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星點色散:RGB 通道分離對齊與修正

預處理與疊圖2021.11

亮星一邊藍、一邊紅,或是星點兩側各染上一種顏色——這是很多人拍出來會遇到的困擾。這種「星點色散」不論你用單色或彩色相機都可能碰到,成因可能是大氣色差、望遠鏡色差,或某個通道焦點不齊、失焦。好消息是:完美影像從來不存在,遇到這問題不用急著重拍,透過影像處理通常就能大幅改善。

先釐清:這是色差,不是所有像差

在動手修之前,得先搞清楚星點色散屬於哪一類問題。天文攝影因光學錯位造成的偏差有好幾種:對焦與傾斜像差(Focus and Tilt)、球面像差(Spherical)、彗星像差(Coma)、像散(Astigmatism)。

星點色散(橫向色差/大氣色差)和上面這些像差是不同層次的問題。PixInsight 的 Debayer 雖然能把 OSC 影像的 RGB 分離並對齊到 G,但它只解決橫向色差或大氣色差,並無法解決上面那些因光學錯位造成的像差。這條界線要先劃清楚——通道分離對齊能救的是色散,救不了失焦或傾斜。

彩色相機(OSC):分離 RGB、對齊到 G

彩色相機拍的影像,如果亮星呈現一邊藍一邊紅(尤其黃色星點特別明顯),做法是在校正之後把 RGB 分離,將訊噪比較差的 R 與 B 通道對齊到訊噪比較佳的 G 通道,再分別疊合、合併回 RGB。處理後,亮星兩側的偏色會明顯改善。

彩色影像 RGB 分離對齊到 G 前後對照:右為修正前、左為修正後

實際操作有兩條路:

  • 手動 Debayer 時:在 Debayer 設定裡選擇 separate RGB Channels,然後在做 Star Alignment 時把 R 與 B 向 G 通道對齊。
  • 使用 WBPP 時:勾選對應的選項,WBPP 就會自動執行上述步驟,並在完成後重新組合 RGB 通道。

OSC 影像分離 RGB 並向 G 對齊:手動 Debayer 與 WBPP 兩種設定位置

以我的經驗,彩色 BSI CMOS 相機不論搭配長焦或短焦的折射鏡、反射鏡,都遇過這類色散現象,用這個方法處理都能大幅減少影響。

單色相機:各通道星點大小不一

單色相機拍 RGB,也常遇到各通道星點大小不一的問題。例如某組照片的紅色通道稍微失焦,導致 R 星點比其他通道大,而且中心沒有和 G、B 對齊,合併後看起來星點歪一邊、還有一大片紅色。

單色相機 R 通道失焦導致星點偏大、中心未與 GB 對齊

這種情況不用急著重拍,處理大致三步:

  1. 重新手動對齊 RGB。
  2. 分離 RGB 通道,針對星點比較大的通道做縮星。
  3. 把縮星過的 RGB 通道重新結合。

處理後雖然還是看得出星點兩側顏色略有不同,但已大幅改善。這樣一組修下來,大概花 10 到 15 分鐘。

單色相機各通道星點大小不一,處理前後對照

另一個補救工具:ChannelMatch

除了分離對齊、縮星之外,還有一個更直接的補救工具——PixInsight 的 ChannelMatch。它可以分別調整 RGB 三個通道的位置,把星點一邊一個顏色的狀況拉回來。

使用 ChannelMatch 調整 RGB 通道位置:左為修正前、右為修正後

要特別注意:ChannelMatch 請在線性狀態下使用。如果等到非線性狀態才用,效果會大打折扣,甚至完全沒效。這一點和很多線性階段的修正工具一樣——時機錯了,工具再好也無力回天。