Luna: stacking con Autostakkert! 3

La tecnica più utilizzata oggigiorno dagli astrofili per riprendere la Luna ad alti ingrandimenti è quella del "lucky imaging". Anzichè riprendere il nostro satellite con un singolo scatto che risentirebbe inevitabilmente dei disturbi causati dalla turbolenza atmosferica, si effettuano invece tramite una camera Cmos (un tempo anche con delle webcam modificate) o tramite la modalità video della propria fotocamera, dei filmati che consentono di raccogliere centinaia o migliaia di frame. Tramite un apposito software si effettua poi lo stacking ovvero l'unione di tuti questi frame per ottenere un'unica immagine finale mediata che è migliore dei singoli frame. In internet è possibile reperire diversi software gratuiti per effettuare lo stacking. Uno dei più celebri è Autostakkert!, giunto ormai alla versione 3 e scaricabile, come detto gratuitamente per uso privato, non commerciale da questo link.

Di seguito troverete una serie di rapide istruzioni per utilizzare Autostakkert, utili per chi si trova per la prima volta alle prese con questo software. Ho pensato di mettere in evidenza la sequenza di operazioni da fare, come rapida consultazione e poi aggiungere sotto ogni fase un breve commento esplicativo. Questo ovviamente è il procedimento con cui personalmente ritengo di avere i risultati migliori. Ciò non toglie che è sempre consigliato provare le varie impostazioni fino a trovare quelle ottimali per la propria attrezzatura ed il proprio gusto.

Iniziamo lanciando il programma. Un volta lanciato il programma si apriranno due finestre. La prima è minimale, intuitiva e compatta ed è quella che ci consente di configurare il software per l'elaborazione.

1) Selezione file da elaborare

• Clicchiamo su "Open" e selezioniamo il file che vogliamo elaborare (video oppure sequenza di immagini

Autostakkert accetta tuttu i principali formati video incluso il SER (molto usato in ambito astronomico) e con alcuni accorgimenti anche i .MOV registrati ad esempio dalle reflex Canon. In alternativa è anche possibile dare sequenze di immagini. Utile ad esempio quando in fase di fotografia si sono ripresi una sequenza di frame. Se invece volete aprire un file .mov trovate le indicazioni su come fare nell'appendice di questo piccolo articolo.

2) Selezioniamo la zona di ancoraggio posizionando il rettangolo verde.

• Con il mouse e la tastiera selezioniamo il punto di ancoraggio da utilizzare per l'elaborazione

La seconda finestra di Autostakkert ci mostra in anteprima il primo dei frame del nostro video o della nostra sequenza di immagini con sovrapposto un rettangolo verde. Per la fase di allineamento dobbiamo indicare ad Autostakkert quale è la parte del fotogramma da utilizzare come riferimento di ancoraggio per lo stacking dei frame. Questo perchè ogni singolo frame avrà delle variazioni dovute alle fluttuazioni del seeing o alle imprecisioni di inseguimento della montatura. Si consiglia di ancorare su punti centrali e ben definiti dell'immagine. La dimensione del rettangolo di ancoraggio può essere variata con i tasti da 1 a 9. Per spostare il rettangolo sarà sufficiente tenere premuto il tasto Ctrl e cliccare col mouse sul punto centrale del rettangolo di ancoraggio.

 A questo punto torniamo sulla finestra principale per impostare alcuni altri parametri prima di analizzare la nostra sequenza di frame:

3) Image stabilization.

• Image stabilization: Surface
• Improved tracking: On
• Expand

Subito sotto il pulsante "Open" troviamo le opzioni  di image stabilization. In questo specifico tutorial ci stiamo occupando dello stacking di riprese lunari per cui sceglieremo l'opzione "surface" che appunto indica ad Autostakkert che intediamo elaborare dei dettagli della superficie della Luna. Sono presenti anche altre due opzioni: improved tracking effettuerà un allineamento più accurato tra i frame, a scapito di un maggiore tempo di elaborazione. E' comunque consigliato attivare questa opzione, soprattutto se vi sono spostamenti o salti di posizione tra i vari frame. L'ultima opzione ci consente di optare per le dimensioni dell'immagine finale: "expand" farà sì che verrà prodotta l'immagine col campo più ampio possibile, anche se parte dei bordi risulterà probabilmente con meno segnale e pertanto meno definita. Con "crop" ci limiteremmo alla parte centrale e di miglior qualità dell'immagine. Personalmente consiglio di optare per expand e ritagliare l'immagine poi successivamente in base ai nostri gusti.

4) Quality estimator

• Laplace: on
• Noise: 5 o 6 (o variare in base alla qualità della ripresa)
• Local (AP): on

Questa parte della finestara ci consente ancora di impostare alcuni parametri utili al software per la stima della qualità. Una volta lanciata l'analisi infatti Autostakkert analizzerà singolarmente tutti i frame e li riordinerà in sequenza dal migliore in giù.

