深空天体影像处理

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叠加之后的线性照片包含了丰富的天体信息，但线性文件与人眼的视觉习惯不符，再加上显示器对单种颜色（R、G、B）只能以8位输出，而刚叠出的TIFF文件为16位，所以人眼对线性图片很不适应，感觉就是一片黑暗。所以，需要对图像进行拉伸，让它更适合人眼欣赏。将线性文件进行拉伸，因其有些类似于将胶卷冲洗、显影出来，所以它的英文（Digital Development，缩写是DDP）或可以直译成“数字冲洗”或“数字显影”。

下面介绍在三种图像处理软件中的DDP处理步骤。这三种软件分别为Photoshop（PS）、MaximDL（MDL）和Images Plus（IP）。

在此之前，有一些细节问题需要注意。首先，进行拉伸的时候，要注意RGB的任何通道都不要将天体的信息拉伸到“饱和”，使用Photoshop中的滴管工具去检测时，不要使色彩值变成0或者255。其次，你在处理前需要做的依然是校准显示器。校准显示器需要借助灰度尺，校准原则是通过调节显示器的亮度和对比度。第一步，使灰度尺的每一阶都能被分解开；第二步，继续调整使灰度尺最深的第1、2阶在视觉上能尽量靠近，就是说它们几乎一样黑，但是要保证1、2阶仍然能用肉眼依稀分开。这个调校相对来说有些主观。

DDP之前

DDP之后

DDP过程就是将线性图像中隐藏着的星云像冲胶卷一样“冲”出来。图中星云为M45（昴星团），使用信达P150F5反射镜。

用Photoshop拉伸

我们以猎户座大星云（M42）为例，看如何用Photoshop（PS）软件对照片进行拉伸。

用PS打开刚叠加好的线性TIF文件。要注意一下背景上的色值，深空天体照片在没有云气的背景上，天色应该是深灰色的（就是说RGB的三色数值比例应该接近于1：1：1）。

首先，初步对背景色彩平衡进行修正。要注意的是，如果按照我们以前介绍的通过Deepsky Stacker软件的设置来叠加图片，叠加好的线性文件的背景颜色应当是中性的。

第二步，通过“滴管”在无云气位置设置取样点（判断是否存在云气，可复制一个图层并进行极剧烈的色阶拉伸来预览）。星空的背景应当是中性的灰色，如果的确是中性，那么这一步色平衡的初校正可以跳过。

第三步，再次分析这张照片。星云核心有可能因为原图曝光过度已经陷于饱和，不过这个可以不管，因为我们现在的目标是拉伸出星云暗部的云气，因此选择移动“色阶”上中间的箭头。为了避免一次调整过度，最好循序渐进，可以采取相同的值连续做4次，每次数值是1.35。由于曝光及不同天体本身的属性不同，拉伸的数值可能需要尝试摸索，但向左推动中间箭头的方法是不会变的。

第四步，将最左边的箭头向右推，将图像信息展开。注意处理时在红线处留一点余量，方便下一步的处理（基本上对于任何天体，一般留10个数值，这10个单位的空缺将一直伴随DDP之后的处理步骤，直到获得最终的图像）。

第五步，再做一次“曲线”来调整图像明暗均衡，这也可以带出更多暗部的云气。

最后，将最暗部的冗余信息除去。

至此，PS中的DDP处理就完成了。对于要求不很高的场合，处理到此就可以结束。

从箭头1看出，背景上红色明显偏重。故打开“色阶”进行操作：分别在RGB这三种颜色的通道拉动3、4号箭头，可以使“色阶”上的信息进行平移而不是被压缩。注意两者要配合，如果加大3的值，则4的值要相应减小。最后处理得到的RGB色值相同。

将图像信息展开后，在红线处留一点余量。一般留10个数值，这10个单位的空缺将一直伴随DDP之后的所有处理步骤，直到最终出图为止。

用MaximDL拉伸

MaximDL（MDL）是一款强大的软件，具备了图像校准、多通道合成等各种图像处理功能，还包含相机控制、自动导星、天体测光等功能。但是由于在图像的校准、叠合方面，Deepsky Stacker（DSS）相对好上手得多，所以校准、叠合的工作通常是交给DSS完成，而MaximDL则可以用来拉伸图像。

仍以本文开头的天体M45图像为例。MaximDL内的DDP功能位于“Filter”菜单下。在选择“Digital Development”之前，我们需要先点击“Filter”菜单下的第1项“Kernel Filters”。在弹出界面后，勾选数字1处的“User Filter”，然后点击后面的“set”。在弹出的矩阵界面上，将红圈内的中央数值设为1，其余数值设为0。这是使用DDP功能之前的预设，一定要照此数值设置来做。

