Kuukuvaustekniikat, osa 2 - Digiscoping/phonescoping

[Ari Haavisto]

Otetaanpa pohdinnan alle myös todennäköisesti useampia ihmisiä kutkuttava aihe: Okulaariprojektio kuukuvauksessa erilaisilla kameroilla/älylaitteilla. Ja menköön samaan kategoriaan polttotasokuvaus järkkäreillä. Älylaitteita hyvillä kameroilla on runsaasti käytössä, ja monissa alkaa olla todella hyvät kuvausominaisuudet aina RAW-kuvausta myöden. Voisi kuvitella, että tällä alueella olisi kaikkein suurin kehityspotentiaali kuvaustekniikan suhteen. Silti yleensä näkee lähinnä jpeg-yksittäiskuvia, joissa käytössä olleen kaukoputken potentiaalia ei ole läheskään ulosmitattu. Harvoin päästään samaan, kuin mitä näkymä on visuaalisesti okulaariin katsottaessa. Toisaalta todella hyviäkin kuvia näkee. Pureudutaanpa siis tämän tekniikan haasteisiin ja kehityskohteisiin ja piehtaroidaan yksityiskohdissa. Kertokaapa kokemuksistanne.

[Javs86]

Tässä on linkki i phone 7:lla kuvaamaani Kuu kuvaan, johon otin video kuvaa, jotka sitten pinosin autostackertilla. Otin  1500 framea kuvaan.

 Kuvatessani jouduin käyttämään digitaalista zoomia, että sain okulaarin reunat rajattua kuvasta pois. I phonella ainakin on olemassa kuvaus appeja, joilla saa kuvan/videon otettua RAW muodossa, luulisi olevan myös muillakin kännyköillä vastaavia sovelluksia.

https://astrojaws.files.wordpress.com/2017/05/kuu-4-4-crop.jpg

[kvahlman]

Kuvatessani jouduin käyttämään digitaalista zoomia, että sain okulaarin reunat rajattua kuvasta pois.

Digitaalinen "zoomaus" on (tietääkseni) parhaimmillaankin vain kuvan rajaamista mutta pahimmillaan skaalaa rajatun alueen koko kuvan kokoiseksi eli ei kannattane käyttää kun saman saa tehtyä jälkikäsittelyssä muutenkin. Ja jos kuvia pinoaa niin silloin ei varsinkaan, ettei pinoa skaalausalgoritmin runnomia ruutuja.

[Javs86]

Kyllä, olet oikeassa. Tuo Digi zoom on oikeammin sanottuna vain croppausta ja vain rajaa siis aluetta (kuten edellisessä viestissä sanoinkin). Olisihan sen jälkikäteen voinut tehdä, mutta sanoisin välttäneeni yhden jälkikäsittely vaiheen näin.
Siitä, että skaalaako kännykän kamera sovellus rajatun alueen kannattaa ottaa etukäteen selvää. Kaikki kamera appit eivät sitä tee.

[Pappis]

Kuvausta on tullut harrastettua pääasiassa tällä menetelmällä. Newton ja järkkäri polttotasossa (yksittäiskuvia, kun ei ole videokameraa), kännyllä sekä kiikarien, maakaukoputken että Newtonin läpi okulaariprojektiossa. Näistä ainakin oman kokemuksen mukaan järkkäri polttotasolla antaa parhaat tulokset. Lankalaukaisimella kuvaajan käsien tärinä tai kuvausvälineiden räpeltäminen ei tutisuta optiikkaa tai kuvausvehkeitä.

[Ari Haavisto]

Tässä on linkki i phone 7:lla kuvaamaani Kuu kuvaan, johon otin video kuvaa, jotka sitten pinosin autostackertilla. Otin  1500 framea kuvaan.

