การสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ การสุ่มตัวอย่างมากเกินไป และ Drizzle
รูปร่างของดาวจริง ๆ แล้วสะท้อนความสัมพันธ์ที่เข้ากันระหว่างพิกเซลของกล้องกับความยาวโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์ ความสัมพันธ์นี้เรียกว่า “การสุ่มตัวอย่าง” (sampling) ไม่ว่าจะหยาบไปหรือละเอียดไป ก็ทิ้งร่องรอยไว้บนดาวทั้งนั้น บทความนี้พูดถึงการสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ (under sample) การสุ่มตัวอย่างมากเกินไป (over sample) และ Drizzle ที่มีประโยชน์เมื่อข้อมูลถูกสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ
ดูการสุ่มตัวอย่างจากดาว: ก้อนสี่เหลี่ยม vs ดาวบวม
กล้องตัวเดียวกัน เมื่อต่อเข้ากับระบบที่มีความยาวโฟกัสต่างกัน ดาวจะมีรูปร่างที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง:
- การสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ (under sample): เช่น ช่อง Ha ของ FSQ-106 เนื่องจากพิกเซลของ CCD ค่อนข้างใหญ่เกินไป ดาวจะกลายเป็นก้อนสี่เหลี่ยม (blocky star)
- การสุ่มตัวอย่างมากเกินไป (over sample): กล้องตัวเดียวกันต่อกับช่อง L ของ CDK24 ดาวจะบวมมาก (bloated star)
ทั้งสองแบบเป็นสองทิศทางสุดขั้วของความไม่เข้ากันระหว่างขนาดพิกเซลของกล้องกับความยาวโฟกัสของระบบ
Drizzle: กู้รายละเอียดที่เสียไปจากการสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ
ดาวก้อนสี่เหลี่ยมที่เกิดจากการสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ สามารถแก้ไขให้ดีขึ้นได้ด้วย Drizzle Integration แต่ Drizzle ไม่ใช่ว่าจะใช้ได้ตามใจชอบ มีเงื่อนไขสามข้อ:
- จำนวนภาพต้องมากพอ
- ข้อมูลเองต้องเป็นการสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ (under sample)
- ตอนถ่ายภาพต้องทำ Dither (การขยับภาพเล็กน้อย)
ยังมีข้อควรระวังในการใช้งานอีกข้อหนึ่ง: ก่อนใช้ Drizzle Integration ใน PixInsight อย่าลืมรัน Image Integration ก่อนหนึ่งครั้ง เพื่อให้ Drizzle มีข้อมูลพื้นฐานที่ถูกต้องให้ใช้
ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย: ดาวในช่อง L ที่ใหญ่ไม่จำเป็นต้องเป็นปัญหาการสุ่มตัวอย่าง
ขอถือโอกาสอธิบายปรากฏการณ์ที่มักถูกเข้าใจผิดอยู่บ่อย ๆ มีนักดาราศาสตร์สมัครเล่นท่านหนึ่งหลังจากเปลี่ยนมาใช้กล้องขาวดำแล้ว รู้สึกว่าดาวในช่อง L ใหญ่อยู่ตลอด หมุนปุ่มปรับโฟกัสก็ไม่เห็นเล็กลงชัดเจน จึงคิดว่าเป็นปัญหาการโฟกัสหรือการสุ่มตัวอย่าง ผมเทียบข้อมูลจากสองระบบที่ต่างกัน ได้แก่ ข้อมูลการสุ่มตัวอย่างมากเกินไปจาก CDK 17″ ชุดหนึ่ง และข้อมูลการสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอจาก TOA130 อีกชุดหนึ่ง แต่ละภาพเปิดรับแสง 5 นาที
ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า ช่องความสว่าง (L) นอกจากมีพลังงานแรงกว่าแล้ว ขนาดดาวจริง ๆ ก็ไม่ได้ใหญ่กว่าช่อง RGB มากนัก PSF ของดาว LRGB โดยหลักการแล้วจัดอยู่ในประเภทเดียวกัน (ที่น่าสนใจคือ ดาวในช่อง Ha กับ LRGB ของชุดแรกกลับจัดอยู่คนละประเภทกัน) ดังนั้นที่ดาวในช่อง L ดูใหญ่ หลายครั้งเป็นเพียงเพราะดาวในช่อง L มีสัญญาณแรง พอ Stretch แล้วก็เลยดูเด่น ไม่จำเป็นต้องเป็นปัญหาการสุ่มตัวอย่างหรือการโฟกัสเสมอไป
