Procesamiento de imágenes de cometas: una guía general de alineación, eliminación de estrellas y composición
La dificultad central del procesamiento de imágenes de cometas cabe en una sola frase: un cometa se desplaza respecto a las estrellas de fondo, así que el cometa y las estrellas no se pueden procesar al mismo tiempo con un mismo juego de parámetros de alineación. Por eso, al procesar un cometa que se mueve rápido, el cometa y el fondo de estrellas se procesan siempre por separado y se componen al final. Este artículo reúne, a modo de guía general, lo que he aprendido sobre el procesamiento de cometas a lo largo de los años, desde las herramientas de alineación y la eliminación de estrellas hasta el color y la composición; en cuanto a un caso práctico real, puedes consultar la serie del cometa Tsuchinshan de «Procesar cometas con PixInsight».
Por qué alinear el cometa: una comparación
Veamos primero una comparación que explica qué problema resuelve exactamente la alineación del cometa.
La parte izquierda de la imagen de arriba es el resultado de integrar las imágenes que se alinearon sobre el núcleo del cometa y a las que se les eliminaron las estrellas; la derecha es el resultado de integrar directamente con solo el registro de estrellas. En la imagen de la derecha, que nunca se alineó sobre el núcleo, tras la integración aparecen algunos defectos alrededor del núcleo—y quiero recalcar que esos no son «detalles alrededor del núcleo», sino roturas que quedan después de que el algoritmo de rechazo elimina los valores atípicos. La propia imagen del núcleo también queda dañada por estos defectos. Dicho de otro modo, si quieres conservar la forma completa del núcleo y la cola, este paso de la alineación del cometa es ineludible.
La herramienta Comet Alignment (CA)
La herramienta que se encarga de la alineación del cometa en PixInsight es Comet Alignment (CA). Su uso más básico la combina con Star Alignment (SA): con SA registras las estrellas y con CA alineas el cometa, para acabar generando dos imágenes—una de estrellas y otra del cometa—, que se procesan por separado más adelante. La forma de seleccionar la posición del cometa en SA es con un clic del botón izquierdo del ratón.
Un método que en su día falló y luego funcionó
Hace años, un compañero de afición compartió una idea avanzada: alinear el cometa con CA, integrar una «imagen de solo el cometa» y luego ejecutar CA una vez más para restar el cometa de las imágenes con registro de estrellas, obteniendo así un fondo de estrellas limpio y puro. Los pasos en detalle son:
- Calibra las imágenes del cometa.
- Usa Star Alignment para registrar las estrellas y generar imágenes con registro de estrellas.
- Usa CA para seleccionar el núcleo del cometa en las imágenes con registro de estrellas y generar imágenes alineadas sobre el núcleo.
- Usa Image Integration para integrar las imágenes alineadas sobre el cometa y generar una «imagen de solo el cometa» casi sin estrellas.
- Guarda la imagen de solo el cometa, selecciónala como subtract operand image en CA y vuelve a exportar una vez, generando imágenes «con registro de estrellas y sin cometa».
- Usa Image Integration para integrar las imágenes con registro de estrellas y sin cometa, y obtener una «imagen de solo estrellas».
Honestamente, la primera vez que probé este método con mis propios datos no funcionó—el paso 5 no lograba producir una «imagen con registro de estrellas y sin cometa» limpia; en parte de las imágenes con registro de estrellas seguía quedando el cometa, o se restaba de más y la posición del cometa acababa completamente negra, de modo que tras la integración el cometa seguía incompleto. Sin embargo, el compañero que compartió el método sí tuvo éxito con sus propios datos, así que en su momento lo dejé anotado de todas formas para que os sirviera de referencia. Más tarde perfeccioné mi procedimiento y lo rehíce con un juego de datos del cometa Leonard con un fondo sencillo (TOA 150 + QHY 268c, 16 tomas de 90 segundos), y confirmé que este método tradicional de comet alignment sí puede funcionar. Y como el fondo no contiene galaxias, cúmulos ni nebulosas especiales, resulta bastante adecuado para que los principiantes practiquen.
El nuevo CA: no hace falta registrar las estrellas primero
El nuevo Comet Alignment trae un cambio importante: ya no hace falta registrar las estrellas primero.
