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PixInsight 蒙版制作与应用

拉伸与非线性2021.02

天文图像后期最花时间的,往往不是套用某个进程,而是制作那个进程所需要的蒙版。蒙版做得好不好,直接决定了处理结果。这篇整理在 PixInsight 中制作与应用蒙版的观念、常用工具,以及几个实用脚本。

蒙版为什么这么重要

其实天文图像处理,最关键的除了流程步骤与参数之外,就是这些步骤所使用的蒙版。因此处理上最花时间的,经常是做蒙版本身。

值得一提的是,做蒙版并不需要多快速的电脑,它考验的是人脑。我个人花在做蒙版的时间,远远超过电脑处理文件的时间,但这样的投资很值得——蒙版做适合了,处理通常一下就完成,反而是调整蒙版本身耗去大部分心力。

蒙版质量直接关系到图像处理结果的示意

那么,哪些地方需要蒙版?反卷积、线性/非线性拉伸、降噪、去瑕疵、修补伪影、缩星——这里只枚举几个常见的,事实上还有更多处理都需要蒙版。想精进天文图像后期,好好学习制作蒙版,才有办法针对特定目的、对图像的特定部分下手,而不影响其他不想动到的地方。

星点蒙版:常用工具清单

星点蒙版是最常见、也最需要下功夫的一种。制作星点蒙版的原理其实都差不多,但要真正掌握精髓仍需要时间累积。常用工具可分为两类:

  • 主要工具:StarMask、MLT(MultiscaleLinearTransform)、MaskGen、StarNet++。
  • 辅助工具:Morphological Transformation、Binarize、Convolution、PixelMath、Histogram Transformation。

星云蒙版:进程化,不必手动涂抹

一个典型需求,是强化星系或星云的云气,却不影响星点。做法就是制作一个合适的蒙版。通过 PixInsight 的专用进程,如 GAME、MLT、Dilation、Convolution 搭配 PixelMath,就能轻松完成,而且完全不需要任何手动涂抹。

以进程化方式制作的云气蒙版,可强化云气而不影响星点

明度蒙版:只选取想要的结构

再进一步,可以做出更精细的明度蒙版,只选取图像中特定的结构。以 SH2-308 为例,我曾单纯使用 PixInsight,花大约 5 到 7 分钟做出一个只选取“海豚头本体”、并扣除其中星点的蒙版。

过程中用到的辅助图像,主要包含一张通过 PixelMath 取得的全黑图像,以及一张单纯的星点明度通道(取出星点后再抽取明度通道而得)。这个蒙版套用到原始图像后,调整时就只有海豚的头部(不含其中的星点)会受到影响。

只选取 SH2-308 海豚头本体、扣除星点的明度蒙版

需要手动修改蒙版时:笔刷类工具

大多数蒙版都能靠进程完成,但偶尔仍需要手动微调。这方面 PI 的笔刷类工具经历了一段发展:

  • Dynamic Paint Brush:由 RBA(《Mastering PixInsight》作者)开发,类似 PS 的笔刷,可以快速手动修改蒙版。不过它似乎只能画白色,若能画黑色,应用会更广;要画黑色,可以搭配 Clone Stamp 来处理。
  • FAME 脚本:在 1.2 版之后,除了原有的椭圆形、长方形与套索选取外,还增加了笔刷功能。因此现在可以不必再用 Clone Stamp,直接在 PI 中用笔刷画出想要的蒙版,相当实用。FAME 可在 PI 的 Repository 添加 https://raw.githubusercontent.com/setiastro/pixinsight-updates/main/,自动更新后即可在脚本的 SetiAstro 标签页下找到。

以 FAME 脚本的笔刷功能直接在 PI 中绘制蒙版

FAME 脚本笔刷功能的操作示意

以下三段视频示范 Dynamic Paint Brush 的实际操作: