Resynthetisierung des Blaukanals in Photoshop und Gimp
bei Webcam-Astroaufnahmen


von
Christian Ahlers
Update 25.03.2004


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Vorwort:


Der Vorteil der hier beschriebenen Methode liegt darin dass der synthetisierte Blaukanal sauberer und verzerrungsfreier ist als der originale Blaukanal, so wie er von der Webcam kommt. Ich bin auf diese Methode gekommen weil ein Vereinskollege mal erwähnte dass die Webcam zur Datenreduktion nur den roten und den grünen Farbkanal überträgt, und den blauen Farbkanal dann aus der Differenz dieser beiden Kanäle bildet. Tatsächlich stimmt das nicht, aber obwohl die Kamera alle Farbkanäle überträgt kann diese Methode helfen einen durch falschen Weißabgleich zerstörten Blaukanal zu "Restaurieren". Und ohne diese falsche Annahme wäre dieses Tutorial wohl nie entstanden ;-)
Wenn man Planeten aufnehmen möchte die relativ tief am Himmel stehen (oder den Mond) werden die Farbkanäle durch die Atmosphäre unserer Erde gegeneinander verschoben und teilweise verzerrt. Ebenso wird der Blaukanal bei Aufnahme durch einen Fraunhofer Refraktor mehr oder weniger stark verzerrt bzw. unscharf.

Das sieht dann oftmals so aus: (Blaukanal einer Planetenaufnahme)



Und hier zwei Resultatbilder. Links wurden einfach alle Farbkanäle
so gut wie möglich zueinander passend verschoben.
Rechts wurde die nachfolgende Prozedur verwendet.

       
Was beim linken Bild sofort auffällt ist der blaue Saum um die weisse Polkappe des Mars, der hier eigentlich nichts zu suchen hat und der durch die Doppelkonturen im Blaukanal zustande kommt. Bei dem Rechten Bild ist dieses Artefakt fast nicht mehr vorhanden.



Also los gehts mit der Bearbeitung in Photoshop:

Als erstes wird das Bild in Photoshop geöffnet. In den meisten Fällen sehen die unkorrigieren Aufnahmen wie in diesem ersten Beispielbild aus, hier sind alle Farben gegeneinander verschoben.
 Wenn ausser dem Bild noch eine Hintergrundebene existiert sollte zunächst das Bild auf die Hintergrundebene reduziert werden. Danach wechselt man in die Kanalansicht.

Hier vergleicht man die Lage des Rot - und des Grünkanals zueinander:
     
Sollten die Kanäle zueinander verschoben sein muss das "Verschieben Werkzeug" ausgewählt werden:

Dann einen der beiden Kanäle auswählen und mit den Cursortasten der PC-Tastatur den Farbkanal so lange verschieben bis dieser deckungsgleich ist mit dem anderen. Am besten schaltet man zum feinjustieren nach jedem verschieben zwischen den Kanälen hin und her um deren Lage zueinander zu überprüfen.


Wenn Rot- und Grünkanal deckungsgleich sind kann man den Menüpunkt Kanalberechnungen auswählen:
hier stellt man folgendes ein:
(Als Quelle1 und 2 sollte natürlich das zu bearbeitende Bild eingestellt sein, die Reihenfolge ist zu beachten!)

Nach dem Klick auf OK sollte in der Kanalansicht ein weiterer Kanal erscheinen:

Das ist im Prinzip schon der neue Blaukanal. Dieser wird nun markiert (Alles Markieren - Tastatur STRG-A) und kopiert (STRG-C). Dann wird der Blaukanal ausgewählt und mit dem neuen getauscht (Einfügen - STRG-V). Danach sollte noch der überflüssige Kanal "Alpha 1" gelöscht werden (Rechte Maustaste auf den Kanal -> Kanal löschen).


Der letzte Arbeitsschritt besteht daraus den synthetisierten Blaukanal anzupassen. Dafür zunächst wieder den RGB-Kanal aktivieren, damit man das Bild farbig sehen kann. Zunächst sollte das Bild etwas gelbstichig aussehen, weil der neue Blaukanal noch etwas zu schwach ist. Jetzt öffnet man die "Tonwertkorrektur" (STRG-L) und wählt als Kanal den Blaukanal. Dann schiebt man den rechten Schieberegler (siehe Markierung im unteren Bild) so weit nach links bis das Bild annähernd den richtigen Farbton hat.

Sollten die Farben noch nicht ganz passen kann man noch die anderen Farbkanäle mit der Tonwertkorrektur anpassen, hier ist etwas experimentieren gefragt. (Auch ruhig mal den mittleren Schieberegler ausprobieren.. :-)
Beim letzen Bild wurde lediglich noch in der Tonwertkorrektur für den Rotkanal der rechte Schieberegler leicht nach links justiert, also der Rotkanal wurde etwas aufgehellt.


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Hier die Beschreibung für das Freeware-Bildbearbeitungsprogramm Gimp:

Zunächst wird das zu bearbeitende Bild in Gimp geöffnet. Als nächstes wird das Menü mit einem Rechtsklick auf das Bild geöffnet. Dann wählt man unter "Filter" die Option "User Filter" aus.
Auswahl User Filter

Im User Filter Dialog gibt es drei "Registerkarten":


Wer die Filterfunktion nicht selber eintippen will kann diese auch herunterladen:
Filtereinstellungen - Blausynth.zip
Die Datei aus dem ZIP-File BlauSynthV1.2.ffl sollte in das Verzeichnis "userfilter" von Gimp kopiert werden. Leider scheinen nicht alle Gimp-Releases das gleiche "Userfilter"-Verzeichnis zu verwenden, hier kann man mit der Dateisuche von Windows versuchen die anderen vorgefertigten Filter von Gimp zu suchen, z.B. die "Krusty's FX.ffl", wenn vorhanden.


Der Vollständigkeit halber hier ein Screenshot der Filterfunktion:
Filterfunktion
Wenn Sie die Filterfunktionen von Hand eintippen bzw. per "Copy & Paste" einsetzen möchten hier die vollständigen Funktionszeilen:

Red: src(x+(val(4,0,255)-127),y+(val(5,0,255)-127),z)*val(0,0,255)/127
Green: src(x+(val(6,0,255)-127),y+(val(7,0,255)-127),z)*val(1,0,255)/127
Blue: (((g-(r*val(3,0,20)/20))*2)*val(2,0,255)/127)
Alpha: a

Diese langen Funktionszeilen sind nötig, damit man die Farbkanäle auch gegeineinander verschieben kann, falls diese nicht deckungsgleich sind. Verschiebbar sind hier jedoch nur der Rotkanal und der Grünkanal, anders als in Giotto, wo der Rotkanal und der Blaukanal zueinander verschoben werden.

Und hier die Einstellungen der Feinkorrekturen in der "Values" - Registerkarte:
Feinkorrektur
Wenn Sie die Filterfunktionen selbst eingetippt haben sollten Sie hier noch die Schieberegler wie im Bild bezeichnet beschriften, damit man die Regler einfacher identifizieren kann.
Wichtig zu erwähnen ist noch nach Änderungen an den Filterfunktionen in der "Edit" - Registerkarte einmal auf "Values" zu wechseln und irgendeinen Schieberegler zu bewegen, weil erst dann das Vorschaubild aktualisiert wird (zumindest bei meinen beiden Gimp-Versionen notwendig).


 
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