在這部分裡你會學到：
>多層亮度圖層
>影象校正
>恆星處理技術
>窄帶攝影
在最後一部分中我們介紹一些處理深空天體照片的高階技術。首先介紹一種稱為多層亮度圖層的技術，可以處理多種顏色和提取細節。
拍攝深空天體的裝置有很多優點不提，但主要的問題之一就是噪聲。所以我們會討論影象校正技術。這個名詞是一些列操作的總稱，可以降低光學上的各種缺陷和數字噪聲的影響。校正技術是深空影象處理中較複雜的部分，但我們將教你怎樣簡單又高效地掌握。然後我們再介紹一下恆星的處理技術，恆星的處理是檢驗你的光學質量、赤道儀甚至處理技術的良好標杆。如果有哪一項不好，你的影象中星的形狀也就不好。幸運的是有一些方法能夠修復較差的恆星形狀，我們會介紹集中最常用的方法。最後，我們再看看窄帶攝影，這是一種驚豔的、高階的、顛覆深空天體印象的技術。
不管你對深空天體攝影的興趣如何，我們希望你能從其中學到感興趣的東西並改進你的影象處理技術。
重要的軟體
Photoshop：Photoshop一直是市場上最好的圖形編輯軟體，但是價格昂貴。如果你買不起，也可以使用精簡版的Photoshop Elements，功能也足夠用了。對於天朝公民來說，你可以無視這話。
GIMP：是“GNU影象控制程式”的縮寫，也是一款以圖層為基礎的強大的編輯器。和上面兩款不同的是它是免費的，支援各種作業系統，還有大量的外掛庫。
DeepSkyStacker：如果你對影象校正技術一頭霧水，就用這個軟體吧。免費版的軟體就足夠用了。
方法/步驟
多層亮度圖層
一幅影象可以分解為顏色資訊和亮度資訊。亮度是提供細節資訊的至關重要一層。如果你是用的單色相機和濾光片拍攝，顏色資訊通常由R、G、B三色濾鏡得到，再加上一個L亮度濾鏡拍攝的結果，合成所謂的LRGB影象。
RGB三色影象通過貼上到一個空白RGB影象的相應顏色的通道里來實現合成。L影象新增到一個獨立的圖層中，並把圖層混合模式設為“明度”。L濾鏡看上去就是透明的，它容許所有可見光通過，濾除掉紅外和紫外光。
這種處理方法的一個問題是，和亮度資訊的銳利相比，顏色的細節資訊都沒有了，尤其是在顏色層和亮度層曝光不匹配的情況下。這種情況下可以用這種方法改進，即用一個LRGB影象在建立一個高質量的RGB圖層。具體方法可以增強它的飽和度，但這樣會引入更多的噪聲。
影象專家Rob Gendler突出了一種更高階的辦法，是先建立一個不完全的LRGB影象，其中L圖層的不透明度是50%。合併圖層後儲存，用這張圖替代普通的RGB顏色基礎，在其上面在放一層L圖層，L層的混合模式設為“明度”即可。這可以看作是LLRGB影象。
這種使用兩次亮度圖層的技術比普通的LRGB影象有更好顏色的飽和度和顏色的細節。當然，你沒有必要就此停手，你可以再加入一個50%的亮度層，如下圖所示，做一個LLLRGB影象。飽和度會被進一度增強，最終形成顏色豐富且細節對比強烈的深空影象。
影象校正
數碼攝影的致命缺點就是噪聲。噪聲有好幾個來源，本質上噪聲就是不該出現在那裡的“東西”。大多數噪聲來自於CCD晶片本身的特性，也有一些來自於別的地方，比如說光學系統。
降低噪聲的影響可以通過拍攝如下一些校正影象，然後和亮幀做一些數字處理來實現。DeepSkyStacker之類的軟體可以自動做這些事情。“亮幀”指的就是普通的目標影象，這麼叫是為了和其他各種校正幀區別，比如“暗幀”。
暗幀（或暗場、暗流，上圖）——去除靜態噪聲
靜態噪聲，或“可預測”噪聲，出現在固定的地方。可以通過拍攝暗幀，用亮幀減去暗幀去除。靜態噪聲和溫度還有曝光時間有關。因此暗幀要在拍攝亮幀的空檔時間拍攝，以保證溫度大致相同。拍攝時，蓋上鏡頭蓋，使用和亮幀相同的曝光時間和ISO。暗幀中也包括隨機噪聲（見下面“疊加”），所以應該多拍攝幾張暗幀疊加成一張。
疊加（上圖）——去除隨機噪聲
隨機噪聲，或“不可預測”噪聲，是熱產生的背景噪聲。在展開色階獲得影象細節時，也會產生隨機噪聲。解決辦法是拍攝多張亮幀，曝光時間和ISO要相同，然後疊加。拍攝的數量也多，去除噪聲的效果越好，可以認為噪聲降低了“疊加張數的平方根”倍。因此疊加4張就能使噪聲減半，9張降低三倍。