 Kuvatessani jouduin käyttämään digitaalista zoomia, että sain okulaarin reunat rajattua kuvasta pois. I phonella ainakin on olemassa kuvaus appeja, joilla saa kuvan/videon otettua RAW muodossa, luulisi olevan myös muillakin kännyköillä vastaavia sovelluksia.

https://astrojaws.files.wordpress.com/2017/05/kuu-4-4-crop.jpg

Ymmärsinkö oikein, että tämä oli kuitenkin kuvattu pakattuna videona Iphonen normaalilla videokuvauksella ja pinottu siitä, vai oliko joku RAW-appsi käytössä?



Täältä Applen taulukosta voi katsoa, mikä Iphone/Ipad - malli tukee RAW-kuvausta. Tässäkin kohtaa näyttäisi, että oma puhelimeni ei tue, mutta vaimon puhelin tukisi 

Androidille en yhtä kattavaa listaa löytänyt. Mutta esim. tällä appsilla https://play.google.com/store/apps/details?id=pl.vipek.camera2_compatibility_test voi koittaa testata tukeeko oma laite RAW:ta, jos googletus ei tuota tulosta.

[Javs86]

Ymmärsinkö oikein, että tämä oli kuitenkin kuvattu pakattuna videona Iphonen normaalilla videokuvauksella ja pinottu siitä, vai oliko joku RAW-appsi käytössä?



Täältä Applen taulukosta voi katsoa, mikä Iphone/Ipad - malli tukee RAW-kuvausta. Tässäkin kohtaa näyttäisi, että oma puhelimeni ei tue, mutta vaimon puhelin tukisi 

Androidille en yhtä kattavaa listaa löytänyt. Mutta esim. tällä appsilla https://play.google.com/store/apps/details?id=pl.vipek.camera2_compatibility_test voi koittaa testata tukeeko oma laite RAW:ta, jos googletus ei tuota tulosta.

Joo ymmärsit aivan oikein! Kuva on kuvattu I Phone 7:n omalla kamera appilla, normaalina videona taltioitu. Minulla oli kyllä tuo Raw appikin, mutta vaihdoin juuri kännykkää CAT S60:een ja en huonojen kelien vuoksi päässyt sitä appia testaamaan.

[Javs86]

Niin tuli nyt mieleen Pappiksen postauksesta... Että ainakin i phonella lankakuulokkeet toimivat myös lankalaukaisimena (joissakin apeissa), siitä on ainakin hyötyä. Ostin myös Wish verkkokaupasta noin 5€ enimmäkseen alumiinisen kännykkätelineen, jonka saa kiinni kaukoputken okulaariin. Oli siinä telineessä myös samat kierteet, kuin järkkäreissäkin, eli sillä voisi saada kännykän kiinni vaikka Star adventureriin pitkää valottamista varten.
Tässä telineen linkki: https://www.wish.com/search/astro#cid=57dfac4aaee48a18bf599d0b

[Ari Haavisto]

Kokoilin vielä pari melko epätäydellistä vertailua 7.1.2018 materiaalista.

Ensin huonossa seeingissä n. tunnin sisään kuvattu samalla putkella (SW500P) ensin digiscopingilla pakattua videota puhelimella, sitten samalla setupilla jpeg yksittäiskuva sekä lopuksi vaihdettu kameraksi ASI183MM planeettakamera ir-pass - suotimella ja kuvattu RAW-videota sillä. Tuosta näkee, että seeing runtelee yksittäiskuvan lähes hyödyttömäksi. Pinottu video taklaa seeingiä löytämällä joka kohtaan aina joistain ruuduista parempaa kuvaa, jolloin kuva jo parempi. Vaan pakatun videon pino ei kestä terävöitystä, eikä detaljeja saada yhtään enempää. Planeettakameran RAW-videosta pinoamalla sitten saadaan terävöitettyä detaljeja esiin jo paljon paremmin, kun pakkaus (ja mahdollinen kohinanpoisto) ei tuhoa datassa piilottelevia yksityiskohtia.

Tämä vertailu on vaan siinä mielessä harhaanjohtava, että kaksi ensimmäistä kuvaa kännykällä kattaa koko visuaalisen spektrin, jolloin seeing ja dispersio pääsevät runtelemaan kuvaa oikein kunnolla. Planeettakameran kuva taas on otettu infrapunassa, jossa seeing, vallankin näin huonolla kelillä, on paljon rauhallisempaa. Eikä dispersiokaan haittaa. Vertailu olisi parempi, jos sarjaan olisi saanut vielä kännykällä RAW-videon sekä planeettakameralla L-suotimella visuaalisen spektrin RAW-videon. Tällöin olisi voinut erotella raw:n ja infrapunan vaikutuksia toisistaan. Valitettavasti kännykkä ei tukenut RAW:ta, enkä hoksannut planeettakameraan laittaa L-suodinta. Ensi kerralla sitten.

Pohdintaa: Kännykkäähän ei saa infrapunaa näkemään, mutta sen edessä olevaan okulaariinhan voisi laittaa punaisen suotimen, joka jo hillitsee seeingiä aika lailla myös. Loppukuva sitten vaan mustavalkoiseksi. Ehkä bayer-matriisi pomppaa näkyviin, jota sitten joutuu kuvankäsittelyssä hävittämään tavalla tai toisella. Eli raw-videota kuvaava kännykkä digiscopingina punaisen suotimen läpi voisi olla kokeilemisen arvoinen homma? Ja sama järkkärillä.

SW500P, 25mm plössl ja Samsung Galaxy S5 Neo. JPEG still-kuva

SW500P, 25mm plössl ja Samsung Galasy S5 Neo. Pakatusta videosta pinottu AS!3

SW500P, 1,5X Barlow, ASI183MM, ir-pass, raw-videosta pinottu


Tässä sitten vertailukuvana aiemmin samalta yöltä RET45:llä digiscoping jpeg-yksittäiskuva samalla puhelimella sekä vastaava pakatusta videosta pinottuna.

RET45, plössl 25mm, S5 Neo, yksittäis-jpeg

RET45, plössl 25mm, S5 Neo, pakatusta videosta pinottu AS!3

Jotenkin tuntuu, että tuo pakkausalgoritmi on vielä erityisen aggressiivinen seeingin muljuttamissa kuukuvissa. Kaipa se on optimoitu häävideoihin tms.

[Javs86]

Itselläni oli huomattava ero yksittäisen kuvan ja pinotun kuvan välillä... Se myös kesti jälkikäsittely  todella hyvin.
En tiedä sitten mistä moinen ero näissä vertailuissa. Minulla pitäisi olla vielä video tallella, josta kuvani pinosin. Laitan tänne yksittäisen framen kunhan löydän videon.

[kjj]

Pohdintaa: Kännykkäähän ei saa infrapunaa näkemään,

Itse asiassa känny näkee - vieläpä siten, että mitä halvempi kännykkä, niin sitä paremmin, mutta YMMV toki.

Tyypillisestihän IR näkyy puhelimessa sitten valkotasapainoarvauksen jälkeen haalean siniviolettina - tätä on helppo testata vaikka kuvaamalla tv:n kaukosäädintä. Ja tästä syystä varsinkin vanhemmilla kännyköillä kuvatut tunnelmalliset nuotio- tai takkakuvat ovat violetihtavia.

Onko tämä ominaisuus sitten herkkyydeltään lähelläkään tähtikuvauksen vaatimia tarpeita - emmä vaan tiä.

[Ari Haavisto]

Jatketaanpa tätäkin tarinaa ja samalla jatketaan tuolta maksimiresoluutioketjustakin: https://www.avaruus.fi/foorumi/index.php?topic=17651.msg165862#msg165862

Eli jos superzoomipokkarin yksittäisräpsy-Kuukuvan ja varsinaisen kaukoputkikuvaamisen välissä on vedenjakaja, johon putoaa superzoomikameran raw-kuvaaminen ja siitä pinoaminen, niin hiukan vastaava vedenjakaja löytyy myös kaukoputkipuolelta?: Digiscopingissa otetaan yksittäisräpsy tai pätkä pakattua videota älylaitteella putken läpi, kenties pinotaan jotain, ja sitten seuraavassa stepissä hypätäänkin suoraan planeettakameraan ja suotimiin ja erityisiin kuvaformaatteihin. Siinä välissä olisi jälleen osittain kulkematon vyöhyke, jossa älylaitteen raw-formaateista ja niiden pinoamisesta otettaisiin kaikki irti. Tätä ei kuitenkaan kauheasti tule vastaan. Yhtenä isona syynä varmaan se, että se on aika vaikeaa? Usein raw-formaatteja, etenkään videota, ei saa suoraan laitteesta ulos, vaan tarvitaan erillinen appsi tai jopa modi/hack, jolla vasta saadaan tarvittavat ominaisuudet käyttöön. Laitekohtaiset erot ovat suuria, ominaisuuksien konffaaminen toimimaan on monesti tuskaa ja useinkaan ulostulevaa formaattia ei saa sellaisenaan hyödynnettyä, vaan se pitää erikseen konvertoida sopivaksi. Ja sekin osoittautuu usein vaikeaksi.

Tästä hyvänä esimerkkinä vanha aktiivikäytöstä poistamani EOS500D, johon asensin Magic Lanternin reilu vuosi sitten. Melko hankalan konffaamisen jälkeen sain kameran lopulta tallentamaan 14 bittistä raw-videota, mutta siitä ei sitten tahtonut päästä eteenpäin. Video oli MLV-muotoa, jota normaalit pinoamisohjelmat eivät syö, ja konvertointi tuntui aina tekevän jotain tyhmää tiedostolle. PIPP kyllä osasi lukea videota, mutta kun sillä konvertoin AVI, SER, PNG tai TIFF-muotoon, lopputuloksena oli aina 8 bittistä dataa/värikanava ja pinoamisen jälki vastaavasti ei ollut sellaista kuin sen tulisi olla. Jotain hoopoa tuo PIPP siis teki. Tänään sitten jatkoin asian tutkimista ja latasin MLV app nimisen ohjelman, jolla sitten sai MLV:sta oikeasti 16 bittistä formaattia (PNG/TIFF) ulos ja niistä pinottua.

Tuo kameran/älylaitteen konffaaminen ja datan prosessointi ja konvertointi oli kyllä niin paljon hankalampi toimepide kuin oikean planeettakameran kanssa touhuaminen, että ei ihme ettei kuvia juuri näe... Olisi mukava kuulla ihmisillä mahdollisesti käytössä olevista prosesseista ja onko joku yleinen kameramalli/älylaitemalli, jolla tämä onnistuisi erityisen hyvin, jopa ilman lisäappseja/modauksia?

Alla tämänpäiväisestä EOS500D ML raw-testivideosta MLV appsin läpi ensin yksittäisruutu, sitten AS3 pinottu kuva ja lopuksi AS3 pinottu+ Registax 6 terävöitetty. Nyt olisi siis prosessi valmiina Kuuhun kokeiltavaksi normaalin planeettakameran rinnalle.

[Ari Haavisto]

Tuo MLVapp olikin hyvä löytö. Sieltä kun käy "reseptistä" klikkaamassa kaikki prosessoinnit ml. debayerointi päältä pois, saa tallennettua debayeroimatonta raaka-tiffiä valitsemalla debayerointimoodiksi exporttiin "receipt". Tämän jälkeen debayeroinnin voi suorittaa vasta AS3:lla ja samalla saa siellä debayer-drizzlen päälle. Eli suoritetaan n.s. "bayer-drizzle" tai "superresolution-bayer". Interpoloinnin sijaan jokaiselle pikselille saadaan aito väridata vain k.o. värin pikseleistä drizzlaamalla.

