Järjestelmäkameran harmaasävymodaus - Ei heikkohermoisille

[Kuulapaa]

Maailmalla on nyt parisen vuotta harrastettu hullutusta, jossa järjestelmäkameran kennolta riisutaan Bayer-matriisi (RGB-filtterit). Samalla yleensä kennon edessä oleva infrapunasuodin poistetaan tai vaihdetaan. Bayer-matriisin poiston ja IR-suotimen vaihdon tarkoituksena on viimekädessä parantaa lähtökohtaisesti heikkoa vetyalfa-herkkyyttä. Yleisen käsityksen mukaan normisuodin poistaa noin 70% vetyalfasta ja jäljelle jäänyt osuus kärsii vielä kaupan päälle punaisten pikseleiden ¼-suhteesta.

Linkitän kuvaan, jossa orginaalifiltterin läpäisevyys ja kennon herkkyys vetyalfaan nähden käy hyvin ilmi: http://www.baader-planetarium.de/sektion/s45/bilder/vergleich_400d_baader_bcf_gross.jpg

Operaatiossa menetetään kyky tallentaa värejä ilman erillisiä RGB-suotimia ja pikselimikrolinssistö, josita jälkimmäinen heikentää herkkyyttä. Vastaavasti RGB-filttereiden absorbanssi poistuu ja kennon erottelutarkkuus paranee, sillä RGB-pikseleiden arvoja ei  enää keskiarvoisteta viereisten pikseleiden mukaan. Lopputuloksesta on käyty kiivasta keskustelua useilla foorumeilla ja oman projektini tarkoitus on tarkastella tilannetta hieman mutuheittoja systemaattisemmin.

Koekappaleeksi ajautui Nikon D5100, jonka kenno irtosi kohtuullisen helposti lukemattomien lattakaapeleiden irroituksen jälkeen sekä kera kourallisen ruuveja.


Kennon haavoittuvin osa on sen ohuet kultajohtimet. Hipaisu näihin ja peli on pelattu. Lasi irroitetaan pistekuumentamalla sen reunat yli liiman päästöpisteen.

Suurempi: http://kuulapaa.com/Tahtidata/Kenno.jpg

Lasin irroituksen jälkeen mahdollisesti ehjäksi jääneen kennon reunat ja kultajohtimet suojataan hellävaraisesti valaen epoksilla. Huom: Älä käytä nopeita tai polymerisoituessaan kutistuvia epokseja, tilavuusmuutos riittää irroittamaan kultajohtimia -> Kenno on entinen.


Seuravaksi poikkeuksellisesti vieläkin ehjänä säilyneeltä kennolta hiotaan asteittain mikrolinssistö ja RGB-filtterit pois. Vasemmalla ennen ja oikealla jälkeen.


Jotkut suosivat myös raaputusta, mutta itse en suosittele sitä menetelmänä:
Linkitän: http://i.imgur.com/noJpfqV.jpg ja http://www.directupload.net/file/d/3816/4oxbtcdc_jpg.htm ja http://www.directupload.net/file/d/3816/dc3mauk5_jpg.htm



Kennoa mallataan välillä kameraan ja kun lopputulos tyydyttää niin on syytä lopettaa. Huom: Mikrokokoisia lattaliittimiä ei ole suuniteltu jatkuvaan käyttöön ja riski niiden rikkoutumiseen on suuri. Avaa ja sulje niitä äärimmäisen varoen.

Operaation jälkeen kamera näkee maailman uusin silmin, mutta ei itse tajua olevansa mitenkään erilainen. Kennolle pääsee punaista ja infrapunaisen rajalla olevaa valoa huomattavasti aikaisempaa enemmän, mikä ilmenee voimakkaan punaisena kuvana.


Herkkyys on lisääntynyt noin 1200nm asti, mutta tähtikuvauskäytössä sitä on syytä suitsia esim 700nm kohdalta.


Kuinka sitten käy herkkyyden? Alla oleva vertailu on tehty kuvaamalla A4-arkkia muokkaamattomalla kennolla (aina alempi) sekä muokatulla (aina ylempi). Valotus on molemmissa täysin sama ja kuviin on ajettu keskiarvosumennus tuottamaan tasainen valoisuuspinta. Kennojen edestä on molemmissa tapauksissa poistettu orginaali IR-filtteri, jotta sen vääristävä vaikutus saadaan eliminoitua. Kuvassa olevat numerot ovat harmaasävyjä.

Vasemmassa kuvaparissa on suora RAW-konversio ja muunto harmaasävyiksi bayeroinnilla. Oikeassa kuvaparissa kuvat on avattu debayeroimattomina Pixinsightilla ja niille on tehty sama valoisuuskäyrän muutos. Valoisuus on tasattu modattujen kennojen mukaan.


Modatulla kennolla havaitaan selvästi suurempi valoisuus, pikseleiden suuremman keskiarvoisen kirkkauden ansiosta.

