Quali risultati si possono raggiungere:

1. Quali risultati si possono raggiungere: L’elaborazione delle immagini planetarie: Come trasformare un’ottima ripresa in una eccellente immagine

2. Caratteristiche di un’ottima immagine planetaria • Un’ottima immagine planetaria mostra la massima risoluzione raggiungibile con il proprio telescopio Riprese in alta risoluzione • Occorre che si verifichino particolari condizioni: • Seeing ottimo • Telescopio perfettamente collimato ed acclimatato • Setup di ripresa corretto (focale, esposizione, guadagno, acquisizione) • Solo quando si dispone del potenziale si deve applicare il procedimento elaborativo per trasformarlo in realtà • Un’ottima immagine planetaria deve soddisfare criteri scientifici ed estetici • Gli astrofili non sono artisti: devono quindi riprodurre esattamente la realtà • La realtà è oggettiva e riproducibile: • Ogni immagine planetaria deve essere quindi riproducibile • La bravura dell’astrofilo non è detenere l’esclusiva, ma arrivare per primo al raggiungimento di certi obiettivi, con metodo e rigore scientifico, aggiungendo un tocco estetico, che trasforma un’immagine normale in una ottima

3. Fasi della produzione di una qualsiasi immagine planetaria • Collimazione telescopio • Stima della turbolenza atmosferica • Acquisizione di un video con l’esposizione più breve possibile (tenendo sempre la luminosità attorno a 200 ADU) ed il framerate maggiore (non più di 15 frame per secondo per webcam) • Analisi delle migliori immagini del video • Allineamento e somma (di solito la fase 4-5 è automatica Registax, Iris) Immagine Grezza = RAW = singola immagine, con un rumore nettamente minore e maggiori dettagli, purtroppo nascosti all’occhio umano Venere: singola immagine Immagine RAW (700 frame) Immagine elaborata

4. L’immagine RAW deve essere elaborata, applicando dei filtri di contrasto, o degli algoritmi particolari, che permettono di visualizzare, senza alterare, tutte le informazioni in essa contenute. • Un procedimento elaborativo ideale dovrebbe quindi soddisfare un mix di canoni scientifici (oggettivi) ed estetici: • Mostrare tutte le informazioni realmente catturate dal sensore • Non mostrare dettagli dalle forme e dimensioni alterate; in generale  • Non mostrare artefatti, cioè dettagli fittizi ed artificiali • Non evidenziare il rumore, presente in qualsiasi immagine • Restituire colori bilanciati • Eliminare inestetismi ed imperfezioni dovute al telescopio, al sensore, all’atmosfera terrestre SI! NO!

5. L’elaborazione falsa l’informazione catturata? NO!

6. O almeno non dovrebbe, se applicata nel modo giusto L’applicazione di filtri di contrasto troppo intensi può alterare i dettagli ripresi. Sta all’astrofilo capire quando e come fermarsi, tenendo presente che si tratta SEMPRE di una rappresentazione della realtà, che può essere interpretata, ma NON modificata

7. Lo scopo di un’elaborazione Prima di curare le fasi di un’elaborazione, è necessario disporre di un’ottima immagine grezza (RAW) L’elaborazione trasforma un’ottima immagine grezza in un’ottima immagine finale L’elaborazione trasforma una mediocre immagine grezza in una mediocre immagine finale Un’elaborazione eccellente trasforma un’ottima immagine grezza in una eccellente immagine finale Non tutte le immagini RAW ottime si trasformano in eccellenti, ma tutte RAW mediocri resteranno tali L’elaborazione permette di enfatizzare al massimo l’informazione scientifica, curando i canoni estetici. Un’elaborazione non può e non deve creare dettagli che non ci sono o un colore che non è stato ripreso

8. La fasi di un’elaborazione planetaria: • Enfatizzazione dei dettagli, applicando i filtri di contrasto. Eventuali procedimenti preliminari (filtro Gaussiano, coefficienti..) • Eliminazione del rumore residuo ed eventuali imperfezioni • Composizione dell’(eventuale) immagine a colori. Bilanciamento cromatico e allineamento dei canali RGB. Ritocchi finali • Con le camere a colori occorre lavorare sempre sui singoli canali e comporre l’immagine a colori solamente alla fine

9. Filtri ed algoritmi per l’elaborazione delle immagini in alta risoluzione Maschere Sfocate Wavelet Filtri di contrasto: enfatizzano il contrasto di dettagli con un certo diametro lineare, lasciando inalterati gli altri. Algoritmi di ricostruzione dell’immagine: attraverso l’analisi di una sorgente puntiforme (PSF), ripresa con lo stesso setup dell’immagine, si applicato degli algoritmi reiterati (anche 100-200 volte) che cercano di ricostruire i dettagli dell’immagine grezza. Procedimento molto utilizzato dai professionisti Se applicato è il migliore perché conserva anche l’informazione fotometrica Deconvoluzione • Algoritmi: • Lucy richardson • Maximum entropy • Van Cittert Programmi consigliati: Iris, Maxim Dl, Astroart

10. Quale procedimento è il migliore? Non esiste un procedimento universalmente corretto. Sta alla sensibilità e conoscenza dell’astrofilo applicare quello si pensa sia il migliore Ogni corpo celeste richiede procedimenti elaborativi totalmente diversi. Occorre solamente provare ed essere consapevoli delle scelte ed operazioni che si possono fare ed in base alla propria sensibilità, applicare il procedimento che si pensa sia migliore.