Tämä on se mitä aiemmin tuolla "maksimiresoluutioketjussa" kaipasin, eli nyt kun loppukuvasta ottaa punaisen kanavan erilleen, on jokainen pikseli vain aitoa punaista väridataa, eli siis vastaa punaisen suotimen läpi otettua mustavalkokuvaa! Ja näin saadaan pidemmän aallonpituuden vakaampi kaista käyttöön myös järkkärillä!

Tämä näin teoriassa, nyt pitää testata käytännössä kuuhun. Sitä odotellessa alla bayer-drizzlattu Fairy-pullo. Ei kaunis, mutta seeingin lellikki. Jos joku muukin haluaa kokeilla, laitan tarkempaa ohjetta tai viimeistään sitten jos saan tämän oikeasti toimimaan Kuuhun 

[Ari Haavisto]

Eilen oli täälläpäin kehnohko seeing. Tosi pumppaava puuron ja puolivillaisen kelvollisen välillä. Kuvasin ensin aikani ASI183MM, ir-pass, 1,5x barlow ja SW400P combolla, maltillisella 0,18"/pikseli - skaalalla. Sitten laitoin barlowin perään 10mm plösslin ja projisoin Canon EOS 500D:n kennolle ja otin Magic Lanternilla 14 bittistä raakavideota n. 600 ruudun pätkissä. Kuvaskaalaksi tuli sattumoisin aika lailla sama kuin tuolla ASIlla. Sitten konvertointi MLVappilla debayeroimattomiksi (tai niin luulin) 16bit tiffeiksi ja AS3:lla pinoon bayer-overridea käyttäen. ASI:n 8 bittiset AVIt samaten pinoon ja sitten vertaamaan tuloksia:

Alla vasemmalla tuo EOS-14bit raw-videosta pinottu kuva alasskaalattuna 40 %:iin. Oikealla vastaava alasskaalaus ja croppi ASI:n tuotoksesta ir-kanavalla. Alinna sitten hyvä yksittäisruutu raw-videosta. Tässä vaiheessa tajuan, että taas kerran MLVapp on kuitenkin salaa debayeroinut materiaalin konvertoidessaan. No, ei se mitään. Siitä jäi nyt vain sitten se debayer-drizzle kokeilematta. Mielestäni kuitenkin ihan laatuisaa järkkäripinoa ja kun kyseessä on raw-video, pinoaminen puree tosi hyvin. Pakattua videota pinotessa ei saada lähellekään moista vaikutusta. Tietysti myös kaikki pakkausartefakti jää pois. Harmi, että en saanut otettua verrokiksi vielä normaalia pakattua videota tai yksittäis-jpegiä. Ihan kivasti vuosikymmenen ikäinen EOS laittaa hanttiin ir-kaistalla kuvaavalle ASI:lle mielestäni.

[Ari Haavisto]

Kun säätelin lisää, sain debayeroimattoman konversion aikaan, jolloin pääsin pinoamaan bayer overridella AS3:ssa. Ruutuja oli ehkä turhan vähän ja aika lailla alkoi shakkilauta pyrkiä näkyviin, mutta syntyi silti rumanvärinen kuva. Detaljia ei tainnut vielä irrota sen enempää.



Vaan nyt värikanavat ovat aitoja bayer-filtterillä suodatettuja värikanavia, eivätkä mitään interpolaatiolla tuotettuja, jolloin ne voidaan erottaa toisistaan ja tarkastella voiko järkkärillä hyödyntää aallonpituuden vaikutusta seeingiin. Ja toden totta: punainen kanava voittaa sinisen kanavan:



Voiko mitään varovaista johtopäätöstä vetää? Jos keli olisi parempi, järkkäri modernimpi (parempaan framerateen ja herkkyyteen kykenevä), ruutuja olisi enemmän ja fokusointi onnistuisi tarkemmin, voisi järkkärillä tosiaan saada jonkin verran parempaa kuvanlaatua aikaan kuin pelkillä yksittäisräpsyillä tai pakattua pinoamalla. Mutta työlästä se on, eikä siltikään hätyytellä planeettakameroiden kuvanlaatua.