Что складывается при накоплении
На каждом light-кадре матрица получает сигнал от туманности, галактики и звёзд, но вместе с ним записывает шум: фотонный шум фона, шум считывания, тёмный ток и остаточные дефекты. При сложении серии сигнал от неподвижного объекта присутствует на каждом кадре и становится сильнее.
Случайные отклонения не складываются одинаково. Часть пикселей в одном кадре окажется выше среднего, в другом — ниже. После выравнивания и усреднения эти отклонения частично компенсируются. Поэтому слабые области объекта проявляются постепенно, а не одним кадром.
Правило квадратного корня
Для N сопоставимых кадров отношение сигнал/шум приблизительно растёт как квадратный корень из N: SNR₂ / SNR₁ ≈ √N. Здесь N не имеет единиц: это число пригодных кадров с близкой экспозицией, чувствительностью и качеством фона.
Например, серия из 4 одинаковых кадров даёт приблизительно в 2 раза лучшее отношение сигнал/шум по сравнению с одним кадром, потому что √4 = 2. Для 16 кадров выигрыш составляет около 4 раз. Чтобы улучшить отношение сигнал/шум ещё вдвое после серии из 16 кадров, потребуется уже около 64 сопоставимых кадров. Это объясняет, почему первые часы накопления заметно меняют результат, а дальнейшее улучшение выглядит более медленным.
Почему одинаковая суммарная выдержка не всегда равнозначна
Серия должна быть однородной. Если часть кадров снята при ярком фоне, дымке, сильной Луне или с заметно ухудшившейся прозрачностью, она приносит меньше полезной информации. Такие кадры иногда разумнее исключить, чем увеличивать ими формальное время накопления.
Калибровка также влияет на итог. Dark-кадры уменьшают вклад тёмного сигнала и горячих пикселей, flat-кадры исправляют неравномерность поля и следы пыли. В Siril калибровка light-кадров строится с применением master dark и master flat; после неё кадры выравнивают и складывают. Не следует ожидать, что простое увеличение числа необработанных кадров исправит устойчивые дефекты сенсора или градиент фона.
Как планировать серию
Сначала определите минимальное качество отдельного light-кадра: объект должен быть записан без сильного пересвета, а фон — без обрезания в тенях. Затем снимайте повторяемую серию и периодически проверяйте кадры на облака, следы спутников, резкое падение резкости и необычный фон.
В обработке сравнивайте не только итоговую длительность, но и результат после добавления очередной группы кадров. Если слабая пыль или внешние рукава галактики становятся ровнее, накопление работает. Если растёт градиент или цветной шум, сначала устраните причину в исходных кадрах и калибровке.
Короткая памятка
- Снимайте серию с одинаковыми основными настройками
- Отбраковывайте кадры с облаками и выраженными артефактами
- Калибруйте light-кадры перед сложением
- Оценивайте прирост по качеству фона, а не только по времени
Источники и дальнейшее чтение
Справочные материалы, использованные при подготовке. Для действий с конкретным прибором сверяйтесь с его инструкцией.