So verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten

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So verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten
So verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten
Anonim

Ein großartiges Projekt für jeden Liebhaber der Astronomie mit einem Hauch von künstlerischen Fähigkeiten ist es, die Rohbilder des Hubble-Weltraumteleskops (HST) in die farbigen Wunder zu verarbeiten, die wir aus gedruckten Bildern gewohnt sind.

Hubble-Daten werden in Graustufen dargestellt, aber mit einem kostenlosen Anwendungsdownload und einem beliebigen Grafikeditor können Sie die richtige Kombination von Bildern entweder in eine enge Annäherung an die Realität oder in ein fantastisches Kunstwerk verwandeln.

Schritte

Teil 1 von 5: Durchsuchen des Hubble Legacy Archive (HLA) nach Bildern

Das Hubble Legacy Archive wurde 2006 mit dem primären Ziel eröffnet, Hubble-Beobachtungen benutzerfreundlich zugänglich zu machen. Auf den ersten Blick kann das Archiv ein wenig entmutigend sein, aber mit etwas Übung wird es überraschend einfach, sich zurechtzufinden.

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 1

Schritt 1. Öffnen Sie das Hubble Legacy-Archiv unter

Klicken Sie auf "Site eingeben".

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 2

Schritt 2. Suchen Sie das Suchfeld und die Liste mit Beispielsuchen darunter

Sie können nach einer Reihe von Kriterien nach Objekten suchen: New General Catalog (NGC)-Nummern, IPPPSSOOT-Namen, Vorschlags-IDs, Standort und sogar Namen wie "Eagle Nebula", die auf die NASA/IPAC Extragalactic Database (NED) verweisen oder bei Bedarf die SIMBAD Astronomical Database

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 3

Schritt 3. Geben Sie für diese Anleitung "NGC 604" in das Feld ein. Dies ist die Identifikationsnummer des New General Catalog für "The Triangulum Emission Garren Nebula"

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 4

Schritt 4. Klicken Sie auf den Link zur erweiterten Suche und wählen Sie nur WFPC2 (Weitfeld- und Planetenkamera 2), WFC3 (Weitfeldkamera 3), und ACS (Advanced Camera for Surveys) unter Instrumente.

Diese Kameras liefern die besten Bilder für das Compositing zu farbigen Endprodukten.

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 5

Schritt 5. Ändern Sie das Datenprodukt in "Kombiniert (Stufe 2)"

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 6

Schritt 6. Klicken Sie auf Suchen

Dies sollte 62 Ergebnisse zurückgeben.

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 7

Schritt 7. Suchen Sie die Registerkarte "Bilder", um die Daten zur einfachen Anzeige als Miniaturansichten zu sortieren

Schritt 8. Untersuchen Sie die Ergebnisse, um ein Gefühl für die Daten im HLA zu bekommen

Sie können ein Bild erweitern, indem Sie unter einem Miniaturbild auf "Interaktive Anzeige" klicken.

Nachfolgend finden Sie eine Liste mit anderen Objekten, nach denen Sie möglicherweise suchen möchten.

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 8

Teil 2 von 5: Auswahl der besten Bilder für die Verarbeitung

Das Hubble-Weltraumteleskop verwendet bei der Aufnahme von Objekten verschiedene Filter. Die besten Breitbandfilter für die Produktion von Farbbildern sind F435W, F439W, F450W, F555W, F606W, F675W, F702W, F791W und F814W. Die verwendeten Schmalbandfilter umfassen F437N, F502N, F656N, F658N und F673N. Der Zahlenwert bezeichnet den zentralen Durchlassbereich des Filters, gemessen in Nanometern (F435W ist beispielsweise ein 435-nm-Breitbandfilter).

