lunedì 16 febbraio 2009

Tutorial Imaging Source IC Capture.AS

La Imaging Source, ditta ormai notissima ed affermatissima in campo delle riprese CCD astronomiche mette a disposizione delle proprie camere di ripresa uno strumento dedicato al solo utilizzo delle piene potenzialita' delle loro magnifiche camere astronomiche!

Tale software infatti guidera' l'astrofilo, tramite una interfaccia user-friendly ma al contempo molto corposa da digerire, alle corrette acquisizioni di filmati AVI in qualsiasi formato di compressione/colore...

Facciamo pero' un piccolo preambolo introduttivo, le camere Imaging Source, quelle dedicate all'uso astronomico marchiate con xxxx.AS, sono principalmente suddivise in 3 categorie:
-DBK(Sensore a colori, formato colore RAW Y800,BY8 ed YUYV, senza filtro IRcut built-in)

-DFK(Sensore a colori, formato colore RAW Y800,BY8 ed YUYV, con filtro IRcut built-in)
-DMK(Sensore monocromatico, senza filtro IRcut)

Le prime due serie infatti offrono la possibilita' di poter ovviare alla compressione dei singoli frame effettuate dalle classiche webcam con USB 1.1(1.0) la cui bandwidth non permetteva un flusso di dati, in fase di scrittura su disco, di tipo RAW perchè i singoli frame contenevano troppa informazione circa lo spazio dei colori che costituivano i singoli frame, rendendo ogni frame molto "pesante" in termini di bytes, quindi la webcam effettuava una semplice interpolazione del colore, interamente dall'elettronica della webcam, e produceva immagini compresse(tramite un algoritmo di codifica per diminuire la dimensione dei singoli frame) che ,in Hires si sa', a noi non piace questa compressione perche' genera artefatti,falsi colori e "bassa risoluzione"(parlando dei pixel dell'immagine compressi) in fase di elaborazione del filmato.

Con il codec RAW infatti si delega interamente la "ricostituzione" del colore o tramite questo potentissimo software in modalita' "live" cioè davanti ai nostri occhi, oppure durante la fase di elaborazione tramite i programmi registax o aviraw che effettuano la "debayerizzazione" del filmato, ottenendo quindi singoli frame non compressi di una qualita' minimamente paragonabile a quelle di una semplicissima webcam, tutto questo a discapito di un file su disco molto grande in termini di bytes!

Tornando al software IC Capture.AS, appena collegata la camera di ripresa e avviato il programma ci troveremo davanti ad una schermata che ci chiede conferma sull'hardware collegato al pc...


Osservando questa foto, nel mio caso ho settato il programma a mostrarmi tutti comandi che ci mette a disposizione per poter pilotare la camera nel modo piu' perfetto possibile, tutti questi menu' che vediamo in foto si possono aggiungere premendo il pulsante destro lasciando il cursore del mouse sulla barra degli strumenti e cliccare appunto con il tasto destro...


Ora abbiamo a disposizione molti controlli per effettuare tutto cio' che vogliamo a livello di setup della camera, come notiamo abbiamo alcuni "must" nell'inserire almeno i menu' piu' utilizzati e piu' importanti, in questo caso suggerisco di inserire, nei menu che da questo momento in poi saranno sempre presenti in IC Caputre.AS, la DEVICE BAR la RECORDING BAR la EXPOSURE BAR ed in fine la GAMMA-SHARPENSS BAR, per gli altri menu' potete fare come volete, io ad esempio li ho abilitati tutti per avere un controllo completo in fase di acquisizione del filmato, dato che personalizzo il bilanciamento del bianco in modo manuale, ma quei menu' la, che vi consiglio di inserire, sono essenzialmente sufficienti per acquisire un filmato AVI ed avere un controllo piu' che sufficiente dei parametri modificabili della camera.

Ora mettiamoci al lavoro!

Dobbiamo capire quali strumenti utilizzare per facilitarci l'acquisizione del filmato AVI, questo programma ci mette a disposizione degli strumenti incredibili che vi vado subito ad illustrare...


Inanzi tutto, ricordiamo che alcuni utenti di Imaging Source non utilizzano queste camere pilotate da software di acquisizione astronomica come K3CCD Tools, perchè quest'ultimo non fornisce un controllo "completo" delle potenzialita' della camera, e questi utenti avranno avuto sicuramente problemi su come monitorare la luminosita' in ADU dell'immagine inquadrata dalla webcam...sappiamo che K3CCD ci dava un unico valore e non 3 valori separati per ogni canale colore (R-G-B), qua, invece, IC Capture.AS ci mette a disposizione la funzione HISTOGRAM(quella in violetto) che ci mostra la luminosita' per ogni canale colore, i vecchi ADU di K3CCD praticamente si sdoppiano in 3 valori differenti...R-G-B, andiamo a capire il loro significato...

Questi istogrammi non ci mostrano un valore "numerico" ma ci mostra un grafico, come possiamo vedere questo grafico è caratterizzato da, un istogramma colorato per ogni canale colore che ci mostra la quantita' di segnale proveniente dalla camera di ripresa che inquadra l'oggetto che stiamo riprendendo(valori sull'ordinata del grafico(asse y)), e una zona di confine "gialla" che delimita la fine della curva dell'istogramma...se ci accorgiamo, sull'ascissa di questo grafico(asse x) ci accorgiamo che il range dei valori va da un minimo di 0 a un max di 255, questi sono il corrispettivo degli ADU su K3CCD, non avendo una suddivisione precisa di questo asse, dobbiamo regolarci ad occhio, onde evitare una sovraesposizione dell'oggetto osservato...

Sappiamo che l'informazione luminosa media per una giusta elaborazione varia da 170-200 ADU, il miglior valore si attesta a 180 ADU, una luminosita' che non crea ne artefatti, ne problemi di poca luminosita' in fase di elaborazione...

Quel confine "giallo" si sposta da sinistra(dall'origine del grafico) a destra all'aumentare del guadagno o all'aumento del tempo di esposizione...cioè si sposta a destra all'aumentare degli ADU e quindi sovraesponendo l'oggetto(oltre i 255 ADU) il confine "giallo" sparisce, e rimarra' solamente il segnale dell'istogramma relativo...

Stimando ,dopo molte sessioni di ripresa, il giusto valore di luminosita' equivalente ai 180 ADU, basta modificare guadagno e otturatore, a seconda del soggetto e della focale utilizzata ma anche a seconda dei filtri utilizzati, e portare il confine "giallo" a contatto con la linea riportata qua nella foto qui sotto....

Quello è il valore corrispettivo ai circa 180-190 ADU di K3CCD e consente di ottenere immagini sufficientemente luminose da non creare inconveniente in fase di elaborazione...

Tornando non a questa immagine sopra ma alla precedente, in verde è evidenziato con una freccia il menu' relativo alla RECORDING BAR, tramite questo menu' infatti possiamo settare il codec utilizzato nel filmato AVI, il nome del file di destinazione e sopratutto, tool utilissimo, il tempo di ripresa che è particolare per ogni pianeta a causa della propria velocita' di rotazione...

Se avete ad esempio una Imaging Source a colori (DBK-DFK) consiglio vivamente di utilizzare la sua potenza nel formato RAW (Y800-BY8) dato che la resa finale post-elaborazione è sbalorditiva in termini di qualita', gli altri formati sono comunque codec di interpolazione di colore compresso per evitare file di grandi dimensioni su disco etc....

Cliccando, infatti, sulla ruota dentata a destra del tipo di codec, otterremo questo menu di selezione dei codecs....

Potete selezionare tutti i codecs messi a disposizione dalla camera di ripresa, consiglio vivamente l'utilizzo di quelli per il formato RAW, se osserviamo possiamo passare da un menu all'altro sempre su questa schermata qua(quella della scelta dei codec) cliccando in alto su ADVANCED e andando a impostare la durata del filmato AVI che andremo a catturare...

Parlando invece del "debayering" cioè della ricolorazione del filmato AVI il cui codec in uso è Y800 o BY8 cioè formati RAW.

Come sappiamo, i sensori a colori sono dotati di speciali microfiltri davanti ad ogni pixel di colori rosso(R), verde(G) e blu(B), per creare il colore...questa struttura di microfiltri viene infatti detta MATRICE DI BAYER e permette al sensore di acquisire, nello stesso istante, i 3 canali R-G-B e li combina("debayerizzandolo") ottenendo l'immagine a colori finale....

Questa operazione di colorazione, se si utilizzano i formati RAW, viena detta DEBAYERIZZAZIONE, con questa operazione quindi si ottengono immagini di una qualita' eccezionale, prive di compressioni e artefatti dovuti al solo metodo di acquisizione.

Questo potente software consente di effettuare il "debayering" direttamente mentre si sta effettuando l'acquisizione oppure a post-acquisizione, questo pero' è un processo da capire a fondo...

Durante l'utilizzo del formato Y800 o BY8, se non avviene una debayerizzazione "live"(l'immagine quindi nel monitor durante la ripresa non sara' colorata, ma in bianco e nero e sara' formata da una serie di "pallini", la matrice di bayer) cioè in diretta durante l'acquisizione tramite il software IC Capture.AS, le informazioni circa il colore vengono mantenute all'interno del file AVI in modo che la colorazione(che verra' chiamata da ora interpolazione) avvenga a posteriori, dopo la fase di acquisizione, e con vari patter di interpolazione.

Invece, se si abilita la debayerizzazione "live"(l'immagine quindi nel monitor durante la ripresa sara' colorata in base al tipo di pattern di debayerizzazione), avremo nel monitor un immagine colorata, ma l'informazione del colore non è stata registrata nel filmato AVI ed è stata persa durante la debayerizzazione via IC Capture.AS...otterremo quindi un filmato in bianco e nero finale nel file AVI, tutto questo si capisce osservando la foto seguente....


La parte in rosso indica il bayern pattern di interpolazione di colore(lo schema con cui avviene la colorazione a partire dalla matrice di bayer), lo standard piu' utilizzato è il BG e usate sempre quello, la parte in marrone invece se abilitata(cliccata) indica che è abilitato il debayering via IC Capture.AS "live" ovvero vedrete l'immagine a colori sul monitor ma attenzione che il file AVI su cui andrete a scrivere i fotogrammi sara' in bianco e nero....per avere il filmato da debayerizzare con i software di elaborazione quindi dovete disabilitare il debayering di IC Capture.AS, in questo modo pero' a monitor vedrete l'immagine in bianco e nero, ma non vi preoccupate, l'informazione del colore sara' presente nel file AVI e potrete ricostruire il colore in fase di elaborazione!
Questo è tutto per un tutorial semplice e indicato a coloro che non hanno mai usato IC Capture.AS e quindi per imparare rapidamente come acquisire un filmato AVI RAW oppure con altri codecs, abilitare il debayering o meno oppure capire come si calcolano gli ADU in fase di ripresa...
Qui riporto un documento semplice per abilitare il debayering tramite registax
Qua riporto invece la teoria che c'è dietro al debayering
Ciaoo

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