2026年6月17日 星期三

雙窄帶濾鏡拍攝的巫師星雲(NGC 7380)後製

2026年6月17日


NGC 7380 位於仙王座,距離地球約 7,200 光年。在嚴格的天文編目中,NGC 7380 實際上是指星雲內部的年輕疏散星團,而包覆著星團的龐大發射星雲本身則被編目為 Sh2-142

  1. 「巫師」的外觀與立體結構:

    這是一個經典的 H II 游離氫區。照片中濃烈的紅色游離氫氣與交錯分布的冰冷暗星雲(塵埃帶),在視覺上勾勒出一個宛如戴著尖頂魔法帽、披著斗篷、正伸出手臂施展魔法的中世紀巫師輪廓。從立體物理結構來看,這其實是一個正在被內部恆星風由內向外「掏空」的巨大氣體泡泡。

  2. 魔法的能量引擎:DH Cephei 雙星系統:

    這片星雲能發出強烈紅光並呈現複雜邊緣的絕對動力源,是隱藏在星雲中上方、名為 DH Cephei 的大質量聯星系統。這兩顆極端高溫的 O 型巨星釋放出極強的紫外線輻射,游離了周圍數十光年內的氫原子;同時,它們狂暴的恆星風不斷擠壓周遭的冷分子雲,雕塑出了照片中星雲邊緣那些銳利的波浪狀氣體牆與「象鼻管」結構 (Elephant Trunks)。

  3. 自毀性的恆星搖籃:

    巫師星雲的暗星雲深處正處於活躍的恆星誕生階段。然而,DH Cephei 強大的輻射與恆星風是一把物理上的雙面刃:它猛烈的擠壓雖然觸發了新一代恆星的誕生,但也正以極快的速度吹散並侵蝕整片星際雲氣。在未來的幾百萬年內,構成「巫師」輪廓的氣體將會被徹底驅散入星際空間中,最終只留下一個裸露的疏散星團。

Pixinsight 1.9.4  (native Apple Silicon) version 的 SOP

  1. WBPP :先前只能以 17 張疊圖後製,現在 21 張全數通過

  2. GraXpert : 取代 DBE ,用來去除光害梯度
  3. SPCC (SpectrophotometricColorCalibration):利用 Gaia 星表進行精準的物理光度校色。(註)
  4. BXT:第一階段:勾選 Correct Only 修正光學變形與星點圓度。
  5. NXT :降噪
  6. 第二階段:取消 Correct Only,進行星雲與星系的細節 AI 銳化。
  7. SXT:將銳化後的影像進行星雲/恆星徹底分離。
  8. 分軌拉伸:針對無星圖 (Starless) 進行局部直方圖等化 (LHE) 與極限曲線拉伸;對恆星圖 (Stars) 進行色彩飽和度提升。
  9. PixelMath:將處理完的恆星加回星雲中 (Starless + Stars)。

註:

  • 有時因為拍攝時的導星不夠好,星點較橢,可能 GraXpert 後直接 SPCC 會不能過關:

  • 解決的辦法很簡單,就是把步驟 4. BXT:第一階段:勾選 Correct Only 修正光學變形與星點圓度先做,然後再做 SPCC 

2020.10.03

很難想像在這樣的情形下,能得到上述拍攝的成果,這都是因為用了雙窄帶濾鏡:


拍攝器材及數據:

  • ZWO ASI533MC-Pro + Optolong L-EXTREME 雙窄帶濾鏡 + 銳星 SharpStar 107 PH APO
  • 單張曝光 300秒,拍攝 21 張,由於雲的影響,最後以 17 張疊圖後製

拍攝:全程以N.I.N.A. 完成

晚上十點過後,影響極軸校正的廣告燈熄掉,看天空雲量不多,NGC 7380 所在的東北天區恰好無雲,決定賭上一賭,把器材搬上頂樓,以電子極軸鏡做完極軸校正,便開啟 N.I.N.A. 完成這次的拍攝。

  • 以婁宿三(Hamal)做一星校正:



  • 再以婁宿三(Hamal)來 Auto Focus(雖然沒有得到漂亮的曲線,但在 1:1 下星點還蠻細的):


  • Sky Atlas 找到 NGC 7380 並 Slew 過去:

  • 成功  Plate Solving :

  • 設定好拍攝 25 張曝光 300秒的拍攝計畫並開始執行:

  • 拍攝第 1 張,HFR 為 3.01,之後差不多在 3 附近變動:

  • 到了拍第 6 張時,一片雲飄過來,連導星都有問題:


  • 雲過後繼續拍攝,此時西北又有一大片雲逐漸移過來,本以為大概還能再拍個兩三張,結果這些雲在飄過來的過程中竟慢慢散掉,因此能繼續拍下去,在拍完第 21 張後,因為 NGC 7380 的高度也有點低了,就提前結束:

  • 冷凍相機的好處就是拍攝過程中,始終維持 -5℃:

  • NGC 7380 拍完後,在現場直接以 N.I.N.A. 的 Flat Wizard 設定拍攝 30 張亮平場(經由調整 iPad Pro 亮度後,得到約 2.25 秒的曝光時間)與 50 張相同曝光時間的暗平場:



前置作業:

就如這篇文章的步驟。

後製 

依據 Cuiv, The Lazy Geek 的「Dual-Band Filter Processing for color cameras!」來後製。

所謂的雙窄帶濾鏡就是只讓紅色的 Hα藍綠色的 OIII 通過,對象主要是發射星雲(註)

在哈伯色板的合成會使用到 Hα、 OIII、SII ,將拍攝得到的彩色影像分離出 RGB Channels 後,R Channel 就是 Hα,而 SII 也是紅色,但訊號比  Hα 弱很多,可以截取影像的明度(L)來代替,至於  OIII 的訊號會分佈在 G、B Channels 裡,這支影片就介紹了如何模擬製作出  OIII,然後再以 PixelMath 將得到的  Hα、 OIII、SII 合成為彩色影像。

註:截錄自維基百科:「星雲的顏色取決於化學組成和被電離的量,由於在星際間的氣體絕大部分都是在相對下只要較低能量就能電離的氫,所以許多發射星雲都是紅色的。如果有更高的能量能造成其他元素的電離,那麼綠色和藍色的雲氣都有可能出現。經由對星雲光譜的研究,天文學家可以推斷星雲的化學元素。大部分的發射星雲都有90%的氫,其餘的部份則是氦、氧、氮和其他的元素。」

先按照這支影片的方法 DBE 後就可以開始使用 Cuiv, The Lazy Geek 的方法:

  • 由於他的方法做完後合成的影像已是非線性,因此在開始之前還是先做個 EZ Deconv:




  • 再以 EZ Denoise 於線性下稍為降噪:

  • Split RGB Channels:

  • 以  PixelMath 將 G Channels 與 B Channels 合成為 OIII:

  • R Channel 即是 Hα;截取影像的明度(L)即是 SII:

  • 以 EZ Stretch 把上述三個影像轉為非線性(按 Reset Stretch Settings 以預設值對三個影像 Stretch 以得到差不多相同的明暗度,以利進行後續的步驟才能有較佳的效果):

  • 參閱這篇文章的方法,以 universal_combinations 合成上述三個影像為新的彩色影像(左):

  • 然後以 SII 做 LRGBCombination :

  • 再以 EZ Denoise 降噪:

自開始使用 Starnet+ 及 EZ Suites 後,Mask 的製作不再是個問題,使用 PixInsight 後製是輕而易舉,唯一不足的地方就是費時,期待能夠有個 For eGPU 的版本早點出現。這在以 Final Cut Pro 剪輯影片最能感受到差別

  • 使用 CurvesTrans 加強對比及增加色彩飽和度:

  • 使用 ColorSaturation 增加藍綠的飽和度(雖然看不太出來):

  • 再使用 LocalHistogramEqualization 加強星雲:

  • EZ Star Reduction 縮小星點
  • 總覺得整體影像還是有點髒髒的感覺,所以再做個  EZ Denoise 讓畫面看得舒服一點:

下了重手,但畫面看起來還是不錯,細節似乎不見丟失,但彩色雜訊還很多,應該再用 TGVDenoise 來降噪,可有點懶了,就略過了。
  • 既然做了降噪,就需要 UnsharpMask 來增加一點銳利度:

  • 最後再以 CurvesTrans 加強一下反差:

  • 這次不再縮圖,以 ICCProfileTransformation 轉換後就可以存成 JPG 出圖:

如果老天允許,月中看能不能也拍下 NGC 7293:


2026年6月16日 星期二

NGC 7293 螺旋星雲 (上帝之眼)


NGC 7293 位於寶瓶座,距離地球約 650 光年,是距離我們最近的行星狀星雲 (Planetary Nebula) 之一。它在天文觀測與流行文化中擁有極高的知名度:

  1. 「上帝之眼」的視覺震撼:

    這正是在討論 M27 啞鈴星雲時曾提過的「正牌」上帝之眼。因為它距離地球極近,且視角近乎完美地正對著我們,其外觀呈現出一個極度清晰的雙色同心圓:中心是高溫白矮星輻射出的藍綠色游離氧 (OIII) 訊號,宛如深邃的瞳孔;外圍則是游離氫 (H-alpha) 與氮構成的紅色雲氣,猶如血絲密布的眼白。這種彷彿一隻巨眼在宇宙深處凝視地球的詭異與壯麗感,讓它獲得了「上帝之眼」的稱號。

  2. 視覺錯覺與 3D 真實結構:

    雖然它看起來像一個平面的甜甜圈或眼睛,但透過現代 3D 建模與動力學分析,NGC 7293 實際上是由兩個幾乎相互垂直的圓盤所組成,整體結構更像是一個複雜的厚壁圓柱體或沙漏。我們剛好是從這個圓柱體的正上方(極軸方向)往下看,視線穿透了厚實的氣體壁,才產生了這完美的環狀錯覺。

  3. 彗星狀結 (Cometary Knots):

