Astronoomia on lahe asi! Kui kord oled sinna oma sõrme andnud, siis haarab see sind täiega. Kosmose lummus, tema salapärasus, hoomamatu suurus, tekitavad sügava emotsiooni, mis jätkuvalt kütab mu hinge ja ei lase palju muudele hobidele mõeldagi.

Tavaliselt on sellise harrastusastronoomi elukäigus mitmed erinevad etapid. Algab see lihtsalt taevasse vaatamisega, siis tuleb abiks binokkel, peale seda esimene väike teleskoop, siis võib-olla nats suurem juba. Läbi okulaari piilumine on suurepärane tegevus. Eriti, kui planeedid on nähtaval. Aga ka süvataeva objektid, galaktikad ja täheparved, udukogud ja planetaarudud on lahedad vaadata. Küll aga erineb okulaarist nähtav nendest ilusatest ja värvilistest teavapiltidest, mida igaüks vast on näinud ajakirjades ja netis. Tavaliselt on need objektid taevas väga nõrgalt nähtavad, seal ei ole ühtki värvi ja mõnikord kui taevas on vilets, pole suurt miskit näha, rääkimata galaktikate detailidest või udukogude tähesünnipiirkondadest. Miks on see nii?

Selle küsimuse juurde jõudes astuvad harrastusastronomid järgmisse etappi, mis võib olla eelviimane või viimane nende hobis. Viimane on tavaliselt teadustöö, aga suur osa hobiga tegelejaid jäävad ühe astme võrra allapoole pidama – taeva pildistamise juurde. Minagi olen sinnamaani jõudnud, kus okulaarist väga harva elavat pilti vaatan. Sest fotodel on ju kõik hoopis teistsugune ja et seda pilti kinni püüda, erutab rohkem! Ja teadmisi läheb tegelikult rohkem vaja, kui vaid päästikule vajutamisest.

Ka taevapildistamine jaguneb etappideks, algab see tavalise fotokaga plõksimisest ja viimane tase on kaasaegsed CCD kaamerad, mis on tehtudki spetsiaalselt taeva jaoks. Kuid olenemata aparaadist, on vaja siiski teada mõningaid põhitõdesid, mida peab jälgima selle tegevuse juures.

Millest on tingitud erinevus pildi ja tegeliku nähtava vahel? Vastus on lihtne! Silm on nagu teleskoop, mis püüab valgust kinni. Silma läbimõõt on vaike, +/- 1 cm. Füüsikast on aga teada, et mida suurem on läbimõõt teleskoobil, seda rohkem footoneid ta püüda suudab ja seda parem tuleb pilt. Kosmosest tulevaid footoneid öötaevas on aga väga vähe ja meie silm ei suuda neid lisaks kinnipüüdmisele ka salvestada – kui footon silma jõuab, käib „säde“ ja aju registreerib sellele ning ongi footon kadunud. Veelgi vähem suudab silm registreerida erinevaid värve nendest kaugetest objektidest – neid footoneid on niivõrd vähe, et see on võimatu. Nii näemegi me silmaga vaadates vaid heledamaid ja lähedamaid süvataevaobjekte, mis kõik tunduvad hallide uduplekkidena.

Siin tulebki appi kaasaegne tehnika. Mikrokiibid suudavad salvestada iga footoni, mis neile langeb, nagu fotoaparaadid ikka. CCD kaamerad on timmitud väga tundlikeks, mis tähendab, et nad leiavad voost üles ka kõige nõrgemad valgusosad ja salvestavad neid edukalt. Edasi sõltub kõik juba säriajast ja teleskoobi suurusest ( ka taeva olukorrast – mida vähem valgusreostust ja mida selgem taevas, seda kvaliteetsem algmaterjal) Suurema läbimõõduga teleskoop püüab ka rohkem footoneid ja reegel säriaja kohta on väga lihtne – mida pikem säriaeg, seda parem. 

 Muidugi on ühekordsel säriajal ka piirang, tavaliselt üle 1 tunni pikkust säri ei saa teha. Kuidas siis saada pikki, tunde kestvaid särisid? Väga lihtne! Tuleb teha palju särisid ja hiljem need kokku liita digitaalselt ehk summeerida. Näiteks teed 60 korda 15 minutilist säri, see võrdub 900 minutilise ehk 15 tunnise säriga. All üks 10 minutiliune tavalise valguse ehk luminance kaader.

 Siit jõuamegi juba järgmise sammuni. Üks asi on taevast footonid kinni püüda, teine asi on aga see toores materjal pildiks töödelda. Taevast satub pildile väga palju erinevaid artefakte lisaks objektile. Nendeks on kosmiline kiirgus, müra, erinevad halvad ja vigased ning kuumad/külmad pikslid, valgusreostus, ülelendavad lennukid ja satelliidid, aga ka näiteks asteroidid, mille liikumine pika säriga nähtavaks jooneks muutub. 

Nende kõikide eemaldamine pildilt nõuab head tarkvara ja põhiteadmisi. Esimeseks etapiks ongi toorete piltide kalibreerimine. Tähendab see seda, et algmaterjalilt visatakse välja peamiselt tekkinud müra ja sensorile olevad tolmu- ja muud prahid, mis pildil ka näha on. Kalibreerimiseks on vaja lisaks valguskaadritele klõpsida ka kalibreerimiskaadrid, milleks on tume-, tasavälja ja eelpinge kaadrid. 