11. Fase 1: Operazioni preliminari Programma consigliato per l’applicazione di filtri di contrasto e pre-filtri: IRIS Iris: gratuito, potente. Purtroppo non facile da utilizzare. • Prima dei filtri di contrasto è utile: • Coefficiente moltiplicativo: per non far saturare l’immagine • Filtro gaussiano: per eliminare rumore ad alta frequenza

12. Fase 1: I filtri di contrasto e gli algoritmi più utilizzati Maschera sfocata R= 1 R=2 Immagine RAW R=3 R= 4.5 Livello 1 Livello 2 Wavelet Livello 3 Livello 4

13. La deconvoluzione Immagine RAW con OTTIMO rapporto segnale/rumore Massima Entropia: 2X200 interazioni. PSF=1.3 Pixel Per la deconvoluzione è critica la scelta del diametro della PSF Diametro piccolo implica la creazione di rumore e artefatti Diametro grande impasta i dettagli e riduce la risoluzione Lucy-Richardson: 2X100 interazioni. PSF= 1.5 pixel Confronto con wavelet e maschere sfocate

14. Fase 2: Filtri e procedure anti-rumore E’ molto più facile prevenire il rumore piuttosto che toglierlo L’eliminazione del rumore crea spesso artefatti: prestate molta attenzione Filtro Gaussiano R=1 Passa basso (Astroart) Immagine alla quale sono stati applicati filtri di contrasto che hanno generato anche del rumore Passa basso (Maxim Dl) Photoshop: smacchia Photoshop: polvere e grana

15. Fase 3: Tricromia RGB e quadricromia LRGB Tricromia RGB Quadricromia LRGB: assemblaggio manuale con Photoshop

16. Un tipico procedimento elaborativo Fase 1: enfatizzazione dettagli: Filtro gaussiano 0.7, multiply 0.7. Walevet N.2 intensità 25; N.1 intensità 10 Maschera di contrasto con Photoshop, filtro Adattativo con Maxim. Tutti i dettagli sono presenti. Immagine RAW: 1700 frames Fase2: riduzione del rumore. Iris, funzione edge all’interno della finestra wavelet + Neat Image Deconvoluzione con Maxim per far risaltare i dettagli già presenti Fase 3: Assemblaggio immagine RGB, bilanciamento colori, curve e livelli (Photoshop)

17. Un procedimento consigliato quando si hanno ottime immagini RAW: Mix tra wavelet e deconvoluzione. Se si trova il giusto equilibrio, si ha la massima enfatizzazione dei dettagli Immagine grezza con ottimo segnale Filtro gaussiano di raggio 1.5 per eliminare rumore ad alta frequenza. Elaborazione morbida con filtri Wavelet (in questo caso il N.3, con IRIS Deconvoluzione con Maxim: PSF sintetica, forma gaussiana, raggio 2,5 pixel Metodo Richardson-Lucy, 25 interazioni Se applicata nel modo giusto, la fase 1 è sufficiente: non si rendono necessari interventi di riduzione del rumore

18. Quando il seeing è perfetto, i dettagli molto contrastati e il segnale ottimo..... L’elaborazione è semplicissima: Singolo frame Immagine grezza (750 frame) Filtro gaussiano con raggio 0.7, passa alto (Astroart) e wavelet N.1, intensità 25, con IRIS.L’immagine è già pronta Un risultato analogo si sarebbe ottenuto con una deconvoluzione

19. Quando e come fermarsi? L’applicazione di filtri di contrasto ha l’obiettivo di estrapolare l’informazione Filtri troppo intensi la modificano e questo non va bene L’elaborazione non può fare miracoli Bisogna fermarsi quando comincia a comparire il rumore qualsiasi altro filtro aumenterà anche il rumore ma non la visibilità netta dei dettagli è inutile continuare ad applicare filtri di contrasto NO! SI!

20. Artefatti L’applicazione di filtri o algoritmi per aumentare il contrasto dei dettagli è critica e a volte porta alla comparsa di artefattidettagli non reali E’ necessario ridurre l’intensità dell’elaborazione per prevenire la loro comparsa Una volta comparso un artefatto è difficile, se non impossibile eliminarlo.

21. Riconoscere ed evitare gli artefatti • Ogni immagine, sebbene di natura estetica, DEVE rappresentare la realtà • La bravura dell’astrofilo è raggiungere il massimo senso estetico, la massima risoluzione possibile, e la massiva verosimiglianza dei dettagli ripresi • Spesso alcuni dettagli risultano di dubbia natura metodo scientifico • Ogni osservazione deve essere ripetibile se un dettaglio è reale, deve essere presente su almeno due immagini. Inoltre: • Il dettaglio deve seguire la rotazione planetaria • Il dettaglio non deve cambiare forma • Deve essere compatibile con le caratteristiche fisico-chimiche del corpo celeste Urano mostra artefatti Venere mostra le nubi!

22. Confronto immagini Raw ed elaborate

23. Quali risultati si possono raggiungere: