Correzione Geometrica delle Immagini su Photoshop

Conoscere la correzione geometrica delle immagini su Photoshop è una tecnica certamente utile per ottenere buoni risultati nelle fotografie astronomiche.

Un problema comune

In astrofotografia è una pratica comune usare filtri a banda stretta, capaci di lasciar passare solo precise emissioni di gas che compongono molte nebulose. Una volta acquisiti i dati e fatte le elaborazioni preliminari di calibrazione e stacking, se si vuole ottenere una immagine a colori o potenziare una ripresa a banda larga, sarà necessario allineare tra loro tutte le immagini e associarle ai canali RGB dell’immagine finale. Ed ecco qui che l’astrofotografia ci pone di fronte uno dei tanti problemi che ci tocca affrontare. I canali non si sovrappongono correttamente, causando un effetto poco piacevole simile a cromatismo che ne degrada la definizione.

Come è potuto succedere?

Si tratta di un problema che nasce durante la fase di acquisizione. Può essere associato a una scollimazione dell’ottica, evenienza non rara nei newtoniani, specie dopo il trasporto. Ancora, può dipendere dall’inclinazione (non intesa come rotazione) del sensore a causa di un impreciso fissaggio del treno ottico sul focheggiatore, magari tra diverse sessioni di scatto o a seguito del cambio del filtro se non si fa uso di slitte o ruote portafiltri. I software di stacking non sempre gestiscono il problema. Altri invece, come Pixinsight, non è detto che restituiscano una correzione soddisfacente.

Si può risolvere?

Certamente, altrimenti un articolo dedicato alla correzione geometrica dell’immagine non avrebbe senso! Photoshop mette a disposizione una serie di funzioni per manipolare la prospettiva e la geometria di un immagine. A breve vedremo come usarle per toglierci dall’impiccio, e vi anticipo anche che sarà piuttosto semplice!

Proprio per questo motivo vorrei aggiungere un po’ di pepe a questo articolo proponendovi un modo di approcciarvi all’elaborazione fatto di due punti chiave: comprendere le caratteristiche del problema e conoscere gli effetti (e gli artefatti!) generati dagli strumenti a nostra disposizione.

Prima della correzione geometrica

La natura del problema in questo caso è semplice da intuire. Abbiamo a che fare con una distorsione che ha alterato la geometria delle immagini. Riguardo agli strumenti, il modo migliore per conoscerli è provarli e osservare in che modo agiscono, ma non solo. Vorrei farvi rendere conto che ogni metodo non è la semplice successione di singoli passaggi, ma è composto da blocchi. Riconoscerli come tali ci aiuta a ricordarli meglio. Ancora più importante, i blocchi possono essere riusati per comporre metodi di tutt’altro genere.

Prima di arrivare alla correzione geometrica dell’immagine, vediamo quali ulteriori considerazioni fare sul problema e quali strumenti e gruppi di strumenti ci saranno utili per applicare questa funzione.

Immagine di riferimento

La prima considerazione che sorge spontanea è: quale immagine farà da modello “corretto”? Nel caso di due sole immagini la scelta è lasciata al nostro giudizio. Con più di due immagini è conveniente scegliere l’immagine che condivide una perfetta sovrapposizione delle stelle con altre immagini. La situazione peggiore è che nessuna immagine combaci. In questo caso, è bene tenere in considerazione che è più facile applicare le correzioni se scegliamo l’immagine la cui distorsione è una via di mezzo tra le altre.

Gestione dei Canali

Ogni volta che si ha a che fare con una composizione, è indispensabile sapere come assegnare dei livelli ai canali di un’immagine RGB, oppure come estrarre un singolo canale da un’immagine per crearne un livello. Si tratta di una procedura estremamente semplice fatta di pochi passi. Vediamo ora come estrarre un canale e prestiamo massima attenzione a non saltare nessun passaggio.

La procedura

1. Selezioniamo il livello da cui vogliamo estrarre un canale, e dalla Tab dei Canali, selezioniamo il canale da estrarre
2. Dal menù in alto: Selezione > Tutto (Shortcut: CTRL+A (Windows) o CMD+A (MacOS))
3. Dal menù in alto: Modifica > Copia (Shortcut: CTRL+C (Windows) o CMD+C (MacOS))
4. Tornare sulla Tab dei Livelli e selezioniamo un qualsiasi altro livello che diverso da quello da cui abbiamo copiato il canale, se non lo avete createne uno nuovo momentaneo, anche un livello di regolazione andrà bene
5. Dal menù in alto Modifica > Incolla (Shortcut: CTRL+V (Windows) o CMD+V (MacOS))
   

Se tutti i passi sono stati eseguiti correttamente la procedura andrà a buon fine. Abbiamo estratto un canale da una immagine per crearne un livello, ma se volessimo invece copiare un livello all’interno di un canale? La procedura sarà la stessa con l’unica differenza che l’immagine copiata sarà un livello e non un canale, e la destinazione sarà il canale.

Valutare l’allineamento

Per decidere quanto correggere e quando fermarsi c’è bisogno di un metodo pratico che evidenzi la sovrapposizione delle stelle. In questo caso torneranno utili i metodi di fusione di Photoshop e l’Opacità. Consideriamo un esempio pratico: immaginiamo lo spazio di lavoro di Photoshop. Sulla Tab dei Livelli abbiamo nella posizione più in basso l’immagine di riferimento e immediatamente sopra il livello dell’immagine da correggere. A questo punto, agendo sull’immagine da correggere, si può regolare l’opacità in modo da poter vedere in trasparenza il livello inferiore che farà da riferimento. In alternativa, si può avere ancora più precisione impostando una fusione del tipo “Differenza”. In questo modo verranno mostrati tutti i pixel che le due immagini NON hanno in comune. Ne consegue che se le stelle si sovrappongono si cancelleranno a vicenda o creeranno aloni tondi attorno alle stelle più grandi. In caso contrario le stelle si vedranno sdoppiate.

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Strumenti di Trasformazione

Prima di usarli, vediamo quali sono e come funzionano. Li troviamo su Modifica > Trasforma. Qui si aprirà una Tab con molte opzioni di trasformazione. Le più utili al nostro scopo sono Distorci e Altera. Prendete del tempo per capirne gli effetti sperimentando su una vostra foto. Cosa possiamo notare?

• Distorci permette di modellare l’immagine come se fosse un piano nello spazio e consente di alterarne la prospettiva.
  Ricordiamo che ogni regolazione che applicheremo andrà ad agire su tutti i pixel della foto. Inoltre, non consente molti tipi di trasformazione risultando un tool semplice da usare. Per i motivi elencati però non sempre si presta a correggere tutti i tipi di distorsioni, localizzate spesso in un punto specifico. Perché la stiamo considerando allora? Ecco il motivo. Se il problema è dato da un errato fissaggio del sensore/treno ottico sul focheggiatore, di fatto il sensore risulterà inclinato rispetto a come è stata acquisita l’immagine di riferimento. Questo effetto si rifletterà anche sulla nostra immagine. L’inclinazione a cui faccio riferimento è simile per effetto a quella mostrata sul riquadro a destra dell’immagine qui sotto (volutamente esagerata). Se avete a disposizione il livello corretto e distorto, alternando la visibilità dei due livelli, potreste rendervene conto. Lo strumento Distorci nel caso appena spiegato potrebbe correggere alla perfezione il problema.

• Altera è sicuramente la trasformazione più interessante. Consente di modificare l’immagine come se fosse una superficie completamente malleabile. Si nota subito come le alterazioni agiscano solo localmente e in qualsiasi punto voi andiate a premere, senza necessariamente agire sui rettangoli/cerchi di regolazione. Questo ci torna molto comodo per applicare correzioni mirate senza modificare il resto dell’immagine. Evitiamo però di sfruttare tutta la sua libertà di azione. Per tenere controllabile e reversibile il processo di alterazione, è bene agire esclusivamente sui rettangoli e cerchi presenti lungo i lati dell’immagine, saranno sufficienti nella maggioranza dei casi.

Premessa

Aver visto in cosa consiste la correzione geometrica, ci mette nella condizione di capire meglio il consiglio che vi sto per dare: cerchiamo sempre di applicare una qualsiasi correzione geometrica in una fase in cui le immagini sono in uno stato più grezzo possibile. In particolar modo evitate di agire su un immagine i cui colori sono stati saturati. Perché questo? Pensiamo ai colori Rosso e Ciano di un HOO come nell’esempio fin ora trattato, analizzando il singolo canale R noterete che aver saturato il rosso consiste nell’aumentare l’intensità luminosa nei punti in cui il colore spicca maggiormente e averla diminuita in tutti gli altri canali. Sempre sul canale R troveremo delle chiazze scure in prossimità della color Ciano, anch’esso esaltato dalla saturazione. Quando applicheremo la correzione geometrica sovrapponendo le stelle, queste chiazze scure non saranno più associate a nessuna stella! Ci troveremo quindi in una situazione in cui ogni stella è accompagnata da un’ombra e tale effetto potrebbe risultare persino peggiore del disallineamento iniziale!

Correzione Geometrica Precisa

Ora che sappiamo come mettere in evidenza le differenze tra le due immagini, quali strumenti usare e come usarli in modo semplice e sicuro, abbiamo tutti i tasselli necessari. Ormai potreste già aver immaginato come combinarli.

La procedura

1. Ricolleghiamoci all’esempio sulla valutazione dell’allineamento. Sul nostro spazio di lavoro dovremmo avere in ordine dal basso verso l’alto l’immagine scelta come riferimento, e l’immagine da correggere. Una volta che abbiamo deciso se usare l’Opacità o la fusione Differenza, sullo spazio di lavoro dovremmo poter vedere le stelle di entrambe le immagini.
2. Assicuriamoci di aver selezionato il livello da correggere e scegliamo uno strumento tra Distorci e Altera (Modifica > Trasforma > Distorci/Altera)
3. Agendo sui regolatori a bordo immagine, iniziamo la correzione partendo dall’angolo in cui il problema è più evidente e far si che le stelle si sovrappongano correttamente.
4. Si procede poi controllando a giro tutte le aree in prossimità dei regolatori correggendo se necessario e ripete per più giri finché le stelle non si sovrappongono correttamente in tutti i lati.

Ricomponendo i canali, la nuova immagine avrà un aspetto privo di distorsioni.

Correzione Geometrica Veloce

Un piccolo extra. E’ giusto sapere che esiste un approccio più veloce che evita tutta la parte di messa in risalto della distorsione e della scomposizione/ricombinazione dei canali, ma che per questi stessi motivi sarà anche meno precisa. Di fatto il tempo risparmiato sarà meno di un minuto se avrete preso la mano con il metodo preciso descritto poco fa.
Sembra quasi che ci siano più contro che pro. Perché ve ne sto parlando? Sapere che un canale può essere alterato senza necessariamente estrarlo dal livello di appartenenza è il motivo che mi ha convinto a parlarvene. E’ un ulteriore tassello che potrebbe tornarci utile in altri contesti, volessimo applicare semplici modifiche, usando per esempio dei filtri. Oppure, molto più semplicemente, potremmo non essere interessati ad essere precisi, specie in casi di elaborazioni di prova, o in casi in cui certe distorsioni ottiche di altra natura abbiano deformato la forma delle stelle al punto tale da rendere impossibile una sovrapposizione perfetta.

La procedura

Fatte queste premesse vediamo come procedere:

1. Si parte da una immagine a colori. Selezioniamo il livello e dalla Tab dei Canali selezionate il canale che volete correggere.
2. A questo punto è possibile che resterà visibile solo il canale che abbiamo selezionato. Rendiamo nuovamente visibile anche il canale che vogliamo usare come riferimento. (Con due soli livelli selezionati sarà normale avere delle dominanti di colore. Il caso più semplice è quello in cui dobbiamo correggere il canale H-alpha di una composizione HOO. Potremmo infatti tenere visibili tutti i canali perchè G e B sono uguali)
3. Assicuriamoci che il canale da correggere sia ancora selezionato e dal menù in alto andiamo su Selezione > Tutto
4. Grazie al passo 3, da questo momento in poi potremmo agire sul singolo canale, andiamo dunque su Modifica > Trasforma > Distorci/Altera
5. Agendo sui regolatori a bordo immagine, iniziamo la correzione partendo dall’angolo in cui il problema è più evidente e facciamo in modo che le stelle si sovrappongano.
6. Procediamo controllando a giro tutte le aree in prossimità dei regolatori. Correggere se necessario e ripete per più giri finché le stelle non si sovrappongono correttamente in tutti i lati.
   
   

Alla fine di questi passaggi, l’immagine avrà un aspetto naturale e più definito, privo di distorsioni diverse tra i canali. L’immagine è pronta per qualsiasi altro tipo di elaborazione!