平場（上圖）——去除光學缺陷
光學缺陷包括灰塵的影響和漸暈引起的四周變暗的效果。拍攝平常可以解決問題。拍攝方法是，保持焦距和安裝的角度不變，指向一個均勻的光源拍攝（如日出前西方的天空或均勻照亮的白牆等）。曝光量可以參考直方圖，使直方圖的“主峰”位於50-75%的位置，ISO設到最低。拍攝多張平場疊加，合成一張平場。
其它（上圖）——去除熱點和其它
其它校正幀包括偏置（或本底），如上圖，還包括平場暗幀。拍攝偏置時要蓋上鏡頭蓋，曝光時間設為最短。偏置校正的是零曝光時間下，畫素的初始值。平場暗幀在平場拍攝完之後拍，保持和平場的曝光時間和ISO相同，鏡頭蓋也要蓋上。它們修正的是平場的靜態噪聲。
第一步：在DeepSkyStacker中點選“Open picture files”載入亮幀，點選下方的各行載入各種校正幀。
第二步：你可以把不同晚上拍攝的影象載入到不同的group中，偏置幀應該載入到Main group。
第三步：預覽一下每一張亮幀，如果需要的話可以用右上角的亮度調節工具，這不影響疊加過程。
第四步：你可以單獨勾選你需要疊加的影象。如果需要疊加所有，可以點選“Check all”選項。點選“Register checked pictures”（登記勾選的照片），然後勾選“Automatic detection of hot pixels”（自動檢測熱畫素）和“Stack after registering”（登記完疊加），點OK。會出現一個選項視窗。
第五步：點“stacking mode”（疊加模式），選擇“Standard”（標準），然後點“Alignment method”（對齊方法），選擇“Automatic”（自動）。最後點OK。等待吧。結束後，會顯示出一張最終的影象。這張影象還要在Photoshop裡進一步處理。點選“Save picture to file”儲存結果。
第六步：要處理不同時段的照片，可以通過“Save the file list”將檔案列表存下來。完成後點選“Batch stacking”載入你的列表，就可以自動批處理了。
恆星處理技術——四種修復星像的方法
恆星是很脆弱的，赤道儀的不穩定、跟蹤誤差和光學系統的質量都會導致星像變形。有幾種方法可以修復星像。
一種最簡單的方法能夠修復輕微變長的星像。複製圖層，混合模式設為“變暗”，將上面的圖層向星像變長的方向輕輕移動，星像就能再次恢復圓形。這種方法容易引入噪聲。
上圖：修復星像輕微拖長
這種方法可以修復嚴重畸形的星像，適合由風吹或者跟蹤不好導致的星像變形。使用時需要在一顆沒有飽和的星像周圍畫一個矩形，然後在IRIS命令視窗輸入“RL 15 0”回車，意思是執行Richardson-Lucy反捲積15次。最後輸入“Gauss2 .7”回車，能夠去除上步操作帶來的噪聲。
上圖：R-L反捲積法修復星像
第三種方法是使用Photoshop或者GIMP修復模糊的星像，複製圖層，在上層做一次高通濾波（Photoshop中在濾鏡–其它–高反差保留），這時影象變成了灰色背景上的銳化了的星像。將圖層模式設為“疊加”即可。
上圖：高通濾波銳化星像
最後一種方法是為了分開重疊在一起的兩顆星像。在Photoshop中開啟影象，建立一個曲線調整圖層（圖層–新建調整圖層–曲線），在蒙板上右鍵選擇“刪除圖層蒙板”。
選擇影象層，用魔棒工具（取消“連續”複選框，容差設為60）選取較亮的那顆星。做4個畫素的羽化。然後選擇曲線調整圖層，將選區設為圖層蒙版（圖層–圖層蒙版–隱藏選區）。此時，曲線調整圖層控制的是除了這個星像之外的區域。選擇影象層，載入選區（選擇–載入選區），然後反選（選擇–反向）。建立一個新的曲線調整圖層，命名為Stars，選區會自動被認為是個圖層蒙版。調整曲線，就會改變星像，向上調會變大變柔，向下調會變小變銳。
上圖：調整圖層技術修復星像
增強恆星顏色——挽救過曝恆星的顏色
仔細看照片中的亮星，很有可能是白色的，因為長時間曝光下，亮星飽和了。要想拍到星的顏色，唯一的方法是縮短曝光量，然而這樣的話暗星又拍不到了。
幸運的是，即使星過曝了，在星的邊緣，仍然有一圈帶顏色的畫素，保留了星的顏色。按照下面的步驟做，你就能還原夜空的本色，你能把恆星本來的顏色還原，創造出微妙而又真實的結果。
第一步：開啟照片，放大仔細看星周圍帶顏色的環，這就是我們要重造的顏色。
第二步：用魔棒工具（設定不連續，容差60）點選星的中間部位。
第三步：將選區擴充套件幾個畫素，包含整個星像，包括帶顏色的環。
第四步：將選區羽化幾個畫素，複製選中的星像，貼上到一個新圖層。
第五步：將新圖層飽和度設定到95，做一次1個畫素左右的高斯模糊。嘗試不同的值，選一個最好的效果。
第六步：混合模式設為“顏色”，調整不透明度，到滿意為止，最後合併圖層。
窄帶攝影
窄帶攝影是一種很流行的方法，能夠展現深空天體戲劇性的結構，對科研也有一定意義。使用窄帶濾光片拍攝時，只有很小波長範圍的光線通過，這個範圍就是濾光片的頻寬，深空天體用的窄帶濾光片的典型頻寬在10nm到100nm之間。
窄帶濾光片的中心波長是精心設計的，它們和最強的發射線的波長是一樣的，比如H-α。濾光片的名字也是以發射線的名字命名的。因此濾光片只選擇特定原子發射的光線通過，而濾掉其他所有的光線。這意味著窄帶攝影也可以免除光汙染的影響。
窄帶濾光片拍攝的照片可以用來合成偽彩色的影象，就像用RGB濾光片合成RGB真彩色影象一樣。合成的方法有很多，有的方法合成的色彩更真實一些。
將S-II、H-α、和O-III窄帶濾光片的影象替代R、G、B，就能得到波長順序正確的影象。理想情況下，你應該調整每個通道的色階，使它們的直方圖範圍差不多。要想得到更好的效果，應該用33%的S-II和H-α影象作為紅色，O-III作為綠色，33%的H-α和O-III作為藍色，這樣的結果和傳統的RGB顏色最相似。還有很多其他的合成方法。有一種雙色窄帶攝影法，只用兩種窄帶濾光片合成最後的彩色照片，既節省拍攝時間，又節約成本。因為很多天體沒有藍色發射線，所以H-α作為紅色，O-III作為藍色和綠色的組合就OK了。
濾鏡種類簡介
H-α：氫-α，656.28nm，是星雲和星系中電離氫的波長。有不同頻寬的濾鏡，單反相機可使用頻寬寬的，CCD和單反該機可使用頻寬窄的。
S-II：硫-II，671.6nm和673.1nm，是星雲中常見的硫的波長，通常只有CCD和單反該機使用。
O-III：氧-III，495.9nm和500.9nm，是氧的發射線波長，拍攝行星狀星雲和超新星遺蹟時有用，單反和CCD都能使用。
H-β：氫-β，486.1nm，通過藍光，只有特定的天體需要，像馬頭星雲。單反和CCD都能使用。
哈勃調色盤
哈勃太空望遠鏡拍攝的全綵色照片是由窄帶濾鏡合成的。可以用S-II、H-α和O-III的影象製作出來哈勃影象的效果。
每個通道的色階形狀和範圍都應調到差不多。這種合成法的一個副作用就是星的顏色會呈洋紅色。這可以通過降低洋紅色的飽和度來改善，因為影象中只有恆星是呈洋紅色的。然後按照下面的步驟做，就能製造出哈勃效果來。
第一步：按照波長順序，使用S-II作為紅色、H-α作為綠色、O-III作為藍色通道。開啟色階，調整R、G、B三色通道的色階，使它們的直方圖基本重合。
第二步：複製圖層，使用可選顏色工具（影象–調整–可選顏色），從顏色列表裡選擇綠色。然後將青色調到-100%，洋紅調到-25%，這樣就把綠色調成了黃色。然後，再選擇黃色，將青色調到-100%，洋紅調到+25%。
第三步：還用可選顏色工具，選擇青色，將黃色調到-100%，點選OK。再次開啟可選顏色，選擇青色，將洋紅調到-25%，點選OK。你可以降低洋紅色的飽和度，讓星看起來更自然。
總結：
希望你能喜歡我們這四部分影象處理課程，學習到影象處理的主要技巧。做好影象處理，實踐和經驗很重要。要能知道什麼樣的照片用什麼樣的技術去處理。影象處理很重要，也很有趣，你能通過很多方法，將你的天文照片處理的比原來強百倍，是多麼激動人心。當你看到平淡無奇的圖片處理出很多細節，那處理的過程體驗就很美妙。當然，別被衝動衝昏頭腦，保持清醒，適可而止也很重要。
真心希望我們講的內容能助你天文攝影一臂之力，期待你的好作品。