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Transformaciones exponenciales: SMI y PIP


PixInsight LE


  • Introducción

  • Creación de un duplicado

  • Desenfoque del duplicado (À Trous Wavelets)

  • Construcción de una máscara (Extract Channels)

  • Operaciones exponenciales (Pixel Math)

  • 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. 

     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:

     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:

      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...  

       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:

     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.

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:

     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


 

Copyright © 2005. Astro 35mm-Carlos Sonnenstein Julián

 

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Última actualización 2005 junio 01 22:00 UTC.