Transformaciones exponenciales: SMI y PIP
PixInsight LE
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Introducción
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Creación
de un duplicado
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Desenfoque
del duplicado (À Trous Wavelets)
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Construcción
de una máscara (Extract Channels)
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Operaciones
exponenciales (Pixel Math)
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Ajuste
final (Transfer Curves)
Introducción
Debemos
entender como transformaciones exponenciales a todas aquellas
operaciones entre imágenes que tienden a incrementar el contraste en
las sombras sin sufrir un aumento del ruido. La función SMI (Screen
Mask Invert) técnica descrita por Jerry Lodriguss, toma su
nombre de los pasos a seguir en Adobe PhotoShop. En realidad esta
función no es más que multiplicar dos imágenes previamente invertidas
e invertir también el resultado. De esta manera se pretende reproducir un efecto similar al que se
obtiene combinando dos o más negativos de forma analógica. La
función PIP en cambio, fue descubierta por Carlos Milovic buscando
funciones alternativas a SMI; reproduciendo los mismos efectos pero con
una distinta intensidad, ya que en algunos casos SMI puede dar origen a
resultados demasiado agresivos. Así, PIP (Power Inversed
Pixels) coge esta vez el nombre de los pasos a seguir en Pixel
Math.
Aunque la versión estándar de PixInsight incluirá
estas funciones de forma totalmente automatizada, es posible realizar
operaciones de este tipo desde PixInsight LE. Cualquiera
de estas transformaciones exponenciales en PixInsight LE requiere de nuestra imagen principal, un duplicado
de ésta y una máscara que permita que SMI o PIP actúe de forma
selectiva y solo en las sombras,
protegiendo el tamaño y color de las estrellas y otros objetos
brillantes de cielo profundo.
Vamos a
ver ahora qué necesitamos para efectuar en nuestras fotografías una
transformación de este tipo.
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El ejemplo que hemos
seleccionado en esta ocasión es un recorte a tamaño original de una toma
de cielo profundo en la constelación del Cisne con película Fuji
Provia 400F y a través de un sencillo objetivo estándar de 50mm. |
Creación
de un duplicado
En nuestro
primer paso vamos a crear un duplicado con nuestra imagen principal a
través del menú Image>Duplicate
y a
continuación le damos el nombre DUP desde Image>Set
Identifier...
Este nuevo
duplicado vamos a desenfocarlo ligeramente con la intención de remover
las componentes espaciales de alta frecuencia donde normalmente se halla
presente el ruido. El proceso que mejor puede hacer este tipo de trabajo en PixInsight
LE es À Trous Wavelets.
Desenfoque
del duplicado (À Trous Wavelets)
Con
nuestro reciente duplicado activado abrimos el proceso À Trous
Wavelets, bien desde el menú Process>Wavelets>À
Trous Wavelets Transform o
desde la barra de iconos de proceso, el cual nos va a permitir examinar
qué capas son las que contienen ruido y así poder aislarlo
convenientemente.
En el
siguiente ejemplo podemos ver los ajustes en À Trous Wavelets para
desenfocar la imagen:
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Desde la ventana de capas
de wavelets hemos deshabilitado la primera capa haciendo doble click sobre
la columna Level y en la capa número 2 hemos ajustado un bias
con valor negativo (-0.1). La casilla Use luminance ha
sido desactivada para permitir que luminancia y crominancia sean
desenfocadas (todos los canales RGB). |
Obtenemos
así un ligero desenfoque en la imagen que mantiene a grandes
rasgos los detalles de la imagen principal, pero totalmente
libre de ruido:
Este paso
garantiza que el aumento de contraste en las sombras tras una operación
exponencial no se vea afectado por una amplificación del ruido. Si el
desenfoque en nuestro duplicado es menor al mostrado aquí, los resultados
podrían hacer crecer el tamaño de las estrellas, creando un halo
alrededor y perdiendo nitidez.
Construcción de una
máscara (Extract Channels)
En el
siguiente paso vamos a crear una
máscara desde nuestra imagen principal (no el duplicado) que servirá para proteger
las estrellas y objetos más
brillantes frente a SMI o PIP. Usamos aquí el proceso Extract Channels para extraer la luminancia
y crear un archivo nuevo que será nuestra máscara. Este proceso está
disponible en el menú Process>Color Spaces>Extract
Channels o bien
pinchando el icono correspondiente en la barra de
procesos:
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Aquí
puede verse cómo se extrae la luminancia seleccionando el espacio de color CIE L
'a'b' y activando tan solo el canal L'. |
Una vez creado
el nuevo
archivo de luminancia, lo identificamos como MASK a través de Image>Set Identifier... e invertimos el resultado desde
Image>Invert
o mediante las teclas Ctrl+I.
