martes, 7 de abril de 2009

El Espinazo de la Noche

En la obra de mayor éxito del que ha sido el más genial divulgador de la ciencia, Cosmos de Carl Sagan, el autor relata:

<<"el espinazo de la noche", como si el cielo fuera un gran animal dentro del cual vivimos nosotros... Los ¡Kung creen que la Vía Láctea sostiene la noche, que a no ser por la Vía Láctea, trozos de oscuridad caerían, rompiéndose, a nuestros pies. Es una idea elegante>>

La siguiente imagen está inspirada en la pintura de Jon Lomberg, publicada en dicha obra, que describe una metáfora sobre la naturaleza de la Vía Láctea contada por el pueblo ¡Kung de la República de Botswana. Os recomiendo visualizar la imagen a una distancia mínima de 1,5-2 metros con respecto al monitor:



Más información de cómo se obtuvo el resultado final se puede encontrar en:

http://www.astrosurf.com/astro35mm/articulos/procesamiento/procesamiento2/procesamiento2.htm

Bueno, pues aún así, existen varios motivos por los cuales las estrellas no aparecen al final del procesado tan brillantes como en la imagen en bruto. En primer lugar, existen varias técnicas de procesado multi-escala con wavelets que tienden a generar ese efecto. Afortunadamente es algo que tiene fácil solución, ya que generalmente tan solo es cuestión de darle más o menos importancia a las componentes de pequeña escala, donde normalmente se encuentran presentes la mayoría de estrellas. En segundo lugar, este efecto puede ser provocado también por el uso de filtros mínimo, y que si no se manejan con cautela, tienden a dejar las estrellas "opacas", contribuyendo también a que éstas pierdan parte de su protagonismo. Y finalmente, ese aspecto puede generarse simplemente por deseo del autor.

Cuando un fotógrafo ejecuta un retrato por ejemplo, siempre busca resaltar el sujeto del fondo, desenfocando éste y evitando que cualquier otro elemento pueda distraer la atención del espectador. Al fotografiar el cielo profundo sucede lo mismo, existe un sujeto y un fondo. El sujeto aquí es la Vía Láctea y el resto es el fondo del cielo y multitud de estrellas de campo. Por lo tanto, si deseas que tu sujeto adquiera mayor protagonismo en la escena, necesitarás reducir el impacto visual que generan las estrellas.

A propósito de los retratos, aparte de la mera identificación física (fotografías de carnet, por ejemplo), con el retrato se intenta revelar el carácter, los sentimientos, estados de ánimo, etc... Sin embargo, si nuestra intención es revelar todas estas características a la vez, lo más probable es que el sujeto no quede demasiado favorecido. Por supuesto la Vía Láctea no es un sujeto animado y carece de carácter, o estados de ánimo. Pero sí que conocemos una característica muy propia, como por ejemplo sus dimensiones. La Vía Láctea es una galaxia que se nos presenta ante nuestros ojos como una estructura extraordinariamente grande. Por lo tanto, es en las escalas mayores donde puede ser útil incidir más durante nuestro procesado, porque es una cualidad que queremos resaltar de nuestro sujeto, y porque nuestra intención no es tan solo una mera identificación física del objeto.

Por otro lado existen muchas formas y caminos para procesar una imagen. Nosotros podemos estar muy orgullosos de disponer de herramientas flexibles que nos permiten expresarnos libremente y ser creativos. Por supuesto, la parte más importante del procesado de esta imagen de la Vía Láctea con un objetivo de 50mm, son los dos últimos pasos, en los cuales se intenta potenciar tanto las estructuras oscuras de pequeña y mediana escala, como las brillantes de gran escala. Lógicamente explicar todo esto requiere un extenso artículo con ejemplos paso a paso. Lo que sí creo haber ya comentado por aquí referente a este tipo de tratamientos de imagen, es que cuando procesas las imágenes con los wavelets, e intentas dar más importancia o peso a las capas superiores (escalas grandes), te acabas dando cuenta que el problema es que las estrellas, sobretodo las mas brillantes, generan reflejos en las capas superiores de wavelets. Esto significa que si se aumenta el bias en las capas donde no hay estrellas, ellas igualmente ejercerán cierta influencia, generando halos extraños. Este efecto es provocado por el hecho de que la función de escalamiento en los wavelets no es capaz de aislar a las estrellas completamente en ciertas capas. Afortunadamente existe una fácil solución: restar las estrellas, aislarlas. Simplemente no puedes deshabilitar con wavelets las capas inferiores (pequeñas escalas) porque los halos oscuros afectarían el resultado. Hay que hacer todo lo contrario: duplicar la imagen y con ella deshabilitar primero todas las capas superiores a, por ejemplo, 32 píxeles. Luego, se incrementa al máximo el deringing en las capas sobrevivientes y se aplica. Esto generará una imagen con las estrellas solas, sin su halo negativo. A continuación se debe restar esta imagen, sin escalar y luego se vuelve a sumar, esta vez reescalando. Entre medio de la resta y la suma se introducen todos los procesos que se desea aplicar a la imagen sin estrellas.

La mayoría de veces esto suele ser suficiente para realzar las estructuras brillantes. Pero ¿y las estructuras oscuras? En ese caso necesitamos invertir la imagen sin estrellas antes y después de procesar las estructuras, de manera que como en la imagen no tenemos estrellas, o su presencia es mínima, incrementar el deringing evitará ahora la influencia que generan las estructuras brillantes.

Hay que tener presente también por ejemplo, que si se desea únicamente aislar las componentes de pequeña o gran escala, se debe aplicar a la imagen simultáneamente los wavelets sobre la luminancia y la crominancia, excepto cuando se desean realzar detalles o estructuras, que se debe entonces aplicar únicamente sobre la luminancia y combinar luego el resultado con los datos de color (RGB). Finalmente las máscaras juegan un papel fundamental. En realidad son las que te permiten controlar en todo momento qué zonas o componentes de la imagen estás procesando y cuales no. Al final, cuanto más lejos quieres llegar, más sofisticadas acaban siendo las máscaras. Tratando esta imagen de la Vía Láctea me he encontrado en momentos con la necesidad de combinar varias máscaras a la vez para poder proteger las componentes de pequeña escala presentes en áreas fuertemente iluminadas, y al mismo tiempo proteger el fondo del cielo mientras realzaba detalles de gran escala.

Sean felices,

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