Tumekaadrid pildistatakse kinnise katikuga, sama säriajaga ja sensori temperatuuriga, millega on tehtud valguskaadrid objektist. Tulemuseks on säbrune pilt, millel on registreeritud vaid müra. Sama müra on ka valguskaadritel. Pole lihtsamat asja, kui nüüd kõik mürakaadrid summeerida (tavaliselt peab neid kaadreid olema 5 korda rohkema säriga, kui valguskaadreid kokku. 10 minutit valguskaadri kohta peaks tulema 50 minutit tumekaadreid) ja saadud pilt töötlusprogrammiga valguskaadrilt maha lahutada. Tulemuseks peaaegu müravaba andmekaader. Allpool üks tavaline mürakaader ehk dark frame.

 Samaaegselt jagatakse valguspiltidelt maha ka tasavälja kaadrid. Need on sellised pildid, mis on pildistatud ühtlast valgusvoogu (eha või koidutaevas või spetsiaalne valguskast, mis kiirgab tasast valgust) sihtides. Tulemuseks on nähtavad sensori või optika tolmuterad ja vinjetingust tulenev pildiäärte tume rant. Tasaväljakaader ellimineeribki need ülejäägid valguskaadrilt, tagajärjeks tolmu ja vinjetinguvaba tasane valguskaader. All tüüpiline tolmuterakestega tasavälja- ehk flat kaader

 Bias- ehk eelpingekaadrid tehakse 0 säriajaga ja need on vajalikud teiste kalibreerimiskaadrite skaleerimise korrektsuse huvides. All üks eelpinge ehk bias kaader.

 Reeglid:  

Igas andmekaadris on esindatud eelpingenivoo (bias) ja pimekaader (dark). Need tuleb lahutada; 
• Tolmuteradest põhjustatud varjutused saab välja taandada, kui jagada andmekaadrit tasaväljakaadriga (flat)
• Igas tasaväljakaadris ja pimekaadris on ka eelpingenivoo olemas - lahutame selle maha ;
• Kui kõigi andmekaadrite säriaegade jaoks ei ole tehtud pimekaadreid, on võimalik olemasolevaid skaleerida. Seda tohib teha ainult siis, kui eelpingenivoo on lahutatud;
• Ka andmekaadritele vastava säriajaga pimekaadritest lahutame eelpingenivoo - kuid see olgu juba eelnevalt müra vähendamiseks keskmistatud. 

 Peale eelnevat järgneb kõigi andmekaadrite joondamine. See tähendab, et kõik piltidel olevad objektid oleksid samadel koordinaatidel, muidu hiljem pilte summeerides langevad ühesugused detailid erinevatele pikslikoordinaatidele. Joondamise teeb ära ka tarkvara. Peale joondamist tuleb kõik kalibreeritud kaadrid summeerida. Siin on olemas erinevaid tehnikaid, kas summeeritakse keskmist meetodit kasutades või liidetakse kõik valgustugevused kokku, või eraldatakse liidetavatest min/maks väärtused jne. Tavaliselt kasutatakse keskmistamise meetodit. Tulemuseks on mitmest kaadrist kokkuliidetud üks pilt. 

 Täpsustuseks peab veel lisama, et värvilise foto saamiseks on objekti vaja pildistada läbi erinevate filtrite. Tavaliselt on selleks RGB, kolme värvi filtrid, millest siis summeerimisel saadaksegi värviline tulemus. Kõik eelnevad kalibreerimise etapid on vaja läbi käia iga erineva filtrivärvusega kaadriga eraldi.

 Nüüd on meil käes värviline pilt, mis on müravaba, tasase taustaga. Ometi on sellisel kaadril veel erinevat „prahti“ mida saab nüüd eemaldama hakata. Näiteks gradiendid – pildi üks serv on ikka heledam, kui teised. Või tähtede „ülekõrbemine“, mis on põhjustatud pikast säriajast ja sensori tundlikusest. Lisaks tausta tasasus võib olla mitte väga ühtlane. Kõigi nende probleemide jaoks on olemas omad vidinad Photoshopis ja teistes astronoomia piltide töötlemise programmides. 

 Kui oled lahti saanud eelnevatest muredest, järgneb pildi parendamine erinevate meetoditega. Lucy-Richardsoni dekonvuleerimne ehk kujutise taastamist punktallikate (st. tähtede) kujutiste abil. See tõstab pildi erinevate detailide teravust ja toob neid rohkem välja. Non-linear streching on vidin, millega suurendatakse mittelineaarselt objekti valgustaset. Levelite abil toimub samasugune täppistimmimine. Värvitasakaalu reguleeritakse color-balance abil. 

 Veel on mitmesuguseid actione. Tähtede läbimõõdu vähendamine, erinevad maskid ja layerid detailide veelgi rõhutamisele, unsharp maksid, blurimine, high-pass filtrid ja muidugi ka järelejäänud ja teravustamisest tekkinud müra vähendamine Noise-Ninja või mõne muu sarnase vidinaga. Värviküllastamine mõlemas suunas, kroppimine ja pildi suurus on viimased tööd selles reas. 

 Muidugi on kogu protsess kordi raskem ja keerulisem, kui siin kirjeldada. Kõik sõltub algmaterjalist, kalibreerimiskaadritest ja edasistest töötlusoskustest. Iga pilt võib tulla mitmes erinevas versioonis, tihti juhtub ületöötlemist. Aga see taandub juba ajaga ja kogemustega. Tulemuseks on ilus süvataevapilt näiteks galaktikast, mis asub 10 milj valgusaasta kaugusel nähtuna palja silmaga öötaevas! Hea tunne, kui sellise pildi valmis saab. Eriti hea on siis, kui ta on ka korralikult välja tulnud. Soovitan proovida, alustada võib tavalisest DSLR kaamerast ja väiksemast teleskoobist :)