Kuinka kamera sitten soveltuu tähtikuvaukseen? Se nähdään jossain vaiheessa kun pilvisyys aukeaa. Tarkoitus on verrata kameraa modaamattomaan.

[naavis]

Vasemmassa kuvaparissa on suora RAW-konversio ja muunto harmaasävyiksi bayeroinnilla. Oikeassa kuvaparissa kuvat on avattu debayeroimattomina Pixinsightilla ja niille on tehty sama valoisuuskäyrän muutos. Valoisuus on tasattu modattujen kennojen mukaan.

En ole ihan vakuuttunut tällaisesta testaustavasta. Jos halutaan tietää paljonko valoa kenno kerää, pitäisi tarkastella vain raakakuvien pikseliarvoja (bias-vähennyksen jälkeen) ennen ja jälkeen modauksen. Olisi myös tärkeä tietää miten kameralla kuvattu A4-arkki on valaistu. Ei kuvan kirkkautta mielivaltaisen raakakonversion ja venytyksen jälkeen. Jos pyytää kiltisti, olisiko raakakuvat mahdollista saada silmäiltäväksi?

[Kuulapaa]

Elä nyt heti ota tuollaista vastaväittäjäasennetta, kyllä niitä ehritähän.
Tämän on tarkoitus olla puolitieteellisen viihdyttävää ("hieman mutuheittoja systemaattisemmin."), sekä herättää ajatuksia koko homman järkevyydestä/järjettömyydestä

Mutta, tsekkaan vielä miten saan pikseliarvot helpoiten esiin. EDIT: Eikös RawTherapeella se onnistu?

[Timo Kantola]

Mielenkiintoinen projekti.
Millä ja miten hioit kennon??

[naavis]

Elä nyt heti ota tuollaista vastaväittäjäasennetta, kyllä niitä ehritähän.
Tämän on tarkoitus olla puolitieteellisen viihdyttävää ("hieman mutuheittoja systemaattisemmin."), sekä herättää ajatuksia koko homman järkevyydestä/järjettömyydestä

Projekti on kunnioitettava ja minusta on aina hienoa kun porukka jaksaa väsätä. Lähinnä yritän välttää sitä että tällainen kokeilu herättäisi vielä enemmän harhaluuloja aiheesta kuin mitä niitä on ennestään. Plus olen tosi kiinnostunut aiheesta ja haluaisin ihan oikeaa dataa! Kannustan ihan kympillä projektia. Harvalla on tällaista kameraa, joten nyt siitä kannattaa ottaa kaikki irti.

Mutta, tsekkaan vielä miten saan pikseliarvot helpoiten esiin. EDIT: Eikös RawTherapeella se onnistu?

Onnistuu suoraan PixInsightilla. Elämässä ei tarvitse muuta kuin PixInsightin.

[CSB]

Minkalainen hionnta menetelma olet käytänyt, se raputus tunttu varallinen 

Miksi kuva on punainen jos RGB filtereitta ovat pois.

On 4 EOS ja se muodattu 350 voisi olla hyvä kokeila jos tule selvä se "hionta"

EBAY kautta on mahdollinen saada uusi kenno jos mene rikki     

[naavis]

Miksi kuva on punainen jos RGB filtereitta ovat pois.

Kamera luulee edelleen, että kennolla on värifiltterit. Debayeroitu raakakuva päätyy värimatriisilla kertomisen, valkotasapainotuksen ja monen muun mutkan kautta värikuvaksi.

[vehnae]

Pöh, naavis oli nopeampi kun kirjoitti lyhyemmän viestin :).

Täydennetään tähän vielä, että jotta kuvan saa ladattua oikein mustavalkoisena, pitää käyttää sovellusta jossa voi jättää värit muodostavan debayeroinnin tekemättä, kuten (yllätys yllätys!) PixInsight. "Oikeilla" valokuvaussoftilla ei mustavalkomodatun kameran kanssa tee mitään.

[JVO]

Raw Therapeessa voi kanssa heittää bayer-interpoloinnin pois päältä.

[Kuulapaa]

Tutkin noita pikseleitä vielä, mutta tässä jo hieman lisää visuaalista vertailua.

Kuva on iso, eihän siitä muuten näe. Vasemmalla orginaalikenno ja IR filtteri - oikealla käsitelty kenno ilman IR filtteriä. Ylhäällä Pixinsight tulkinta raakadatasta ja alla Photoshopin raw konversio (debayeroitu):

EDIT2: Kaikki kuvat 1/100, f/8, ISO100, 1/64 pehmennetty salama. Valaistuksen tasaisuus havaittu toistettavaksi, mutta paperista heijastuvan IR-vaikutus kennojen väliseen valoisuuteen on tuntematon.

Pixinsightin kuville on pakko tehdä venytys kun muuten ruutu on musta. Vasemman yläkuvan tummat pikselit ovat punaisia. Oikeassa yläkuvassa RGB-filttereitä ei enää ole, mutta siinä näkyy jonkinlaisia filtterinalaisia rakenteita. Ne pitäisi vielä saada pois.

