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19/7/10 - DJ:

OpenFITS: Los colores de la remanente

T.E.L: 4 min. 29 seg.


Comenzamos el tutorial sobre procesamiento de imágenes astronómicas usando archivos FITS, luego de la introducción ya realizada. Se trata de un paso-a-paso creado por el Observatorio de rayos-X Chandra dentro del marco de su proyecto openFITS.


La primera parte de este tutorial fue una introducción.
En esta segunda parte crearemos una imagen de tres colores de Cas A.
1-Descargar los archivos FITS:
Para eso los podemos obtener de:
http://chandra.harvard.edu/photo/openFITS/casa.html
Cada archivo es de unos 4 MB.
Cada archivo representa algo distinto del objeto ya que las imágenes corresponden a diferentes filtros para rayos-X blandos, medios y duros.
Aunque las tres imágenes se ven en blanco y negro, en este proceso lograremos crear una imagen a todo color.

2-Abrimos GIMP y cambiamos a RGB
a. Archivo ->Abrir como capas...y seleccionamos los tres archivos que acabamos de descargar.
b. Notar que los parámetros predeterminadaos en la caja de diálogo "Cargar archivo FITS" debería funcionar bien para este ejemplo.
c. Deberíamos ver tres capas en la caja de capas, una titulada "Fondo" y dos capas cuyos nombres corresponden a los nombres de los archivos.
d. Para simplificar, sería bueno renombrar esas capas ahora, haciéndoles doble click en el nombre de cada capa. Empezando de abajo a arriba, llamémoslas "blandos", "medios", y "duros" para que correspondan a las bandas de rayos-X presentadas (blandos para el archivo de 0.5-1.5 keV, duros para el de 4.0-6.0 keV).
e. Las imágenes abiertas están en escala de grises y necesitarán ser cambiadas a RGB (rojo, verde, azul) para colorizar las capas. Lo hacemos en Imagen->Modo->RGB.

tutorial2


3-Cambiar cada modo capa a pantalla
a. Cuando abrimos los archivos en capas, sólo la capa más alta es visible. Necesitamos ajustar el modo capa para permitir que cada una se junte con las otras.
b. El modo pantalla aplica una función a cad píxel de cada capa de la imagen. La función sustrae 255 de cada píxel, multiplica múltiples capas de píxeles juntos, divide por 255 y luego sustrae 255 del valor resultante. La nueva imagen es una combinación lineal de los píxeles de cada capa.
c. Podemos activar el modo pantalla para cada capa al seleccionar la capa en la caja de diálogo y pulsar Modo, que desplegará un menú en el cual podremos seleccionar Pantalla.
d. Hagamos esto para cada capa y notaremos cómo se ilumina la imagen al hacerlo.
(La caja de diálogo de capas debería estar arriba a la derecha. Si no la vemos, podemos hacer Ctrl+L).

tutorial3


4-Ajustar niveles
a. La primera visión de la imagen es muy oscura. Aunque GIMP automáticamente reescala los datos FITS, la imagen sigue necesitando ajustar los niveles de los píxeles.
b-Empecemos con la capa superior y apaguemos las capas debajo. Para hacerlo pulsamos el ícono de ojo a la izquierda de las otras capas.
c-Abrimos el cuadro de diálogo Niveles al seleccionar Colores->Niveles y ajustemos líbremente los pequeños triángulos debajo del histograma, donde dice Niveles de entrada.
d-Típicamente ajustaríamos sólo el gamma de cada capa al ajustar sólo el triángulo o deslizador del medio a la derecha o izquierda, dependiendo de cuánto queramos ajustar el nivel.
e-Repitamos el proceso para las dos restantes capas hasta estar conformes con el resultado.
f-El truco con el ajuste de niveles a este nivel es traer los detalles más difusos en el objeto, pero minimizando la cantidad de "ruido" de fondo en la imagen. Juguemos un rato con los triángulos o deslizadores y veamos cómo sutiles cambios en los niveles afectan la imagen.

tutorial4


5-Aplicar algoritmo de suavizado
a. En este punto empezamos a ver una imagen linda desarrollándose en la pantalla, pero notaremos mucho ruido pixelizado en las regiones más oscuras. Aquí es donde un buen algoritmo de suavizado puede realmente llevar la imagen a otro nivel.
b. Trabajando con cada capa individual como hicimos antes, seleccionamos el algoritmo de suavizado que se halla en Filtros->GMIC...->Enhancement->Anisotropic Smoothing.
c. Hay muchas opciones en la ventana. Podemos jugar libremente y descubrir qué resulta. Para este caso, los parámetros predeterminados parecen producir una linda imagen suavizada. Es importante notar que el resultado de este suavizado depende fuertemente de los niveles elegidos en el paso previo.
Entre las opciones de este filtro, cuya instalación explicamos en la primera parte, existe la posibilidad de seleccionar qué capas usar para el filtro (activas, todas, las visibles) e incluso si el resultado debe aplicarse a la propia capa o a una nueva.

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6-Agregar color
a. Otra limitación de usar GIMP para una imagen de tres colores es que GIMP no usa lo que en Photoshop se conoce como "Capas de ajuste". Esas capas de ajuste permiten hacer cambios a las capas de forma no destructiva, es decir que cambia la capa misma, sino que se aplica una capa adicional para hacer los cambios. Aquí, los cambios se aplicarán directamente en la capa original y luego de que el archivo es guardado y cerrado no se podrá deshacer. Una forma de evitar esto es duplicar las capas originales y hacer todo el trabajo en los duplicados y así poder volver atrás si es necesario.
b. Para aplicar color a las capas, trabajaremos desde la capa inferior, con la capa de menor energía. Seleccionamos la capa y luego vamos a Colores->Colorear. En este ejemplo le daremos colores rojo, verde y azul a las capas de energía baja, media y alta, respectivamente. Así, para esta capa, la haremos roja. Notaremos que al correr la barra de Tono de izquierda a derecha, los números se incrementan de 0 a 360. Eso es porque el Tono es traído directamente de la rueda de color, una representación de 360 grados del espectro de luz visible (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta). El rojo corresponde a 0 grados en el selector de Tono.
c. Para tener un color rico que no sobre sature al combinar con las otras capas, usaremos el valor de Saturación de 100 con un valor de luninosidad de -50.

Hacemos lo mismo con las otras capas, coloreando a verde y azul y respetando los valores antes recomendados para saturación y lumnosidad.
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7-Los toques finales
a. Ahora que añadimos color, la imagen va tomando forma. Pero todavía podemos hacer algo más.
b. En este punto podemos ser creativos y explorar las varias herramientas dentro de GIMP para traer más color y brillo a la imagen.
c. En el ejemplo debajo, se realizó otra ronda de edición de niveles de las tres capas y luego se unieron usando Imagen->Combinar Capas Visibles.
Luego se usó la opción Colores->Curvas.
d. Con la práctica tendremos más confianza y desarrollaremos la intuición sobre lo que podemos hacer para crear nuestras propias imágenes.

La imagen que da comienzo a este post es mi resultado final.
Podemos comparar nuestro resultado con algunas de las imágenes generadas de Cassiopeia A por Chandra.

Luego de escribir este tutorial, volví a seguir cada paso para crear este video:

Video: Crear imágenes astronómicas

http://www.youtube.com/watch?v=X-dQ-osfl8U


Habrá una tercera parte con un segundo tutorial, esta vez para crear una imagen de la Nebulosa del Cangrejo.

Fuentes y links relacionados



Sobre las imágenes

  • Capturas de pantalla propias usando GIMP.


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