Lấy mẫu thiếu, lấy mẫu thừa và Drizzle
Hình dạng của sao thật ra phản ánh quan hệ tương xứng giữa pixel của máy ảnh và tiêu cự của kính thiên văn. Quan hệ tương xứng ấy chính là “lấy mẫu” (sampling), quá thô hay quá mịn đều để lại dấu vết trên sao. Bài này bàn về lấy mẫu thiếu (under sample), lấy mẫu thừa (over sample), cùng với Drizzle — thứ có thể phát huy tác dụng khi bị lấy mẫu thiếu.
Nhìn sao để đọc ra mức lấy mẫu: khối vuông vs sao béo
Cùng một máy ảnh, khi gắn vào các hệ thống có tiêu cự khác nhau, sẽ cho ra những ngôi sao trông hoàn toàn khác nhau:
- Lấy mẫu thiếu (under sample): chẳng hạn kênh Ha của FSQ-106, vì pixel của CCD tương đối quá lớn nên sao biến thành hình vuông khối (blocky star).
- Lấy mẫu thừa (over sample): cũng máy ảnh ấy gắn lên CDK24, ở kênh L thì sao lại trở nên rất béo (bloated star).
Hai trường hợp này là hai hướng cực đoan của việc kích thước pixel máy ảnh và tiêu cự hệ thống không tương xứng với nhau.
Drizzle: cứu lại chi tiết đã mất vì lấy mẫu thiếu
Những ngôi sao vuông khối do lấy mẫu thiếu gây ra có thể được cải thiện bằng Drizzle Integration. Nhưng Drizzle không phải muốn dùng lúc nào cũng được, nó có ba điều kiện:
- Số lượng frame phải đủ nhiều.
- Bản thân dữ liệu phải là lấy mẫu thiếu (under sample).
- Khi chụp có thực hiện Dither (dịch chuyển nhỏ giữa các lần chụp).
Còn một lưu ý nữa về thao tác: trước khi dùng Drizzle Integration của PixInsight, hãy nhớ chạy Image Integration một lần trước đã, có vậy Drizzle mới có dữ liệu nền đúng để dùng.
Một hiểu lầm thường gặp: sao ở kênh L to không hẳn là vấn đề lấy mẫu
Nhân tiện, tôi làm rõ luôn một hiện tượng thường bị hiểu lầm. Có người cùng sở thích sau khi đổi sang camera đơn sắc (mono) thấy sao ở kênh L lúc nào cũng to, vặn bánh xe lấy nét cũng không nhỏ đi rõ rệt, nên cho rằng khâu lấy nét hoặc khâu lấy mẫu có vấn đề. Tôi đã đem dữ liệu của hai hệ thống khác nhau ra so sánh — một bộ là dữ liệu lấy mẫu thừa của CDK 17″, một bộ là dữ liệu lấy mẫu thiếu của TOA130, ảnh đều là frame đơn phơi năm phút.
Kết quả cho thấy: ngoài chuyện năng lượng mạnh hơn ra, kích thước sao ở kênh luminance (L) thật ra cũng chẳng lớn hơn các kênh RGB bao nhiêu, PSF của sao LRGB về nguyên tắc thuộc cùng một loại. (Cũng đáng nói là ở bộ thứ nhất, sao Ha và sao LRGB lại thuộc hai loại khác nhau.) Cho nên sao ở kênh L trông to, nhiều khi chỉ vì tín hiệu của nó mạnh, sau khi kéo giãn thì nổi bật lên, chứ chưa hẳn là vấn đề lấy mẫu hay lấy nét.
