เสียงรบกวนเป็นความจริงของชีวิตเมื่อพูดถึงการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ยกเว้นในกรณีที่มีการซ้อนภาพถ่ายท้องฟ้าที่ถ่ายบนภูเขาติดตาม (อีกสักครู่)
จริง ๆ แล้วภาพถ่ายของคุณมีสัญญาณรบกวนต่ำมากในรูปแบบการถ่ายภาพมุมกว้างขนาดใหญ่ที่ฉันได้เห็น ... แต่มันก็ขาดความอิ่มตัว ฉันคิดว่ามันเป็นเรื่องเกี่ยวกับรสนิยมจริงๆ แต่ในที่สุดไม่ทางใดก็ทางหนึ่งคุณจะได้รับเสียงรบกวนในภาพถ่ายของคุณในปริมาณที่เท่ากันโดยไม่คำนึงถึงการตั้งค่า ISO หากคุณต้องการบรรลุความอิ่มตัวเท่ากันคุณต้องทำอย่างใดอย่างหนึ่ง คุณอาจจะต้องใช้การตั้งค่า ISO ที่สูงขึ้น (ISO 3200 หรืออาจสูงถึง 6400) หรือคุณต้องเพิ่มการเปิดรับแสงในโพสต์ เสียงรบกวนส่วนใหญ่ในการถ่ายภาพดาราศาสตร์นั้นมาจากเสียงโฟตอนดังนั้นการใช้ ISO ที่สูงกว่าจะเหมือนกับการเพิ่มการเปิดรับแสงหลังกระบวนการจากมุมมองของจุดรบกวน
ในภาพถ่ายตัวอย่างของคุณคุณมีภาพมุมกว้างแบบเฟรมเดียว จำกัด เฟรมเดียวของคุณเพราะเบื้องหน้าเว้นแต่คุณจะใช้กลอุบายที่ซับซ้อนมากขึ้นที่คุณใช้หลายเฟรมตัดท้องฟ้าและซ้อนเฟรมเหล่านั้นเพื่อปรับปรุงความอิ่มตัวของท้องฟ้า เป็นไปได้แน่นอน ... ยังมีงานอีกมาก เช่นเดียวกับคุณฉันชอบถ่ายภาพ astrophotography ที่มีทิวทัศน์ในเบื้องหน้าดังนั้นจึงควรลองใช้การซ้อนบางส่วนแบบแมนนวลเพื่อปรับปรุง SNR ของคุณ
ความร้อนเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดเสียงดังในช่วงเปิดรับแสงนาน ๆ ฉันไม่แน่ใจว่า 40 วินาทีนั้นนานพอที่จะสร้างความร้อนได้มากจนเสียงความร้อนกลายเป็นปัจจัยที่สำคัญกว่าเสียงของโฟตอน DSLR รุ่นเก่าที่เคยมีฟองความร้อนเนื่องจากความร้อนสูงเกินขององค์ประกอบใกล้ตาย ... เมื่อถ่ายภาพมืดคุณสามารถมองเห็นบริเวณมุมหรือตามขอบของเฟรมที่มีเสียงรบกวนมากขึ้นอย่างชัดเจน ฉันไม่เคยเห็นเหตุการณ์แบบนี้กับ 7D ของฉันและมีบางครั้งที่ฉันถ่ายภาพความยาว 40-50 วินาทีที่ 16 มม.
มีวิธีการลดแหล่งกำเนิดเสียงที่ไม่ใช่โฟตอนต่างๆ Dark frames และ Bias frames เป็นสอง การใช้สีเข้มและอคติเฟรมมักจะเป็นเพียงสิ่งที่จำเป็นจริงๆเมื่อทำซ้อนเปิดรับหลายด้วยเครื่องมือเช่นDeep Sky Stacker โดยทั่วไปการพูดว่า "การลดเสียงรบกวนจากการเปิดรับแสงนาน" ในกล้องเป็นเพียงการถ่ายภาพกรอบสีเข้มที่ถูกลบออกจากเฟรมแสงก่อนที่จะถูกบันทึกลงในการ์ดหน่วยความจำ กรอบมืดเดียวจะช่วยลดเสียงรบกวนอ่านบางส่วน แต่ไม่มากเท่าที่กรอบสีเข้มหลายสัมผัสซ้อนกันอย่างถูกต้องตามที่อธิบายไว้ในเว็บไซต์ของ DSS ที่นี่
ควรสังเกตว่าสิ่งที่สำคัญที่สุดในการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์คือ SNR หรืออัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน ยิ่ง SNR ต่อเฟรมของคุณสูงขึ้นเท่าไหร่ผลลัพธ์ก็จะยิ่งเรียงกันมากขึ้นเท่านั้น คุณสามารถใช้ 120 5 วินาทีหรือ 5 120 วินาที ... ห้าเฟรมที่สอง 120 จะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเสมอ คุณสามารถใช้ 500 5 วินาทีเฟรมและ 5 120 วินาทีเฟรมยังคงให้ผลลัพธ์ที่ดียิ่งขึ้นเนื่องจาก SNR ต่อเฟรมนั้นสูงกว่ามาก แต่ละเฟรมประกอบด้วยข้อมูลที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นและสมบูรณ์มากขึ้นซึ่งคุณไม่น่าจะทำซ้ำอย่างสมบูรณ์โดยการซ้อนภาพซ้อนที่สั้นกว่ามาก
วิธีที่ดีที่สุดถัดไปในการปรับปรุง SNR คือการย้ายไปยังกล้องที่มีพิกเซลใหญ่กว่า SNR ต่อพิกเซลสูงกว่าด้วยพิกเซลที่มีขนาดใหญ่กว่าดังนั้นต่อพิกเซลคุณควรได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าและการตั้งค่า ISO ที่สูงกว่ากล้องที่มีพิกเซลเล็กกว่า ถ้าเราจะเปรียบเทียบ 1D X และ 7D (เซ็นเซอร์ 18mp ทั้งคู่) พิกเซลที่ใหญ่กว่าของ 1D X แต่ละอันจะรวมแสง 2.6x มากขึ้น คุณใช้งาน 6D อยู่แล้วซึ่งเป็นกล้องที่ดีมากสำหรับการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์เนื่องจากพิกเซลขนาดใหญ่และประสิทธิภาพ ISO ที่ยอดเยี่ยม จากจุดยืน SNR บริสุทธิ์ (ตามข้อมูล sensorgen.info), 1D X ที่ ISO 3200 รองรับ ~ 3 เท่าของความอิ่มตัวต่อพิกเซล, 6D ที่ ISO 3200 รองรับความอิ่มตัวของสีต่อพิกเซล ~ 2x หนึ่งเท่าของ 18mp APS-C ของ Canon เซ็นเซอร์
เนื่องจากคุณใช้กล้องที่ดีที่สุดที่คุณอาจจะได้รับจาก Canon เพื่อวัตถุประสงค์ในการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์สิ่งเดียวที่คุณทำได้คือหมุนค่า ISO ขึ้นมา เมื่อการตั้งค่า ISO ต่ำกว่าจะมีเสียงการอ่านเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ Canon ยิ่งคุณเพิ่ม ISO มากเท่าไรเสียงการอ่านที่ลดลงจนถึงจุดที่การตั้งค่า ISO สูงสุดเสียงรบกวนในการอ่านอาจน้อยเพียง 1.3e- ต่อพิกเซล (ต่ำกว่าระดับต่ำสุด ~ 3e - สำหรับ Sony Exmor ที่พบใน D800)
ด้วยเหตุนี้เนื่องจากการเพิ่มการเปิดรับแสงโพสต์ - โพสต์ก็เหมือนกับการเพิ่ม ISO เมื่อเสียงอ่านต่ำดังนั้นเพื่อปรับปรุงความอิ่มตัวของท้องฟ้าและความสว่างของดาวใช้การตั้งค่า ISO ที่สูงขึ้น คุณบอกว่าคุณใช้ ISO 800-1600 ลองใช้ ISO 3200, 6400 ... หรือแม้แต่ 8000 ความคิดทั่วไปคือการลดจุดสีขาวของคุณเพื่อให้กล้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการเพิ่มสัญญาณให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ก่อนอ่านเพื่อลดผลกระทบจากเสียงรบกวนในการอ่าน ควรสังเกตว่าการเพิ่มการเปิดรับแสงของ ISO 800 shot ในโพสต์นั้นคล้ายกับการเปิดรับ ISO 6400 อาจส่งผลให้เกิดเสียงรบกวนมากขึ้นเนื่องจากเสียงรบกวนการอ่านที่ ISO 800 มากกว่าสองเท่าที่การตั้งค่า ISO ต่ำกว่า (5.1e - เทียบกับ 2.0e- ตาม sensorgen.info)
เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ ชัดเจนขึ้นฉันได้ทำแผนภาพสถานการณ์การถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ สถานการณ์นี้ถือว่าการเปิดรับแสง 30 วินาทีที่ f / 4 ดำเนินการหนึ่งครั้งสำหรับการตั้งค่า ISO แต่ละครั้งตั้งแต่ 100 ถึง 12800 โดยใช้ Canon 5D III สมมติฐานคือการเปิดรับแสง 30s f / 4 ที่ ISO 12800 ส่งผลให้พิกเซลที่สว่างที่สุด (ดาว) ถึง "จุดอิ่มตัว" (กล่าวอีกนัยหนึ่งดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะออกมาเป็นสีขาวบริสุทธิ์เช่นพิกเซลแดงเขียวและน้ำเงินสำหรับ ดาวเหล่านั้นมีค่าใช้จ่ายถึงระดับสูงสุดแล้ว) การเปิดรับแสงเดียวกันที่แน่นอนที่การตั้งค่า ISO อื่น ๆ ทั้งหมดจะส่งผลให้ได้รับแสงต่ำกว่าจุดอิ่มตัว นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่างเสียงรบกวนในการอ่านและเสียงของโฟตอน
ในแผนภาพด้านล่างแกน X เชิงเส้นแสดงการตั้งค่า ISO แต่ละค่าและแกน Y แบบลอการิทึมแสดงระดับประจุในอิเล็กตรอน (e-) สีแดงและสีเขียวเส้นจะมีการวาดแต่ละตั้งค่า ISO ที่มีสีแดงเป็นตัวแทนของเสียงอ่านและสีเขียวเป็นตัวแทนจุดอิ่มตัว ช่วงไดนามิกเป็นอัตราส่วนระหว่างจุดอิ่มตัวและสัญญาณรบกวนการอ่านอย่างมีประสิทธิภาพ (สีเขียวมากกว่าสีแดง) สำหรับ ISO 100 จุดอิ่มตัวก็เป็นระดับโฟโตไดโอดสูงสุดตามตัวอักษร (FWC หรือความจุเต็มพิกัด) แถบสีฟ้าเป็นตัวแทนของสัญญาณและส่วนที่เข้มกว่าของแถบสีฟ้าหมายถึงสัญญาณรบกวนที่แท้จริงของสัญญาณนั้น (เสียงโฟตอนยิงซึ่งเป็นรากที่สองของสัญญาณ)
ด้วยการเปิดรับแสง 30s f / 4 ที่ถึงความอิ่มตัวสูงสุดที่ ISO 12800 ค่าใช้จ่ายของสัญญาณนั้นคือ 520e- (ตาม sensorgen.info) ดังนั้นสมมติว่าการสัมผัสเดียวที่แน่นอนจะใช้สำหรับการตั้งค่า ISO อื่น ๆ ทั้งหมด ... สัญญาณเช่นเดียวกับเสียงโฟตอนจะเหมือนกัน (การชาร์จในโฟโตไดโอดเป็นผลิตภัณฑ์ของแสงเมื่อเวลาผ่านไป ... ซึ่งได้รับผลกระทบจากรูรับแสงและความเร็วชัตเตอร์เท่านั้น)สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อเราลดค่า ISO คือการอ่านเสียงเริ่มสูงขึ้น เนื่องจากสเกลเป็นลอการิทึมการตั้งค่าความไวแสง ISO 800 ถึง 12800 จึงมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในการอ่านเสียงรบกวน (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 1600 ถึง 12800) เมื่อเราถึง ISO 400 การอ่านเสียงจะเริ่มสูงขึ้นจนถึงจุดที่อัตราส่วนสัญญาณโดยรวมสูงกว่าเสียงโฟตอน
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการถ่ายภาพที่ ISO 12800 และการถ่ายภาพที่ ISO 400 คือจุดอิ่มตัว (แถบสีเขียว) ที่ ISO 12800 การอ่านค่าสัญญาณรบกวนต่ำและสัญญาณอิ่มตัวดังนั้นคุณจะได้ภาพที่มีสีสันสดใสออกมาจากกล้อง ที่ ISO 400 สัญญาณจะเป็นส่วนเล็ก ๆ (520e-) ของจุดอิ่มตัว (18273e-) และสิ่งนี้จะต้องเพิ่มการเปิดรับแสงอย่างมีนัยสำคัญในโพสต์เพื่อให้ดูเหมือนกับ ISO 12800 shot หากมีใครถ่ายที่ ISO 400 และรับแสงที่ถูกต้องในโพสต์เสียงรบกวนโดยรวมจะถือว่าเป็นปัจจัยสำคัญของสัญญาณ ชั้นการอ่านเสียงด้านล่างซึ่งไม่มีข้อมูลที่เป็นประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพนั้นเกือบจะสูงเท่ากับเสียงโฟตอนที่ถ่าย การเปิดรับแสงโพสต์โพรเซสดังกล่าวจะส่งผลให้เกิดแถบสีและเสียงรบกวนในระดับสูง
ยกตัวอย่างเช่นหากต้องถ่ายที่ ISO 100 เสียงรบกวนการอ่านจะกลายเป็นเสียงหลักของเสียงรบกวน (ในตัวอย่างนี้โปรดจำไว้ที่ ISO 100 ภาพจะสว่างน้อยเมื่อเทียบกับจุดอิ่มตัว) การเพิ่มการเปิดรับแสง ISO 100 ในกรณีนี้ (ซึ่งในการจำลองสิ่งที่ผลิต ISO 12800 จะต้องเป็นSIX STOP BOOST ) ซึ่งจะส่งผลให้เกิดแถบสีและสัญญาณรบกวนสีที่สำคัญ แผนภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าเสียงรบกวนทั้งการอ่านและการยิงโฟตอนนั้นถูกขยายโดยการแก้ไขค่าแสงในโพสต์สำหรับ ISO 100 - 6400 เพื่อให้ตรงกับการสัมผัส ISO 12800:
โปรดจำไว้ว่าสเกลที่นี่คือลอการิทึมดังนั้นจำนวนเสียงสำหรับการตั้งค่า ISO ที่ต่ำกว่าอย่างต่อเนื่องจะสูงขึ้นอย่างมากหลังจากการแก้ไขการเปิดรับแสงในโพสต์