    影像經過後續的 BXT 銳化與極限拉伸,在藍綠色與紅色雲氣的交界處(瞳孔的邊緣),可能會隱約看見許多向外輻射的細小條紋或斑點。這些被稱為「彗星狀結」,是恆星死亡時拋射出的緻密冷氣體團,正遭到中心白矮星超過 100,000 度高溫的強烈恆星風從後方無情轟擊與侵蝕,每個結的拖尾長度甚至都超過了我們整個太陽系的大小。


NGC 7293 螺旋星雲處理:克服極端動態範圍與底噪網格

NGC 7293 具有極端的高動態範圍。核心(上帝之眼)極度明亮,而外圍氫/氧光暈(Halo)極度黯淡。若依賴常規疊圖與拉伸,極易遭遇「LN 網格底噪崩潰」與「核心過曝死白」兩大災難。

(只有 11 張成功,花了不時間測試也只能這樣)

階段一:WBPP 安全疊圖策略 (規避 LN 網格災難)

針對跨夜拍攝、背景光害梯度差異大的狀況,必須捨棄部分自動化機制,保住純淨底噪。

(27 張成功)


Step 1:強制指定對齊基準 (解決 Registration 失敗)

  1. 取消右下角 Registration Reference Imageauto 設定,改為 manual
  2. 手動在 Light 檔中挑選一張星點最圓、無薄雲遮蔽的影像作為全局基準。
  3. (選用)若星點太少,至 Pipeline > Registration > Star Detection,將 Noise reduction 調為 1~2Log(sensitivity) 降至 -1.5 逼迫系統抓星。

Step 2:拔除未爆彈 (解決綠色幾何方塊)

  1. 在右側 Active Steps 中,取消勾選 Local Normalization
  2. 改用全域線性縮放,徹底避免 NXT 銳化後將 LN 失敗的評估網格變成綠色實體色塊。
  3. 點擊 Purge cache 後重新 Run

階段二:線性階段 AI 聯合作戰 (完全不拉伸)

取得成功疊合的線性 Master 後,執行標準化物理修復與分離。

Step 1:SPCC 光度校色

進行精準的白平衡矩陣變換,還原真實星色。

Step 2:BXT 雙階段修復

  1. 第一階段 (幾何修正):勾選 Correct Only,修復光學變形與星點圓度。
  2. 第二階段 (細節銳化):取消 Correct OnlySharpen Nonstellar 設約 0.75 收斂螺旋星雲分子雲;Sharpen Stars 設約 0.25 保持星點自然。

Step 3:SXT 星網徹底分離

勾選 Generate Stars Image,產出絕對乾淨的無星圖 (Starless) 與恆星圖 (Stars),為極限拉伸解除後顧之憂。

階段三:無星圖 (Starless) GHS 雙重階調極限拉伸

這是處理 NGC 7293 的絕對核心:提亮極暗外暈,絕對鎖死核心高光

Step 1:第一重拉伸 (基礎破暗)

  1. 開啟 GHS。點擊「無星雲的純黑背景」將其設為對稱點 (SP)。
  2. Local Stretch Intensity (b) 設為 2.0 ~ 3.0
  3. 推高 Stretch Factor (D) 直到主體輪廓浮現。
  4. Apply 執行並 Reset 工具。

Step 2:第二重拉伸 (外圍光暈精準打擊)

  1. 點擊 NGC 7293 最微弱的外圍光暈 (Halo) 設為 SP
  2. b 值拉高至 3.0 ~ 4.0 (讓拉伸力道完全集中在此黯淡區間)。
  3. 推高 D 值。此時外暈會瞬間提亮,而核心高光區將維持不動、絕不過曝。
  4. Apply 執行並 Reset。

Step 3:黑點收斂

Stretch Type 切換為 Linear,微調 Black Point (BP) 將背景灰噪壓回深黑,絕對避免 Clipping。

階段四:無星圖 LHE 彗星結點反差手術

逼出內圈輻射狀微血管與彗星狀結點 (Cometary knots)。

Step 1:建立高光防護遮罩

  1. 抽出無星圖的明度通道 (L* component)。
  2. 使用 RangeSelection 將背景切黑,保留星雲本體並適度羽化。
  3. 將遮罩掛載回無星圖,保護純黑背景。

Step 2:雙半徑 LHE 強化

  1. 大結構立體化:開啟 LHEKernel Radius128~256Contrast Limit 1.5Amount 0.3~0.4。執行 Apply。
  2. 微血管榨取Kernel Radius 縮小至 32~64Contrast Limit 2.0Amount 0.2~0.3。執行 Apply。
  3. 移除遮罩。

階段五:恆星還原與終極無損嵌合

  1. 恆星色彩鎖定:對恆星圖 (Stars) 使用 ArcsinhStretch 進行輕柔拉伸,100% 鎖死星點原生的黃、藍色彩,再配合 ColorSaturation 微幅提升飽和度。

  2. 無縫嵌合:開啟 PixelMath,輸入濾色公式:

    ~((~Starless) * (~Stars))

  3. 執行產出最終具備浩瀚光暈與銳利細節的完美成品。

註:後製影像來自這兩篇文章: