Стекинг в ночной фотографии

26 августа 2023

Что это такое и зачем это надо?

В классической пейзажной фотографии мы знаем несколько вариантов применения стекинга. В основном это связано с глубиной резкости и как следствие — стекингом по фокусу.

Но сегодня мы поговорим про совсем другие типы сложения и объединения фотографий и совсем в другом применении — для создания технический качественной ночной фотографии.

Разберем два самых распространенных задачи:

Съемка статичных звезд или млечного пути
Съемка звездных треков

Стекинг в ночной фотографии. Фотограф Константин Шамин

Съемка статичных звезд или млечного пути

Итак, мы хотим красиво снять звезды или млечный путь, но при этом у нас есть ряд технических ограничений:

мы не можем использовать длинную выдержку — звезды начинают смазываться в короткие треки;
мы вынуждены поднимать ISO для экспонирования, потому что это единственный параметр, которым мы хоть что-то можем регулировать в данной съемке :)

В результате мы получаем или тёмную картинку или очень шумную. А обычно и то и другое вместе. Что же делать?

Надо понять в чем главная проблема — это шумы. В таких съемках (темнота + высокое ISO + не очень длинные выдержки) мы получаем в качестве шума так называемый «случайный» шум (или входящий шум, upstream noise) — тот, который образуется из-за неравномерности потока фотонов, погрешности сбора электронов в лунки пикселей, погрешности аналогового усиления (поднятия ISO).

Наверное, самый простой способ избавиться от подобных шумов — это снять несколько одинаковых кадров подряд, объединить их в Фотошопе в смарт объект и применить усреднения по медиане. Таким образом мы часто избавляемся от шума высокого iso, но в данном случае этот способ не решит проблему — так как наши звезды движутся и в каждом последующем кадре смещены относительно предыдущего. Поэтому в итоге мы получим «мазню» из звезд, а не шумоподавление.

Тут нам на помощь приходит программы и методы из астро-фотографии. Есть две замечательные программы: Sequator (Windows, бесплатно) или Starry Landscape Stacker (MacOS, платно), которые нам могут помочь.

Что они делают:

разворачивают кадры против движения звезд;
совмещают звезды сами с собой;
учитывают дисторсию объективов (по этой причине не работает авто-выравнивание подобных кадров в Фотошопе — он ничего не знает про дисторсию уже снятых кадров);
следят, чтобы не было дублирования звезд;
складывают получившийся стек;
как следствие — удаляются шумы, а звезды становятся ярче.

При этом, в них можно указать где на фотографии звезды (небо), а где передний план (земля). И тогда разворот звезд против движения будет только в небе и не будет затрагивать передний план.

Sequator

Ручное определение неба (зелёным) для сложения стека. «Разворот» звезд будет выполнен только там, где мы выделим и не будет затрагивать «землю»

Starry Landscape Stacker

Автоматическое определение неба (синим) для сложения стека. «Разворот» звезд будет выполнен только там, где мы выделим и не будет затрагивать «землю»

В основе этих двух программ лежит общий принцип. Поэтому и работа в них выглядит примерно одинаковой:

Загружаем фотографии, которые будут объединены в стек (raw или tiff 16 bit)
Выделяем где находится земля, а где небо (рисуем или подправляем как кистью в Фотошопе)
Запускаем сборку стека
Сохраняем результат в tiff 16 bit

Сравним?

Для наглядности результат и понимания стоит ли вообще таким заниматься, давайте сравним один кадр на параметрах ISO6400, 5 sec и результат стека из 15 точно таких же кадров. Увеличение скриншотов 200%.

И еще не менее важно, что можно заметить при прямом сравнении «один кадр — стек» — это то, что после сложения мы видим звезды малой светимости, которые прятались среди шумов.

Съемка звездных треков

Перейдем к совершенно противоположным задачам. Если в предыдущей части статьи нас интересовал вопрос как сделать так, чтобы звезды не двигались в кадре, то теперь нас интересует наоборот максимальный сдвиг.

Кажется, что нет проблем — просто ставим камеру на выдержку 1-2 часа (без пульта этого не умеет ни одна камера) и готово, но не всё так просто. Дело в том, что в этом случае:

Так как небо даже в самых тёмных уголках планеты имеет свою пусть и небольшую, но светимость, то за выдержку в несколько часов информация о свете накопится достаточной, чтобы «съесть» звезды, а в более реальных условиях — уйти в пересвет.
Чем больше работает матрица фотоаппарата тем больше она накапливает шумов. В том числе тепловых (при работе матрица нагревается). В итоге мы получим очень шумную картинку, в которой с этими шумами ничего не сможем сделать.

Как же снимают звездные треки?

Их снимают так же отдельными кадрами с относительно длинными выдержками в 2-4 минуты (зависит от яркости неба). А еще чем длиннее выдержка тем меньше кадров мы получим. Ведь если снимать по 30 секунд, то за час мы получим 120 кадров, которые надо будет сложить в фотошопе. А если мы будем снимать по 4 минуты, то на выходе за час у нас будет всего 15 кадров.

Есть еще такое понятие как «дыры» (гапы, gap) — чем больше у нас кадров — тем больше в сборке будет дыр. Причина их возникновения описана у меня в статье.

Поэтому, чем меньше кадров, чем длиннее выдержка — тем нам лучше.

А вот сама сборка отснятого материала максимально простая. Нам нужно сложить все отснятые кадры в виде слоёв в Фотошопе. Для этого мы можем выбрать в меню Files — Script — Load Files Into Stack и выбрать все фотографии.

После этого самую нижнюю фотографию мы оставляем в режиме наложения Normal, а остальные выделяем и переводим в режим наложения Lighten.

Треки готовы!

В качестве заключения

В этой статье мы рассмотрели классические способы сложения стеков в ночном пейзаже. Но это не означает что на этом применение стеков закончилось. Наоборот, я бы сказал, что с этого стеки в ночном пейзаже только начинаются. Так что не бойтесь экспериментировать и показывайте ваши результаты!