第二部分：太陽系-進階技術
在這部分裡你會學到：
>小波銳化
>銳化和模糊
>反捲積
>自然化處理
>合成顏色
>製作動畫
這一部分仍然是處理太陽系的天體：太陽、月亮和大行星。這次要介紹更多更高級的處理工具和方法。首先學習銳化技術來增強圖像細節，同時使用模糊技術，當有的地方看起來不真實時保持整體的平衡。“真實”的定義對於呈現高質量的圖像是很重要的，我們將會討論這個問題。
大氣和望遠鏡會對成像造成一定程度的影響，這種影響可以用所謂“反捲積”的技術消除。這種高級功能通常在高端的天文圖像處理軟件中才有，但一般的圖像處理軟件通過插件，也可以實現這些功能。反捲積功能如果使用得好的話，對提升圖像細節是很有用的。
我們還將介紹怎樣縮短拍攝RGB圖像的時間，在拍攝木星和火星時，可以只拍兩種顏色即可。最後還將介紹關於動畫的製作，用Photoshop就可以製作出生動的動畫，能看到天體的運動、細節的變化，是非常有意思的。
方法/步驟
重要的軟件：
Photoshop：功能強大但價格貴。有很多插件可以使用，比如Astro Image就有反捲積的功能。
GIMP：功能簡單，免費，也有插件可以實現強大的功能。
REGISTAX：強大的免費的對齊和疊加軟件，把高幀率的AVI視頻疊加為細節突出的靜態圖像。這次將詳細研究小波銳化功能。
小波銳化——提取特定細節
小波銳化技術能夠增強圖像中特定的細節。比如你想銳化中等尺度的細節，但又不影響銳度已經很高的細節，就可以用小波銳化。反之亦然。小波銳化在很多圖像處理軟件中都有，或者通過插件都能實現。
很多人都是在Registax中第一次使用小波銳化的。通常都在疊加處理的最後一步使用小波技術增強細節。下面就逐步學習怎麼使用小波銳化功能。
上圖：Registax中小波銳化的控制界面
第一步：如果你處理好幾個AVI文件，勾選上Hold wavelet settings複選框。Waveletscheme設為Linear，Initial layer設為1，step設為0。
第二步：Wavelet filter設為Gaussian。Use linked wavelets不要勾選。點擊並按住每個滑動條的preview按鈕，看哪一個滑動條決定了真正你想銳化的細節，而不是噪聲（這幾層滑動條從上往下，依次決定從細到粗的細節，第一層基本是噪聲，最後一級基本沒有什麼細節）。
第三步：將上一步確定細節的滑塊向右移動，看效果合適就停。不要移動太多了，保持圖像自然。
第四步：滑塊上方的Denoise和Sharpen值可以調節使噪聲減少、銳化增強，調的時候要慢，如果調壞了，可以按Reset Wavelets恢復。
第五步：最後，按Do All，然後按Save image，存成16-bit PNG或TIFF格式。再存一個沒有經過小波銳化的FITS文件，以後做小波銳化使用。
第六步：如果你處理很多AVI文件，可能需要做相似的小波銳化，點擊Save scheme按鈕，將來可以導入保存的設置。
銳化和模糊——兩種看似矛盾的方法結合
銳化和模糊是圖像處理中常用的技術。在第一部分裡我們已將講了一些銳化方法，下面要講到銳化和高斯模糊結合起來使用。
乍一看，好像模糊對圖像處理沒什麼幫助，畢竟我們一直在追求最清晰、銳化的圖像，怎麼會用到模糊呢？實際上模糊處理有很多好處。
比如，模糊能夠使過於銳化的圖像恢復到自然的樣子。同樣，模糊能夠消除掉圖像本身和在做銳化過程中出現的細微的噪聲。在噪聲區域使用高斯模糊，降噪效果就很好。模糊還可以消除由各種因素引起的重複性的噪聲信號。銳化和模糊通過恰當的配合使用，對與提取細節的同時保持自然是很有幫助的。
基於圖層的圖形軟件，像Photoshop和GIMP，還提供了一種強大的調節銳化和模糊的強度的方式。通過複製一個圖層，在上面的圖層中做處理，即使做的過量了，通過調節不透明度也能很好地控制的程度。
模糊細顆粒噪聲
處理細顆粒噪聲的方法有很多。這裡做一次弱高斯模糊，來平滑木星上的細顆粒噪聲。把圖像放到全大，調節高斯模糊的程度，直到把噪聲都平滑掉。
銳化細節
細顆粒噪聲去除之後，可以做一次銳化，比如USM銳化。這樣圖像中的細節就會被銳化，同時又不用擔心噪聲被增強。如果不做模糊這一步，就做銳化，那麼噪聲也會被銳化而增強。
修復過度銳化
模糊可以使過度銳化的圖像恢復平滑而自然。首先複製圖層，在上面的圖層中做一次模糊，這時細節就基本上沒有了。然後調節上層的不透明度，使下層的銳利圖像部分透過來，調到滿意為止。
反捲積——挽救模糊變形的圖像
反捲積原理
反捲積是通過軟件處理過程反推圖像在光學路徑上扭曲的效果，使圖像恢復到原始樣子的方法。在天文攝影中，圖像的扭曲變形（或者卷積）是因為大氣抖動或者光學系統的缺陷造成的。反捲積就是反推這兩種效果。造成變形的光學過程就是點擴散函數（PSF）。
可以做反捲積的軟件有：Maxim DL, Astra image, ImagesPlus, GIMP（使用插件）, Photoshop（使用插件）,Astroart和IRIS。
反捲積類型
要想做反捲積，首先要定義PSF。如果PSF是未知的，可以做一個近似的擬合，然後看看效果如何。這稱為“盲反捲積”，對於有星的圖像更容易些，星可以看作點光源，而對於展源目標，如行星、星系、星雲，效果可能不好。最常用的兩種反捲積類型是R-L(Richardson-Lucy)反捲積和VC(Van Cittert)反捲積，當然還有其他的。不同的類型差異比較大，主要的參數就是定義PSF的形狀和執行反捲積的次數。
反捲積參數
不同軟件的反捲積功能參數不同，但主要的功能都是定義PSF的形狀。比如，高斯PSF定義了從中心向周圍平滑擴展的高斯輪廓。其他的類型可能定義的陡峭或者平滑的PSF。建議從高斯PSF做起，然後再嘗試其他的。
PSF的大小要和你想修復的細節大小相匹配。從小到大逐漸嘗試。執行的次數開始時選低點，5到10次即可，否則會耗費很長時間。
熵極大值方法
熵極大值反捲積是一種強大的恢復圖像工具。可以用來糾正跟蹤不好或者望遠鏡校準不好的情況的圖像。要想用熵極大值法處理跟蹤不好的行星圖像，要用相同的設備拍攝對一顆亮星拍攝一段AVI視頻。對齊和疊加之後，剪切星像粘貼到行星圖像的旁邊，這樣就給了熵極大值處理一個參考，即把這顆星還原成點源。
自然化處理——如何應對處理過度的圖像
有時你可能會痴迷於對圖像的處理，去掉噪聲，提取細節是這麼的容易，一激動就處理過度了。圖像處理一超過某種程度，就顯得有點譁眾取寵了。避免這種情況最好的辦法就是鍛鍊你的眼力，同時學習什麼時候用什麼工具。在錦上添花和畫蛇添足之間還是有很明顯的界線的。
杯具的是，在你連續處理了幾個小時之後，你可能都意識不到你是不是處理過度了。這時，你可以停下來，去幹點別的，過一會再回來看你處理的圖，你的第一印象是不是看起來不太自然了？如果是的話，就按下面的辦法去改善。
一種常見的問題是圖像的邊緣銳化過度了。高對比度的邊緣看起來好像有深色或淺色的兩條平行的帶。銳化蒙板（Unsharp masking）有時就會有這種副作用。
改善這種問題最常用的方法就是複製圖層，在上面的圖層做模糊處理，然後把上面圖層的不透明度改低點，比如10%到25%，就能恢復原貌。
複製圖層，降低飽和度
太豔麗或者太蒼白的顏色也會讓圖像不自然。調整整體的飽和度有可能管用，但也會帶來副作用。一個解決辦法就是複製圖層，在上面的圖層中降低飽和度。混合模式設為亮度（luminosity）。然後調節下面圖層的飽和度，就能把顏色調的正常些了。如果調出來不正常的細節，就把下面圖層做下模糊即可。上面的亮度圖層會保持原來的細節。