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Schritt 1. Suchen Sie das vierte Bild im Ergebnis für die Suche von NGC 604 oben und Sie finden darunter den Dateinamen "hst_05237_02_wfpc2_f814w_wf"

Das vorletzte Element im Namen (f814) ist der Filter, mit dem das Bild aufgenommen wurde. Das Element direkt davor (wfpc2) gibt an, dass es mit der Wide Field and Planetary Camera 2 aufgenommen wurde.

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Schritt 2. Suchen Sie drei separate gefilterte Bilder, um Ihr Composite zu erstellen

Die drei Bilder werden später kombiniert, um jeweils eine der drei Farben in einem RGB-Bild (Rot, Grün, Blau) darzustellen.

Ein Beispiel für einen guten Filtersatz wäre WFPC2 F450W (Blau), WFPC2 F555W (Grün) und WFPC2 F814W (Rot)

Schritt 3. Um Ihre Bilder herunterzuladen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Link "FITS-Science" und "Speichern unter" oder klicken Sie darauf, um die Artikel zu Ihrem "Warenkorb" hinzuzufügen und sie in einem Stapel herunterzuladen, indem Sie auf die Registerkarte "Warenkorb" klicken ganz oben in den Suchergebnissen

Laden Sie für dieses Handbuch hst_05237_02_wfpc2_f814w_wf, hst_05237_02_wfpc2_f555w_wf und hst_05237_02_wfpc2_f336w_wf herunter. F814W ist rot, F555W grün und F336W blau. Beachten Sie, dass die Dateien ziemlich groß sind und das Herunterladen einige Minuten dauern kann

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Teil 3 von 5: Konvertieren von flexiblen Bildtransportsystemdateien in funktionsfähige Bilder

Sobald Sie Ihre Dateien erhalten, werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass sie die Erweiterung.fits haben und keine Programme auf Ihrem Computer in der Lage sind, sie zu öffnen. FITS steht für Flexible Image Transport System und ist ein Format zum Speichern und Bearbeiten von wissenschaftlichen und anderen Bildern.

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Schritt 1. Um mit FITS-Dateien zu arbeiten, benötigen Sie eine kleine kostenlose Anwendung namens FITS Liberator

Diese kann von http://www.spacetelescope.org/projects/fits_liberator/download_v301/ heruntergeladen werden. Laden Sie je nach Betriebssystem entweder die Windows- oder die Mac-Version herunter und installieren Sie sie.

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Schritt 2. Öffnen Sie FITS Liberator und navigieren Sie zu einer der zuvor heruntergeladenen Dateien

Wählen Sie vorerst hst_05237_02_wfpc2_f814w_wf_drz.fits aus.

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Schritt 3. Sehen Sie sich die Software an und sehen Sie sich die Informationen und die verschiedenen Änderungen an, die Sie vornehmen können

Spielen Sie mit einigen der Schaltflächen und beachten Sie die Änderungen in der Bildvorschau.

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Schritt 4. Klicken Sie links auf die Schaltfläche "Zurücksetzen", um das Bild in seine native Form zurückzusetzen

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Schritt 5. Im Moment werden Sie die Bilder einfach strecken, bevor Sie sie speichern

Suchen Sie das Dropdown-Menü "Stretch", das eine Reihe von Voreinstellungen enthält, und wählen Sie Log(Log(x)).

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Schritt 6. Klicken Sie auf "Datei speichern" und speichern Sie die TIFF-Datei an einem leicht zugänglichen Ort

Ändern Sie den Dateinamen entsprechend dem Filter (speichern Sie beispielsweise hst_05237_02_wfpc2_f814w_wf_drz.fits als f814.tif).

Schritt 7. Machen Sie dasselbe für die anderen beiden FITS-Bilder

Die ArcSin(h)-Funktion funktioniert auch gut und manchmal möchten Sie die Pegel von Hand anpassen. Dieses Tutorial wird es einfach halten.

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Teil 4 von 5: Skalieren und Ausrichten der Bilder

Da Hubble-Bilder aus Langzeitbelichtungen bestehen und sich alles im Weltraum, einschließlich des Teleskops, bewegt, werden Ihre drei Bilder wahrscheinlich nicht perfekt aufeinander abgestimmt. Sie müssen einen Grafikeditor verwenden, um alles auszurichten, um sicherzustellen, dass beim Erstellen Ihres Farbbilds keine verschwommenen Linien vorhanden sind. In diesem Artikel wird Adobe Photoshop CS6 verwendet, Sie können jedoch GIMP oder einen anderen Editor verwenden, der mit Ebenen arbeitet.

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Schritt 1. Öffnen Sie Ihr erstes Bild in Ihrem Editor und stellen Sie sicher, dass die Ebene den gleichen Namen wie die Datei hat

Verwenden Sie vorerst f814w.tif und rufen Sie den Layer f814w auf.

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Schritt 2. Platzieren Sie Ihr zweites und drittes Bild über dem ersten in ihren eigenen Ebenen. Stellen Sie erneut sicher, dass die Layer nach den Dateien benannt sind

In Photoshop können Sie dazu Datei -> Platzieren verwenden (achten Sie darauf, dass die platzierten Bilder gerastert werden).

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Schritt 3. Wählen Sie Ihre oberste Ebene aus und vergrößern Sie einen Bereich mit einer Reihe von Sternen

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Schritt 4. Verringern Sie die Deckkraft auf 50 bis 60 %, damit Sie Sterne aus der darunter liegenden Ebene sehen können

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Schritt 5. Suchen Sie nach Sternen, die in beiden Ebenen erscheinen, und schieben Sie die obere Ebene an, um die Dinge auszurichten

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 24

Schritt 6. Setzen Sie die oberste Ebene auf 100 % Deckkraft zurück

Dann blenden Sie es aus, indem Sie auf das Auge neben dem Ebenennamen klicken.

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Schritt 7. Wählen Sie die mittlere Ebene aus und verringern Sie die Deckkraft auf 50 bis 60 %

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Schritt 8. Halten Sie die Umschalttaste gedrückt, um sowohl die mittlere Ebene als auch die verborgene obere Ebene auszuwählen (diese Bilder sind jetzt aufgereiht, sodass wir sie zusammenschieben möchten)

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Schritt 9. Suchen Sie einen Stern, der in der mittleren und unteren Ebene als Referenz erscheint, um die Dinge auszurichten

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 28

Schritt 10. Bringen Sie die mittlere Ebene auf 100% Deckkraft zurück und blenden Sie die obere Ebene ein

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Schritt 11. Verwenden Sie die Umschalttaste, um alle drei Ebenen auszuwählen

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Schritt 12. Verwenden Sie das Auswahlwerkzeug, um einen Bildbereich auszuwählen, mit dem Sie arbeiten möchten

Verwenden Sie dann das Zuschneidewerkzeug, um alles andere zu lösen. Möglicherweise müssen Sie Ihre Auswahl oder alle drei Ebenen drehen, um den gewünschten Bereich zu erhalten – denken Sie jedoch daran, dass alle drei Ebenen ausgewählt bleiben müssen, damit Sie Ihre Arbeit nicht von oben rückgängig machen.

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Schritt 13. Drehen Sie das Endprodukt nach Belieben

Teil 5 von 5: Die Farbe zum Vorschein bringen

Schließlich möchten Sie die Farbe hervorheben; das ist der Grund, warum Sie all diese Arbeit gemacht haben.

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Schritt 1. Wählen Sie Ihre oberste Ebene in Photoshop aus und klicken Sie auf Ihrer Tastatur auf Strg+A, um die gesamte Leinwand auszuwählen

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Schritt 2. Klicken Sie auf Ihrer Tastatur auf Strg+C, um den gesamten Inhalt der Ebene zu kopieren

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 34

Schritt 3. Klicken Sie auf Datei -> Neu oder Strg+N, um ein neues Bild zu erstellen

Es sollte die Größe automatisch auf die Größe des kopierten Bildes einstellen; Das einzige, was Sie ändern müssen, ist die Bittiefe des Bildes von 16 Bit auf 8 Bit und der Name des Bildes auf den Namen der kopierten Ebene. (Wenn Sie die Ebene mit dem Namen f814w kopiert haben, rufen Sie das Bild f814w auf.)