La imagen tras este ajuste queda así:
El haber empleado la
luminancia invertida como máscara, nos va a permitir proteger
convenientemente frente a SMI o PIP las estrellas y las zonas más
brillantes en objetos de cielo profundo.
Para finalizar
la operación activamos nuestra máscara MASK sobre la imagen
principal desde el menú Mask>Select
Mask...
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Al seleccionar la
máscara se activan por defecto las casillas E (enabled) y S (shown) junto al
icono de Select Mask, indicando la activación de la
mascara y mostrando la protección de ésta sobre la imagen
principal. |
Operaciones
exponenciales
SMI y PIP (Pixel Math)
Una vez
realizados todos los anteriores pasos, ya podemos efectuar nuestras transformaciones exponenciales
en PixInsight LE desde el proceso Pixel Math. Verificamos que
nuestra imagen principal tiene activada la máscara con la luminancia
invertida y abrimos la ventana de proceso Pixel Math desde Process>General>Pixel
Math, o pinchando
en el icono correspondiente en la barra de procesos.
SMI
"Screen Mask Invert":
Tal y como
indicamos al principio, la función SMI descrita por Jerry Lodriguss
equivale a multiplicar dos imágenes previamente invertidas e invirtiendo
también el resultado. A
continuación podemos ver la ventana de Pixel Math preparada para
realizar la operación SMI:
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Puede apreciarse
como nuestra
imagen principal aparece con la opción Invert activada e
identificada como <*target*> y la imagen desenfocada DUP seleccionada
como Operand también con la opción Invert activada.
Igualmente el resultado es también invertido. Finalmente se selecciona el modo de operación en
MUL:
Multiply.
Advertir que
no es necesario reescalar el resultado (opción Rescale) aunque puede ser útil
hacerlo si queremos ajustar el rango dinámico.
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El resultado
de esta operación nos muestra nebulosidades mejor contrastadas que no
eran tan evidentes en la imagen principal, junto a un ligero aumento
general del brillo en la imagen.
PIP
"Power Inversed Pixels":
La función
PIP equivale prácticamente a lo mismo que SMI, salvo que aquí la imagen
desenfocada (invertida) se utiliza como exponente.
Vemos
también a continuación los ajustes para aplicar la función PIP desde la
ventana de Pixel Math:
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También la
imagen principal aquí está identificada como <*target*> y
la imagen desenfocada DUP como Operand. En cambio,
solo se ha invertido la imagen DUP y se ha empleado el modo de operación POW:
Power. Nuevamente no es necesario aquí reescalar el resultado. |
Como podemos ver, el
resultado de la operación PIP es similar a SMI; las nebulosidades ganan
contraste y se vuelven más visibles. A diferencia de SMI se obtiene un
menor aumento del brillo general en la imagen.
El siguiente ejemplo es una
comparación entre la imagen original y la imagen resultado de aplicar SMI
y PIP por separado. Ningún otro ajuste ha sido realizado a las imágenes:
La
intensidad con la que se han aplicado en PixInsight LE estas funciones es de orden 1. Si
deseamos valores de orden superior, es suficiente con realizar de nuevo
la operación sobre el mismo resultado. En cambio, valores de orden
inferior a 1 solo estarán implementadas en la versión estándar de PixInsight.
Ajuste
final (Transfer Curves)
Tal y como hemos
comentado, estas funciones elevan el contraste en las sombras sin aumentar
el ruido. Sin embargo, al efectuar cualquier transformación
exponencial como las que hemos descrito, obtenemos como resultado valores de píxel más elevados. Esto es especialmente visible
al aplicar la función SMI (Screen Mask Invert) donde el fondo del cielo se aclara bastante. Si queremos
devolver al fondo del cielo los valores de píxel que le corresponden,
hará falta transformar el histograma, bien a través de una función de
transferencia de curvas o recortando el histograma en las sombras. La última opción es la menos aconsejable, pues asignará al
fondo del cielo un mayor porcentaje de píxeles con valor 0, mientras que
con una función de transferencia de curvas se puede otorgar al fondo el valor deseado
sin necesidad de eliminar información en las sombras.
Más
información escribe a astro35mm@astrosurf.com