接下来进行DDP处理。首先，在“Digital Development”的设置窗口中，只需关注“DDP Parameters”的内容，“Background”下的数值是用来过滤亮度的，低于设置亮度的信息将会被拉伸成0，因此这个数值如果设得过高，会导致细节丢失，将照片背景变得一片黑暗。“Mid-level”是一个用来“剖开”图像的指标，图像中低于设定数值的信息会被强烈地拉伸，而高于这个数值的信息则会被保护起来，避免拉伸过度产生饱和，类似于PS里“曲线”的作用。所以，之前所说的在PS中做DDP，是可以通过制造这样一个“曲线”线形来达到更快的效果的。

第二步，推动预览窗口的拉伸三角，就可以对照片做拉伸（即使错按了保存，该操作也不会被作用于图像）。

第三步，接下来点击图中1的图标（信息窗口），再将鼠标指针滑到照片边缘没有星云的暗处进行双击，然后注意信息窗口红颜色框2内的信息，其中第1行是背景的平均值，第2行是该区域的标准差。例如，图中的读数“Bgd Avg”为1719.553，“Bgd Dev”为35.380。我们要利用这两个数值来确定DDP的“Background”数值设为多少。将背景均值减去5倍的标准差，即1719-5×35=1544，最后把1544这个数值填到“Background”下面的框里即可。

第四步，定好“Background”数值之后，再来确定“Mid-level”的数值，这次选择勾选数值框下的“Mouse”，然后在其云气的暗部双击。完成这步后按“OK”，DDP步骤到此即完成。

第五步，点“OK”后将预览窗口的红绿小箭头拉到两头，即可观察DDP作用于图像后的实际效果。如果不满意，只需要修改“Midlevel”数值即可。

最后，在完成DDP之后，将图像保存为16位的TIF格式文件。然后在PS里打开它。打开“色阶”窗口，将最左边的箭头向右推，推到距离暗部信息大约10个～15个数值的位置处按“确定”。

在弹出的矩阵界面上，将红圈内的数值设为1，其余设为0。一定要照此数值设置来做。

推动预览压缩的窗口可以对照片做压缩

从图中可以看读出，“Bgd Avg”为1719.553，“Bgd Dev”为 35.380。我们要利用这两个数值来确定DDP的“Background”数值设为多少。将背景均值减去5倍的标准差，即1719－5×35=1544，1544就是“Background”的数值。

预览窗口的红绿小箭头拉到两头，即可观察DDP作用于图像后的实际效果。若不满意，只需要修改“Mid-level”数值即可。

DDP设置出现错误的情况。上：通过预览窗口可以注意到，红颜色小箭头和白颜色的图像信息分布之间已经没有任何间隔，就是说图像暗部已经有信息被切掉了，如果遇见这样的情况，需要降低Background的设置数值再试；下：调整合适的直方图，即红色箭头往右到信息分布依然留有余地。

用Images Plus方法进行DDP设置。先向左拽箭头1，越往左图像会被拉伸得越剧烈，深空天体的暗部也会改变越剧烈。在1调整到位后再向右拉2，直到图像的背景看起来呈现深灰为止。

用Images Plus拉伸

使用Images Plus（IP）软件的DDP功能会方便得多，但这个软件是需要购买的。IP的DDP相对于MDL和PS来说，更加灵活。下面以马头星云的照片为例来介绍处理步骤。

首先，点击“OPEN”，打开刚叠合出来的线性16位TIF文件。然后依次按照“Color”、“Brightness Levels and Curves”、“Digital Development”的顺序打开程序。

第二步，在点开程序后弹出的框内，先向左拽箭头1，越往左图像会被拉伸得越剧烈，深空天体的暗部也会改变越剧烈，当然，过度拉伸也会使噪声看起来异常严重。

第三步，在1调整到位后再向右拉2，直到图像的背景看起来呈现深灰为止，注意这里宁可推动箭头2把背景补偿得过度一些，就是让图像看起来更灰一些，因为这样可以彻底避免图像的暗部信息被切掉。

最后，完成拉伸后保存文件。

以上介绍了使用三种不同软件实现DDP的方法。在图像拉伸过程中，深空天体的影像处理过程变得有“弹性”，每个操作者的不同审美取向、不同风格就会发挥作用。不过我们还是要强调“自然”这个主题，自然的核心在于“平衡”，即颜色的平衡、反差的平衡，以及图像各种频率信息的平衡。这三种平衡将贯穿影响图像处理的全部过程。