- Laplace: Autostakkert! 3 dispone di due metodi per la stima del rumore. Di default è consigliato utilizzare "Laplace" con una robustezza del rumore abbastanza elevata, 5 o 6 ma in caso di pessimi risultati si può tentare la rielaborazione disattivando questa opzione.

- Noise: generalmente viene consigliato di impostarlo intorno a 5 o 6. In caso di immagini sovracampionate si può anche portare il valore a 7.

- Local AP / Global: scegliamo se la qualità di un frame viene stimata solamente sul punto di allineamento locale oppure sull'intero fotogramma.

5) Analyze

• Avviamo "Analyze"

Una volta impostate tutte le opzioni possiamo avviare "Analyze" che può richiedere anche alcuni minuti per l'elaborazione. Questo dipende dal numero di frame, dalle dimensioni dei singoli frame e dalla velocità del nostro computer. Questo step provvede a stabilizzare le immagini e a riordinarle per qualità del frame. Una volta terminato il processo, sulla finestra principale ci apparirà un grafico che ci mostra la qualità stimata dal software per i vari frame. Più è stata buona la serata e l'accuratezza della nostra ripresa e maggiore sarà la parte della curva nella parte alta del quality graph. Al contempo anche la seconda finestra adesso ci mostra il frame di migliore qualità, indicandoci anche il numero sequenziale. Con il cursore nella parte alta possiamo inoltre scorrere la sequenza dei frame. Il grafico e l'anteprima ci consentono di scegliere un dato importantissimo per la prosecuzione del lavoro: quanti frame utilizzare per lo stacking. Non è infatti consigliabile fare lo stacking dell'intero filmato in quanto i frame impastati dalla turbolenza finirebbero per darci un risultato peggiore rispetto ad un'elaborazione dei soli frame migliori. E' consigliabile fare qualche tentativo per trovare le proprie impostazioni ottimali. Di solito una buona opzione può essere una qualità minima intorno al 70-75% e in ogni caso non sotto il 50%. Cliccando col puntatore del mouse sui vari punti del grafico, nella finestra secondaria ci apparirà il numero del frame (sia riordinato che sequenziale) e l'anteprima. Potremo così decidere più facilmente se la qualità del frame visualizzato è sufficiente per la nostra elaborazione o se è conveniente spostarsi più verso il lato sinistro della curva.

6) Stack options: Scelta del numero di frame da sommare nello stacking

• Inseriamo nella griglia il numero o la percentuale di frame da utilizzare per lo stacking

A questo punto ci concentriamo sulla parte destra della finestra principale, quella contrassegnata dal titolo "stack options". Scegliamo innazitutto il formato del file finale. Fit è un formato appositamente sviluppato per immagini astronomiche mentre il Tif si può considerare altrettanto buono e viene letto da tutti i software di fotoritocco.

Subito al di sotto troviamo una griglia. Qui possiamo specificare il numero di frame che vogliamo inserire nello stacking inserendone il numero assoluto (nella riga in alto) oppure in alternativa la percentuale sul totale (riga in basso). Sono presenti quattro colonne in quanto in caso di dubbi potremo far fare in automatico lo stacking di diverse quantità di frame e poi verificare dopo l'elaborazione qual è l'immagine finale migliore. Inserire troppi frame di cattiva qualità non farà altro che peggiore la nostra immagine finale.

Le quattro opzioni successive sono:

- Sharpened: oltre al file risultanto dallo stacking genera un secondo file a cui è stato applicato uno sharpening. Queta opzione è buona per farsi un'idea dei possibili risultati finali ma è sicuramente conventiente lavorare sul file privo di sharpening con software specifici per ottenere un risultato finale migliore.

- RGB Align: nel caso di riprese effettuate a colori, consente di equilibrare il colore allineando i canali R-G-B.

- Save in folders: permette di specificare una sottocartella in cui salvare i file elaborati.

- Stackname options: per avere maggiore ordine nei nostri file consente di aggiungere un'estensione personalizzata al nome.

7) Alignment points

• Ritorniamo sulla finestra secondaria, quella con l'anteprima
• Selezioniamo la grandezza degli alignment points, tra le 4 opzioni (in caso di immagine ad alta risoluzione e di buona qualità il valore più basso, altrimenti via via a salire:
• Clicchiamo su "place AP grid" per far posizionare in automatico la griglia di punti di allineamento;
• Multiscale: on;

 In questa fase dobbiamo indicare al software su quali punti effettuare l'allineamento dei vari frame. Nella colonna a sinistra esiste la possibilità di selezionare "manual draw" e disegnare manualmente i punti col mouse ma, nel caso della superficie lunare, è meglio far generare al software una griglia di aree di allineamento. Possiamo scegliere tra 4 diverse opzioni di dimensione (da 24 a 200) dei punti di allineamento. La scelta andrà fatta in base alla risoluzione e qualità dell'immagine. Se la definizione è alta e si vedono anche microcrateri possiamo scegliere il valore più basso mentre per immagini poco definite andremo man mano a salire. Tutte i punti di allineamento avranno la stessa area a meno che non attiviamo l'opzione multiscale che creerà anche dei rettangoli di dimensioni maggiori rispetto a quello selezionato. Questo è utile, soprattutto se nell'immagine vi sono aree prive di dettagli di rilievo come certi mari lunari. Un'area più grande permetterà di allineare senza problemi anche quelle zone.