Basta con seleccionar «a grandes rasgos» la posición del núcleo en la primera y la última imagen y marcar Compute PSF fits, y el programa calculará por sí mismo el núcleo de las demás imágenes y las alineará. Por eso, aunque la trayectoria de movimiento del cometa no sea una línea recta, se puede alinear igualmente. La ventaja evidente de hacerlo así es que te ahorras dos rondas de interpolación—el viejo método de registrar primero las estrellas y luego alinear el cometa equivale a interpolar dos veces, y cada interpolación cuesta un poco de calidad de imagen. (Fíjate en que el sufijo del nombre de archivo de las imágenes del video es _c_cc_ca, sin _r, lo que significa que solo han pasado por Calibration, Cosmetic Correction y Comet Alignment, sin Registration.) Este nuevo método da lugar además a algunas aplicaciones, como integrar datos de cometa de varios días consecutivos o crear un video timelapse del movimiento continuo del cometa.
Eliminación de estrellas: el núcleo se daña con facilidad
El procesamiento de cometas no puede prescindir de la eliminación de estrellas, pero las herramientas de eliminación de estrellas confunden con facilidad el núcleo y la coma con estrellas y los destruyen. Aquí lo explico distinguiendo varios casos.
El problema de eliminar estrellas de una imagen en color en estado lineal
Si no has comprado StarXTerminator (SXT) y quieres eliminar estrellas por lotes con Starnet++, las imágenes en color se topan con un inconveniente: en estado lineal, después de que una imagen en color pasa por Starnet++, el núcleo y la coma quedan dañados.
La solución es separar los tres canales RGB, eliminar las estrellas de cada uno por separado y luego volver a combinarlos, igual que cuando procesas los canales RGB captados con una cámara monocroma. Tras este tratamiento, el núcleo y la coma se ven mucho más normales. Para separar los canales por lotes, puedes usar el Batch Channel Extraction Script que hay en los scripts.
Proteger el núcleo con una máscara
Al eliminar estrellas por lotes, SXT o Starnet a veces eliminan el núcleo sin más, como si fuera una estrella, o separan partes del cometa a distintas escalas, haciendo que el núcleo se atenúe. La solución es añadir una máscara sobre el núcleo:
- Usa un programa como GAME para crear una máscara del núcleo.
- En el Process Batch de SXT, elige cargar la máscara.
La zona cubierta (la parte negra de la máscara) no se ve afectada por la eliminación de estrellas, con lo que el núcleo queda protegido. Si usas Starnet, al eliminar estrellas por lotes también puedes cargar la máscara en el Process Container.
En la práctica hay un pequeño truco: antes de eliminar las estrellas, acuérdate de confirmar primero la posición del núcleo en la primera y la última imagen, y luego, con GAME o la Clone Stamp Tool, crea una máscara a lo largo de la línea que une las posiciones del núcleo de la primera y la última imagen, y solo entonces elimina las estrellas; así es como evitas de forma eficaz que el núcleo se dañe.
Color y calibración del fondo
En el extremo de la cola de un cometa aparecen a veces colores extraños—rojo, violeta, verde, de todo—: básicamente, la mayoría de las veces son el color del fondo de cielo donde se sitúa el cometa, que se hace notar después de realzar el cometa por sí solo (por ejemplo, la tercera cola roja que le apareció al NEOWISE hace unos años). Conservarlo o quitarlo es cuestión de gusto personal; si quieres quitarlo, mi método consiste simplemente en sacar ese color.
En teoría, el fondo de cielo, una vez terminada la calibración, debería quedar cercano a un pardo negruzco, pero, sin estrellas presentes, la calibración del cometa falla o se vuelve imprecisa con facilidad, sobre todo en las imágenes captadas con una cámara de color. Según mi experiencia, los dos mayores problemas al procesar un cometa son calibrar el color y eliminar los residuos de estrellas; si resuelves esos dos, en realidad ya llevas un noventa por ciento del éxito.
Para terminar: los fundamentos siguen importando
El procesamiento de cometas exige a menudo varios días de ir y venir probando, y es muy posible que un día entero se te vaya atascado—a veces el cerebro necesita reposar antes de dar con una solución.
Las herramientas de IA (las de eliminar estrellas y reducir ruido) ahorran, sí, bastante tiempo, pero ese tiempo en realidad se traslada al coste de cálculo de la computadora (con una CPU lenta o sin GPU, el cálculo lleva un buen rato). Aparte de eso, las herramientas básicas de PixInsight son igual de imprescindibles: además de los habituales DBE, STF, Histogram Transformation y Curve Transformation, usar Wavelet, HDRMT y las herramientas de saturación de color—en combinación con máscaras—es la clave para exprimirle la calidad a una imagen. Las herramientas seguirán avanzando, pero es dominar estos fundamentos lo que de verdad te da el aplomo para procesar cometas bien y de forma constante.