行星圖像也有這種“邊緣”效應，看起來很難看。添加一個蒙板可以擋住不需要的區域。將一個圖層填充成黑色，用選擇工具圈出一個和行星形狀一樣的選區，做2-4個像素的羽化，然後將之刪除，黑色的的圖層就留下了個洞，從而透過下層的行星。這個技術可以對所有行星圖像使用，當然土星稍微複雜點，還要為環單獨做一個蒙板。
合成顏色——只用兩種顏色合成，縮短拍攝時間
跟很多深空天體不一樣，一些行星拍起來不容易，因為它們自轉太快了，比如木星。如果你用單色的相機通過紅綠藍三色濾鏡拍攝的話，你必須拍三次視頻才能合成一張彩色照片。如果用時太長的話，木星、土星、火星就可能因為自轉而導致模糊。
但是，有一種方法可以讓拍攝過程更快，就是完全放棄一種顏色，而是用另外兩種顏色，製造出第三種顏色來。聽起來很刺激嗎？在拍火星和木星上，這種方法是很有效的，甚至可以以假亂真，和RGB合成的照片沒什麼區別。
第一步：拍攝紅色和藍色的行星圖像，不用拍綠色。
第二步：用你最熟的對齊疊加軟件處理拍攝的視頻，每次處理最後使用一次小波銳化。
第三步：將紅、藍兩張照片導入圖形處理軟件中，放在兩個圖層中，對齊兩個圖層，把圖層命名為紅和藍。裁剪掉對齊造成的邊緣空白。
第四步：複製紅、藍兩個圖層並放在最上面。將最上面的圖層不透明度設為50%，合併這兩個圖層，命名為綠。
第五步：創建空白RGB圖像，將剛才的紅、藍、綠圖層粘貼到新圖像的紅、綠、藍通道中。
第六步：確認所有通道都是自動激活的。然後調整色階和曲線，將圖像的色彩調真實。
製作動畫
太陽系中有些天體在很短時間內就能看出運動。火星、木星、土星就是這一類。它們自轉很快，因此表面上的細節就跟著自轉在變化著。Hα波段的太陽也是個例子，太陽表面的細節，幾分鐘甚至幾秒鐘就能看出變化來。
拍攝這些變化過程的靜止圖像，然後排列出來，也能看出來變化。但如果能做成視頻的話就更生動了，效果可能遠遠超過想象。
製作動畫的方法不少，存儲的格式也很多，最流行的格式是GIF動畫，在網絡上支持很好。另一種流行的方式是存成電影。免費的Registax能夠將處理過的靜態圖像製作成AVI視頻。
第一步當然是拍攝，拍攝時要想到需要拍多少張來製作動畫，動畫的速度，每一幀的時間。這些問題也取決於你的硬盤大小，相機的拍攝速率，圖像的大小和你要拍攝的目標或天象等等。
每段視頻拍攝30秒，每隔半分鐘拍攝一次。一個小時，可以拍60幅，覆蓋了木星1/10的自轉週期。處理這些文件不容易，即使有些批處理軟件能幫上點忙，比如AVIStack2就很擅長這個。
處理這些拍攝的AVI視頻工作有點費勁，但是一旦你處理好了這些靜止圖像，後面就好辦了。接下來有很多軟件可以用，比如AnimateGIF，Registax和很多商業軟件。Adobe ImageReady也是特別適合做這個工作。
下面的步驟是在photoshop裡做的，但是這些準備工作和對齊過程，使用很多別的動畫軟件也可以完成。
第一步：檢查每一幅圖像，看有沒有明顯太亮或太暗的，適當調整一下亮度，讓所有的圖像亮度一致。
第二步：把每一幅圖像按順序加載到每個單獨的圖層中，最靠前的圖像放在最下層。按順序給圖層命名。
第三步：隱藏除了圖層1和圖層2的其他圖層，調節圖層2的透明度，然後輕移圖層2，來對齊兩幅圖像。
第四步：重複上一步，將所有圖層對齊，每次都使用圖層1作為參考。最後裁剪掉周圍的白邊。
第五步：隱藏除了圖層1的其他圖層。選擇“窗口”菜單，選擇“動畫”，彈出動畫控制窗口。選擇frame 1，按複製幀，複製和圖像數量一樣的幀。
第六步：選擇frame2，再隱藏其他圖層，只讓圖層2可見。以此類推，就能將每個圖層填到每一幀中去。全選所有幀，設置一個合適的幀頻。最後選擇“文件”，“存儲為Web和設備所用格式”，存成GIF文件。