8) Advanced settings & StackStack

Torniamo alla finestra principale e concentriamoci sulle opzioni in basso a destra, nelll'area chiamata "Advanced settings"

• Clicchiamo su "Stack" per elaborare l'immagine oppure attiviamo le opzioni sottodescritte

Stack è il comando che finalmente attiva lo stacking. Occorrerà attendere anche diversi minuti affinchè Autostakkert "compia il miracolo".

Le altre opzioni servono qualora volessimo ingrandire la nostra immagine. E' consigliabile soprattutto se abbiamo catturato un'immagine di piccole dimensioni ma i pro e i contro sono da valutare con attenzione in quanto un'operazione di ingrandimento del file porta ovviamente anche dei contro in termini di definizione dell'immagine. Le 2 opzioni che ci si offrono solo il resample e il drizzle.

- Drizzle: il drizzle permette l'ingrandimento di un'immagine utilizzando un algoritmo statistico che originariamente era stato sviluppato per l'Hubble Space Telescope ("variable pixel linear reconstruction"). E' consigliato utilizzarlo nel caso di un'immagine sottocampionata, ovvero ripresa ad una focale inferiore a quella massima di campionamento consigliata per il nostro setup. In tal caso si può utilizzare il drizzle 1,5x. Il 3x è invece sconsigliabile in quanto tende a creare molti artefatti (tende a "pixellare" l'immagine). Il Drizzle 1,5x invece non fa altro che effettuare il Drizzle a 3x e poi un Undersample dimezzando le dimensioni. Per ottenere risultati ottimali con questo algoritmo sarebbe opportuno che vi fosse un minimo di scostamento di posizione tra un frame e l'altro.

- Resample: il resample è il metodo più semplice per raddoppiare la dimensione dell'immagine con una buona qualità. I dati mancanti vengono calcolati dall'algoritmo per interpolazione. Questa opzione può essere effettuata anche su un'immagine singola mentre il drizzle può operare solamente su sequenze di immagini.

Una volta che l'elaborazione dello stacking sarà terminata, l'immagine finale ottenuta è solo il punto di partenza. Avremo effettuato lo stacking, ottenendo un'immagine unica migliore dei singoli frame di partenza ma bisogna adesso lavorare ancora sull'estetica: nitidezza (wavelet, deconvoluzione), contrasti, luminosità e riduzione rumore. Autostakkert non è però deputato a questo aspetto della post-produzione e occorrerà utilizzare in aggiunta uno o più altri software che avremo modo di attenzionare in futuro come Registax, Astraimage, Gimp o Photoshop.

In basso: Cassini e Vallis Alpes dopo aver fatto lo stacking e la postproduzione. La mia galleria completa di foto lunari è visitabile a questa pagina.

Considerazioni finali

Tra i software gratuiti per lo stacking delle immagini di Luna, Sole e Pianeti, oltre ad Autostakkert,  sopra trattato, ne esistono anche altri come Registax o Avistack. Questi ultimi due software però risentono ormai della loro età, non essendo aggiornati da tempo. A detta di alcuni astrofili Avistack sarebbe il software più indicato per le elaborazioni lunari mentre Autostakkert vince sui pianeti. Nel corso degli anni ho provato entrambi i software e continuo ad usarli in maniera alternata. In alcuni casi Avistack ha restituito immagini finali lievemente migliori ma quest'ultimo software risulta più lento in fase di elaborazione, meno intuitivo (sebbene possa essere settato in maniera automatica) e in alcune immagini sul terminatore ha avuto problemi di allineamento non riscontrati lavorando lo stesso file in Autostakkert. Allo stato attuale mi trovo pertanto a prediligere Autostakkert per lo stacking. Il software è stato aggiornato fino in tempi recenti, permettendogli la possibilità di sfruttare a pieno i processori a 64 bit. L'autore inoltre è spesso presente e risponde a domande su forum di astrofili in lingua inglese. La possibilità inoltre, con un piccolo intervento, di elaborare direttamente anche i filmati in formato .mov è sicuramente una comodità in più.

Riferimenti e link

- Sito ufficiale di Autostakkert: www.autostakkert.com

- Approfondimento sul Drizzle: https://www.autostakkert.com/wp/enhance/

Bibliografia