Photoshop käsittelee molemmat kuvat "arvaamalla" väripikseleitä. Mustia pikseleitä ei näy vasemmassa kuvassa, mutta verratkaa tarkkuutta ylempään. Oikea on taas voimakkaan punainen, sillä kennolle pääsee punaista ja lähi-infrapunaista aaltoa runsaasti. Mielenkiintoinen vertailu voisi olla kuvan terävyys verrattuna vasempaan kuvaan. Tämän parin perusteella myös automaattiprosessoitu kuva hyötyy punaisten pikseleiden "oikeasta" valottumisesta.

EDIT: Timon ja CSB:n kysymyksiin hionnasta: Hienolla kiilloitusaineella ja vanupuikolla hyvin pientä voimaa käyttäen. Hionta vaatii etenkin kultajohtimien suojaamisen, muuten seurauksena on sotkuinen katasrofi.

Jossain määrin varoittavia esimerkkejä löytyy 94 sivun verran tästä ketjusta:
http://stargazerslounge.com/topic/166334-debayering-a-dslrs-bayer-matrix/

Tämä lause kiteyttää haasteen parhaiten:
"Judging by the number of trashed DSLR sensors on this thread, I'd say the same about de-Bayering!

Well... yes...  I've been doing it as an experiment and purely for the fun (or maybe I'm a masochist :D)  I may well have spent more than the cost of a half decent mono astro CCD camera but it can be addictive - like, "I won't make that mistake next time" :D  It's a steep learning curve. "

#1875 [Debayering a DSLR's Bayer matrix.: post #1875]
Gina, Posted 24 November 2014 - 11:05 AM

Kirjoittaja kuitenkin tuntuu hieman vähättelevän kustannusta. Yritin laskea hänen käyttämänsä rungot ja sekosin laskuissa. Se kertoo paljon.

[cacheflood]

Johtuisiko tuo violetti väri siitä että kennon filtteri on (oli ) RGBG eli kaksi vihertävää yhtä punaista/sinistä kohti ?
[edit] Eli kameran oman lopputuloksen rgb on laskettu suhteella r/1 b/1 g/2. Sitä tarkoitan.

[naavis]

Pixinsightin kuville on pakko tehdä venytys kun muuten ruutu on musta.

Juuri tästä syystä PixInsightissa on ScreenTransferFunction-toiminto, jolla kuvat voi venyttää näytölle koskematta alkuperäiseen kuvadataan lainkaan. Eikä kuvaa varsinaisesti ole edes pakko nähdä tarkastellakseen pikselien arvoja.

[Timo Kantola]

Linkissä mielenkiintoista tietoa ko. modauksen vaikutuksesta kuvan tarkkuuteen:
http://www.maxmax.com/b&w_conversion.htm

[Kuulapaa]

Linkissä mielenkiintoista tietoa ko. modauksen vaikutuksesta kuvan tarkkuuteen:
http://www.maxmax.com/b&w_conversion.htm

Mielenkiintoinen sivu ja hinnat kohdillaan. Ne joilla on Pixinsight tai muu sopiva softa, niin avatkaapa se raw-kuva siitä modatusta kamerasta ja tsekatkaa sitä pikselitasolla ilman debayerointia.
(http://www.maxmax.com/images/Cameras/BW/Canon30D_BW_White0002.CR2)

Ovatko pikselit mielestänne tasaisia?

EDIT - Naavis ehti ensin: Avaan tuota kysymystä hieman kuvan muodossa.
[Tässä on muuten mielenkiintoinen lainaus/viittauselementti, oheiset pikselirasterit ovat yllämainitun sivun tiedostoista, mutta ovatko ne alkuperäisen kuvaajan omistamia teoksia vai muutaman pikselin valoisuusdataa kuvaavia teknisiä viittauksia, jotka on rakennettu uusiksi teoksiksi?, niin tai näin niin tässä ovat:]


Vasemmalla 30D Bayerfiltterillä, keskellä 30D monokromaatti ja oikealla minun D5100.

Filttereiden alla on rakenteita, joiden kanssa saa olla aika tarkkana. Tuo D5100 runko kärsii vieläkin noista epätasaisuuksista, mutta niiden hiominen liikaa taas heikentää herkkyyttä merkittävästi.

EDIT2: Mielenkiintoisesti 30D kuvassa tummat pikselit ovat nähtävästi alkujaan sinisiä, mutta minun kuvassa ne ovat nyt kuitenkin vihreitä. Luultavasti kennorakenne on syynä siihen.

[naavis]

Mielenkiintoinen sivu ja hinnat kohdillaan. Ne joilla on Pixinsight tai muu sopiva softa, niin avatkaapa se raw-kuva siitä modatusta kamerasta ja tsekatkaa sitä pikselitasolla ilman debayerointia.
(http://www.maxmax.com/images/Cameras/BW/Canon30D_BW_White0002.CR2)

Ovatko pikselit mielestänne tasaisia?

Eivät. Liitteenä on palanen kuvan keskeltä.