "Select Reference and Realign" > pulsar en "Set Reference and Realign" > aparece la gráfica de "Quality & Difference Graph", de curvas indicativas del resultado -- lo perfecto deberia ser paralelas --

  • Next > 

  • 6º - "Select Best Frames" > permite seleccionar la imagen de mejor calidad y que servirá de referencia para las alineaciones en sus modalidades, aunque normalmente se sitúa en 1

  • 7º - "Fine Aligment" > trabaja dos veces, Muy rápida y  "Automatic Aligning Frames", más lenta y aparece la gráfica del proceso  -- lo perfecto deberían ser paralelas --

  • 8º - "Select Result Rectangle & Stack" > "Stack Frames" > efectúa la suma de las imágenes > 

• "FINAL RESULT" > Close

• Uso del HISTOGRAMA > Post Processing 

• activar: Range y Unsharp Mask > Unsharp Mask graduado al gusto para resaltar lo que interese

• UPDATE

• File < SAVE AS > K3CCD..0019, por ejemplo o el nombre de interés, en Bitmaps (*.bmp), situándolo en el Escritorio por ejemplo, obteniéndose una imagen final con 3,47 MB en este ejemplo

• Cerrar el K3CCDTools V3
  
  En Photoshop 7.0 o superior, p.e. > abrir la imagen anterior y proceder al procesado...

• EJEMPLO del PROCESADO, SEGUIDO PASO a PASO

GRABACIÓN

1. Grabación efectuada con la cámara "ATK1CII" y visionado con el  "K3CCDTools 3.5.10.1083"

2. Configuración de cámara en modo  RAW

3. Modalidad de captación a  640 x 480 px  durante 20 s  a 15 fps

4. Aceptados por calidad, 94 frames de los 297 frames del vídeo conseguido, y nombrado "K3_0006.avi" de  41,4 MB

__________

PROCESADO

5. En el "K3CCDTools 3" cargar el vídeo anterior "K3_0006.avi"

6. Aplicar "Full rectangles" y activa todas las celdas de las imágenes

7. Aplicar "Q", para obtener numéricamente el valor cuantificado sobre la calidad de cada imagen

8. Aplicar "D", y consigue la diferencia de cada una respecto a la de mejor calidad

9. Tomar la de mayor calidad y diferencia 0 (en el caso es la 123 de 32790) como referente para "Set Reference"

10. Aplicar "Dark frame" (DF) seleccionar la imagen guardada de "20 s a 15 fps y 640 x 480 px"

11. Aplicar "Sum" y la adiere a la del vídeo

12. "Select center point FFT" en modo automático (A) y situar sobre la imagen, preferiblemente hacia el medio

13. "Align frames dialog" > modo "AilgnChecked"

14. "Planetary Wizar", en modo Normal siguiendo pasos hasta el final, habida cuenta que en los pasos 2º y 3º situaremos "FFTSize" a 64 px y en el paso 6º "Percentual #" al 50%

15. Filtro RAW aplicado el tipo "GR", (verde / rojo) ya que las otras posibilidades no activarían el color, simplemente y en el caso por pura configuración, al transformar la cámara, para trabajar en modo RAW

16. Aplicar "Sum" y con ello se sumará a la imagen existente, en blanco y negro aflorando el color

17. "Post-processing" al modo usual, teniendo en cuenta el Histograma, etc.

18. Guardar imagen como "K3_0006.tif" de 900 KB

_________

RETOCADO

Que efectúo con el "Photoshop 7.0", ya que no se trata de un retocado maestro, y si explicar por pasos todo el proceso de trabajo con el "K3CCDTools 3" y luego cada uno, puede aplicar su práctica, experiencia y programas de trabajo

19. Cargar imagen "K3_0006.tif"

20. Aplicar Enfoque  > "Máscara de enfoque" - C 100 % - R 20 px - U 2 n

21. Duplicar imagen  -  obteniendo la "K3_0006 copia"

22. En "K3_0006 copia"  >  Fitro  >  Otros  >  "Pasa alto"  a  2 ,0 px

23. Imagen  >  Aplicar Imagen  >  Origen  >  Seleccionar  la "K3_0006 copia" > Superponer al 100%

24. Aplicar "Equilibrio de color"  >  0 / +40 / 0

25. Aplicar "Brillo / Contraste" > B 0 / C +20

26. Guardar imagen como "19.04.12-K3_006.tif" con 640 x 480 px  y  22,58 x 16,93 cm  a  72 ppp  de resolución

27. "Remuestrear"  la "Resolución" > situar a 300 ppp  -  obteniéndo 2.657 x 1.993 px e iguales 22,58 x 16,93 cm

28. Guardar imagen como "19.04.12-K3_006.bmp" en este caso, que se muestra en la imagen

    Grabación estática, sobre unas flores artificiales
    	.....
    IMAGEN del VIDEO en  modo de grabación RAW, por tanto en aparente Blanco y Negro		IMAGEN FINAL obtenida del vídeo, tras aplicarle pasos y el filtro "GR", que se indica en punto 15º y posterior Retoque
    Pulsar sobre cada imagen para ampliarla

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• POSIBILIDADES EXTRAS DEL PROGRAMA

• ESTUDIO de CURVAS "AR" y "DEC" 

para control de una "Puesta en Estación"

Antes de proceder a una captación, deberíamos verificar si la montura con su alineación y nivelado, tiende a perfecta, para lo cual el uso de la opción del "K3CCDToos" en su apartado "Drift Explorer" comentado detalladamente en el tema de "Puesta en Estación" tras situar el cuadrado guía sobre una estrella y pulsado "Log to File" para que grabe los datos obtenidos durante el tiempo previsto para la verificación, creándose un archivo del tipo "Drift000X.csv", que se puede reconocer con el software "PEAS" (Periodic Error Analysis Software) para controlar el Error periódico de la Montura y obtener las curvas de seguimiento en "AR" y "DEC",  

Permitiiendo una vez situada la montura del Telescopio muy bien nivelada, efectuar el control de alineación mediante las gráficas obtenidas, basándonos en una Estrella, con el fin de que permanezca estable en el centro del Ocular durante como mínimo 45 min., para un buen seguimiento.

• Ver relacionado de interés, sobre los necesarios para la tendencia hacia un perfecto seguimiento, que será consecuencia directa... de un buen contrapesado y coaxialidad de los ejes y engranajes, en la Montura. (ver relacionado: Error periódico, Aceleración positiva y negativa, más método IMPORTANTE)

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• ENLACE con "Cartes du ciel" - Aplicación "Guiar el Telescopio desde el PC" -

Una vez efectuadas totalmente las maniobras de localización y seguimiento desde el programa "Cartes du ciel", el uso de K3CCDTools 3, nos permite, el enfoque del Objeto a observar, por el método FFT, indicado en este tema y naturalmente el control del seguimiento, entre otras posibilidades, necesarias para una grabación en modo Larga Exposición..

• Trabajo en proceso, para situarlo con indicaciones paso a paso del cómo efectuarlo y obtenidos, que se añadirá a este, conjugando "Cartes du ciel" con "K3CCDTools 3"