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 35

Schritt 4. Fügen Sie die kopierte Ebene mit Strg+V oder über das Menü "Bearbeiten" und dann "Einfügen" in das neue Bild ein

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Schritt 5. Machen Sie dasselbe für die anderen beiden Ebenen, bis Sie drei neue Bilder mit jeweils einer Ebene haben

An diesem Punkt können Sie das ursprüngliche dreischichtige Bild schließen.

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Schritt 6. Glätten Sie jedes Bild, indem Sie mit der rechten Maustaste auf die Ebene klicken und "Flatten" auswählen

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 38

Schritt 7. Öffnen Sie auf Ihrem dritten Bild das Fenster "Kanäle" aus dem Menü "Windows"

Verarbeiten Sie Ihre eigenen Farbbilder aus Hubble-Daten Schritt 39

Schritt 8. Klicken Sie auf das Menüsymbol in der oberen rechten Ecke des Kanalfensters und klicken Sie auf "Kanäle zusammenführen"

Wenn die Zusammenführungsoption ausgegraut ist, werden Ihre Bilder entweder nicht abgeflacht oder haben keine 8 Bit. Sie können dies im Menü Bild -> Modus beheben.

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Schritt 9. Wählen Sie "RGB" für den Modus und 3 für die Anzahl der Kanäle und klicken Sie auf OK

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Schritt 10. Stellen Sie Ihren niedrigsten Filter auf Blau, den mittleren auf Grün und den höchsten auf Rot ein

Für diese Anleitung sollte es Rot: 814, Grün: 555, Blau: 336 sein.

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Schritt 11. Klicken Sie auf OK

Sie erhalten sofort ein Farbbild.

Das Ergebnis des Bildes wird von den ausgewählten Filtern und den in FITS Liberator verwendeten Einstellungen beeinflusst

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Schritt 12. Verwenden Sie die Pegel- und Kurveneinstellungen auf den verschiedenen Kanälen und das Vollbild, um ein Produkt zu erreichen, mit dem Sie zufrieden sind

Spielen Sie mit Ihren Ergebnissen und Sie können etwas wirklich Schönes machen. Das Bild rechts ist von NGC 6357 und wurde mit WFC F658N für Blau, WFC F660N für Rot und einem Durchschnitt der beiden für Grün mit derselben Methode mit starker Nachbearbeitung erstellt

Tipps

  • In der Juli-Ausgabe von Sky and Telescope vom Juli 2012 gibt es einen großartigen Artikel über die Verwendung dieses Verfahrens, wenn Sie Bilder erstellen möchten, die näher an die Art der Profis herankommen.
  • Andere Objekte, die Ihnen den Einstieg erleichtern, sind:

    • Der Ameisennebel - Mz 3 (Menzel 3)
    • Antennen-Galaxien - NGC 4038/NGC 4039 oder Caldwell 60/61
    • Der Orionnebel - Messier 42, M42 oder NGC 1976
    • Der Adlernebel - Messier 16 oder M16 und NGC 6611.
    • Weitere Informationen finden Sie in der Wikipedia-Liste der astronomischen Objekte:
  • Häufig enthalten Bilder im HLA nicht alle Teile eines Objekts, insbesondere wenn es sich um eine große Galaxie handelt. In diesen Fällen müssen Sie Ihren Grafikeditor verwenden, um die Dinge zusammenzufügen.
  • Der wahre Spaß bei der Verarbeitung von Hubble-Daten besteht darin, Objekte oder Regionen zu finden, die noch nie zuvor verarbeitet wurden, und sie zum Leben zu erwecken. Wenn Sie etwas graben, können Sie einige erstaunliche kleine oder unbekannte Schätze finden.

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