Intensitätsprofilierung

Siril verfügt über einen Modus zur Erstellung von Intensitätsprofilen. Der Benutzer wählt eine Linie zwischen zwei Punkten aus und Siril erstellt ein Diagramm der Pixelwerte zwischen diesen Punkten. Dies hat mehrere Anwendungsmöglichkeiten. Es kann zur Untersuchung des Intensitätsprofils eines einzelnen Sterns, zur Erstellung eines Profils einer ganzen Galaxie oder zur Erstellung von Spektrogrammen verwendet werden, wenn Sie einen Beugungsgitterfilter wie den Star Analyzer SA-100 oder einen echten Spektrographen haben.

Basis-Intensitätsprofil

Um ein Basis-Intensitätsprofil eines Sterns oder eines anderen Objekts zu erstellen, wählen Sie die Schaltfläche Profil in der unteren Symbolleiste. Dadurch wird Siril in den Profilierungsmodus versetzt und ein kleiner Dialog geöffnet.

Sie können nun auf die Hauptbildanzeige klicken und ziehen, um den Anfangs- und Endpunkt der Linie festzulegen, die Sie profilieren möchten. Wenn Sie beim Ziehen der Linie die Umschalttaste gedrückt halten, rastet die Linie entweder horizontal oder vertikal ein.

Tipp

Wenn die Profillinie genau horizontal oder genau vertikal verläuft, können exakte Pixelwerte direkt aus dem Bild verwendet werden. Wenn die Profillinie weder horizontal noch vertikal ist, fallen die zu zeichnenden Punkte nicht genau auf ein Pixel und es werden daher bilinear interpolierte Pixelwerte verwendet.

Ein benutzerdefinierter Titel für Ihr Diagramm kann in das Steuerelement am unteren Rand des Dialogs eingegeben werden.

Tipp

Bei der Verarbeitung einer Sequenz ist es möglich, dass der benutzerdefinierte Titel die Bildnummer und die Gesamtzahl anzeigt, indem Sie () an das Ende des Titels anhängen. Wenn Sie z. B. Solarspektren () als Titel für eine 5-Bild-Sequenz eingeben, werden die Titel Solarspektren (1 / 5), Solarspektren (2 / 5) usw. erzeugt. Die Klammern werden ignoriert und entfernt, wenn ein einzelnes Bild verarbeitet wird.

Profiltypen

Verwenden Sie die Optionsfelder, um den gewünschten Profiltyp auszuwählen. (Klicken Sie auf die Beispielbilder unten, um sie in voller Größe zu sehen).

• Mono-Profil. Für Mono- oder Farbbilder wird ein Leuchtdichteprofil zwischen zwei Punkten erstellt. Dieser Modus kann mit spektrometrischen Daten verwendet werden.

Tipp

Wenn ein Farbbild geladen ist, aber der Mono-Profilierungsmodus ausgewählt ist, wird das Profil entsprechend dem Ansichtsfenster erstellt. Die Ansichtsfenster R, G und B liefern Monoprofile für den jeweiligen Kanal und das Ansichtsfenster RGB liefert ein Luminanzprofil, bei dem alle drei Kanäle gleich gewichtet werden.

• Farbprofil. Für Farbbilder werden drei Profile für die R-, G- und B-Pixelwerte zwischen zwei Punkten erstellt. Dieser Modus kann mit spektrometrischen Daten verwendet werden.

• Tri-Profil (Mono). Für Mono- oder Farbbilder werden drei parallele, gleichabständige Leuchtdichteprofile zwischen zwei Punkten erzeugt. Der Abstand zwischen den 3 Profilen kann über die Schaltfläche "Drehen" eingestellt werden.

• CFA. Bei Bildern, die nur ein Bayer-Muster aufweisen, werden vier Profile für die vier CFA-Unterkanäle zwischen zwei Punkten erstellt. Dies kann besonders nützlich sein, um das Profil von Flats mit Bayer-Muster oder anderen Bildern mit Bayer-Muster zu prüfen, bevor sie debayered werden.

Dieses Bild zeigt die Verwendung des Steuerelements Benutzerdefinierter Titel zum Festlegen eines benutzerdefinierten Titels für die Darstellung.

Bemerkung

Die Optionen für spektrometrische Daten schließen sich gegenseitig mit den Modi Tri-Profiling und CFA-Profiling aus: Tri-Profiling und CFA-Profiling ignorieren alle angegebenen Wellenzahldaten und die Option Profilbreite.

Klicken Sie auf Anwenden, um Ihr Profil zu erstellen.

Präzise Koordinateneingabe

Um die präzise und wiederholbare Eingabe von Koordinaten zu erleichtern, gibt es eine manuelle Eingabemethode. Klicken Sie auf die Schaltfläche Manuelle Koordinaten und Sie können die X- und Y-Koordinaten des Start- und Endpunkts der Profillinie eingeben. Wenn eine Profillinie bereits gezeichnet ist, aber ein Punkt nicht ganz an der gewünschten Stelle liegt, können Sie diesen Popup-Dialog verwenden, um die Platzierung der Endpunkte fein abzustimmen.

Wenn Sie einen Endpunkt genau auf die Position eines Sterns setzen möchten, wählen Sie einen rechteckigen Bereich um den Stern herum aus und klicken Sie auf die entsprechende Sternschaltfläche rechts im Dialogfeld. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie Spektrografie mit einem Beugungsgitterfilter durchführen, da es hilft, das Profil genau durch das Zentrum des gebeugten Spektrums zu zeichnen.

Tipp

Wenn Sie diese Methode für die Spektrographie verwenden, muss der Stern, dessen Spektrum aufgezeichnet wird, als Startpunkt und nicht als Endpunkt gewählt werden, da sonst die Wellenzahlachse rückwärts verläuft.

Bemerkung

Bei Verwendung des CFA-Modus werden die Koordinaten im Eingabebild angegeben. Jeder CFA-Kanal ist jedoch halb so breit und halb so hoch. Die x-Achse in der Darstellung im CFA-Modus wird in Pixeln im CFA-Unterkanal gemessen, d. h. sie umfasst die halbe Anzahl von Pixeln wie im Eingabebild.

Messungen

Die Intensitätsprofillinie kann auf zwei Arten als Messinstrument verwendet werden:

• Wenn Sie das Kontrollkästchen Profil messen aktivieren, werden alle mit der Maus gezogenen Profillinien gemessen, ähnlich wie bei der Schnellmessfunktion Strg + Umschalt + Ziehen.

• Im Dialogfeld Koordinaten gibt es eine Schaltfläche Messen. Diese bietet die gleiche Messfunktion, ermöglicht es Ihnen aber, die Endpunkte genau zu bestimmen und die Profillinie dann bei Bedarf zu messen. Durch die Auswahl von Sternen, Kleinplaneten oder Kometenkernen als Startpunkt, wie oben beschrieben, können Messungen zwischen zwei Himmelskörpern sehr präzise (mit Sub-Pixel-Präzision) durchgeführt werden.

Hier wurden zwei nahe Sterne ausgewählt und als Endpunkte festgelegt, wobei der Abstand zwischen ihnen mit 5,2 Bogensekunden gemessen wurde. Dies könnte zur Untersuchung naher Doppelsterne oder zur Triangulation der Position eines Kleinplaneten verwendet werden.

Bemerkung

Die Siril-Messfunktion verwendet die Kleinwinkel-Approximation für den Winkelabstand \(\theta\). Der größte Fehlerterm ist proportional zu \(\theta^3\) und beträgt weniger als 1% für Messungen bis zu 10°: Er ist daher für die meisten astrometrischen Anwendungen gültig, wird aber bei großen Messungen über Ultra-Weitwinkel-Bilder ungenau. Bei Messungen über 10° wird eine Warnung in das Protokoll geschrieben.

Spektrographie

Möglicherweise verfügen Sie über einen Spektrographen oder ein Beugungsgitterfilter. In diesem Fall können Sie zusätzliche Funktionen des Profilierungsmodus nutzen, um ein Spektrogramm zu erstellen. Klicken Sie auf die Schaltfläche Spektrometrische Daten, um Daten zu den Spektralmessungen einzugeben.

Um das Rauschen zu reduzieren, kann eine Schnittbreite angegeben werden. Wenn diese größer als 1 ist, wird an jedem Punkt ein Durchschnittswert aus mehreren Pixeln senkrecht zur Schnittlinie anstelle eines einzelnen Wertes verwendet. Eine größere Breite reduziert das Rauschen stärker, aber bei Verwendung eines Beugungsgitters ist das Spektrum eines Sterns ziemlich schmal, so dass das Profil nicht sehr breit gemacht werden kann bevor es die Region der Spektraldaten überschreitet.

Um die Wellenzahlachse zu kalibrieren, können Sie zwei Punkte mit bekannten Wellenzahlen oder Wellenlängen im Diagramm auswählen, zum Beispiel bekannte Absorptionslinien. Klicken Sie dazu zunächst auf die Schaltfläche Punkt 1 auswählen, und klicken Sie auf das Bild an der Stelle, die der ersten bekannten Wellenzahl entspricht. Die gewählten x- und y-Koordinaten rasten auf dem nächstgelegenen Punkt der Schnittlinie ein. Wenn Sie auf die falsche Stelle klicken, klicken Sie einfach erneut auf die Schaltfläche und wählen Sie den Punkt erneut aus. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die zweite bekannte Wellenzahl oder Wellenlänge, indem Sie diesmal die Schaltfläche Punkt 2 auswählen anklicken.

Sie können auch wählen, ob Sie Ihr Spektrogramm mit einer x-Achse mit Wellenlänge (Standardeinstellung) oder Wellenzahl darstellen möchten, indem Sie das Kombinationsfeld verwenden.

Bemerkung

Die Achsenkalibrierung beruht auf der Näherung der kleinen Achse, d. h. der Abstand entlang der x-Achse ist proportional zur Wellenlänge. Dies ergibt sich aus der Beugungsgleichung \(d \sin(\theta) = m \lambda\). Daraus ergibt sich die entlang einer senkrecht zum Gitter verlaufenden x-Achse gebeugte Entfernung von \(x = D \tan\left(\arcsin\left(\frac{m \lambda}{d}\right)\right)\) und der Fehler der x-Achse beträgt weniger als 1 %, solange der gebeugte Winkel weniger als 9 Grad beträgt. Dies gilt für viele Beugungsgitter, z. B. hat der Star Analyser SA-100 einen Linienabstand von 100 Linien/mm. Für Wasserstoff-Alpha-Emissionen mit einer Wellenlänge von 656 nm ergibt dies einen Beugungswinkel erster Ordnung von 0,125 Grad.

Wenn Sie mit Ihrer Auswahl zufrieden sind, klicken Sie auf Anwenden, um zum Hauptdialog für die Profilerstellung zurückzukehren. Sie können nun auf Anwenden klicken, um Ihr Spektrogramm zu erzeugen.

Hier ist ein solares FeH-Spektrum, das mit dem THEMIS-Teleskop aufgenommen wurde, gemittelt über 15 Pixel pro Spalte, um das SNR zu verbessern, und mit einer Beschriftung der Wellenzahlachse über das Popup-Menü Spektrometrie-Daten.

Als Beispiel sind hier die Wasserstofflinien der Balmer-Reihe zu sehen, die durch ein Beugungsgitter aufgenommen wurden. Zur Kalibrierung des Spektrums wurden zwei Linien verwendet (\(text{H}_\alpha\) und \(text{H}_\beta\)).

Bemerkung

Die Wellenzahl, wie sie in der Spektroskopie und in den meisten Bereichen der Chemie verwendet wird, ist definiert als die Anzahl der Wellenlängen pro Entfernungseinheit, in der Regel in Zentimetern (cm \(^{-1}\)):

(1)\[{\displaystyle {\tilde {\nu }}\;=\;{\frac {1}{\lambda }},}\]

wobei \(\lambda\) die Wellenlänge ist. Sie wird manchmal als spektroskopische Wellenzahl bezeichnet. Sie ist gleich der Ortsfrequenz.

Siril Grafikwerkzeug

Die Profilerstellungsfunktion verwendet das Siril-interne Grafikwerkzeug zur Darstellung der verschiedenen Profile. Mit den erzeugten *.dat-Dateien können Sie weiterhin jedes beliebige Plot-Tool verwenden, um die zugrunde liegenden Daten zu untersuchen.

Ein Rechtsklick auf eine beliebige Stelle der Plotfläche öffnet ein Kontextmenü:

• Gitter und Legende anzeigen/verbergen

• Aktuelle Ansicht in Zwischenablage exportieren, *.png or *.svg

• Zugrunde liegende Daten in einer Datei *.dat speichern

Kontextmenü für Siril-Grafiken

Beachten Sie, dass alle Exporte den aktuellen Zoom/Ausschnitt berücksichtigen, während beim Speichern in dat die Daten ungefiltert exportiert werden.

Die folgenden GUI-Interaktionen stehen zur Verfügung:

• Klicken + Ziehen, um eine Auswahl zu treffen. Der Zoom wird auf den ausgewählten Bereich gesetzt, wenn die Maus losgelassen wird.

• Strg + Ziehen zum Verschieben der aktuellen Ansicht.

• Strg + Scrollrad zum Vergrößern/Verkleinern.

• Doppelklick zum Zurücksetzen auf die Standardposition/den Standardzoom.

Befehle

Siril Kommandozeile

profile -from=x,y -to=x,y [-tri] [-cfa] [-arcsec] { [-savedat] | [-filename=] } [-layer=] [-width=] [-spacing=] [ {-xaxis=wavelength | -xaxis=wavenumber } ] [ {-wavenumber1= | -wavelength1=} -wn1at=x,y {-wavenumber2= | -wavelength2=} -wn2at=x,y] ["-title=My Plot"]

Erzeugt ein Intensitätsprofil zwischen 2 Punkten im Bild, auch bekannt als Schnitt. Die Argumente können in beliebiger Reihenfolge angegeben werden. Die Argumente -to=x,y und -from=x,y sind obligatorisch.

Das Argument -layer={red | green | blue | lum | col} gibt an, welcher Kanal (oder Luminanz oder Farbe) gezeichnet werden soll, wenn das Bild farbig ist. Dies kann in Verbindung mit spektrometrischen Optionen verwendet werden. Sie kann auch in Verbindung mit der Option -tri verwendet werden, die drei parallele, gleichabständige Profile erzeugt, die jeweils durch -spacing= Pixel voneinander getrennt sind. Beachten Sie jedoch, dass bei Tri-Profilen die Option col genauso behandelt wird wie lum.

Mit der Option -cfa wird der CFA-Modus ausgewählt, der 4 Profile erzeugt: 1 für jeden CFA-Kanal in einem Bild mit Bayer-Muster. Diese Option kann nicht mit Farbbildern oder Schwarzweißbildern ohne Bayer-Muster verwendet werden und kann nicht gleichzeitig mit der Option -tri verwendet werden.

Die Option -arcsec bewirkt, dass die x-Achse die Entfernung in arcsec anzeigt, wenn die erforderlichen Metadaten verfügbar sind. Diese Option wird außer Kraft gesetzt, wenn spektrometrische Optionen angegeben sind. Wenn keine Metadaten vorhanden sind, wird die Entfernung in Pixel-Einheiten angezeigt.

Das Argument -savedat bewirkt, dass die Datendateien gespeichert werden: Der Dateiname wird in das Protokoll geschrieben. Alternativ kann das Argument -filename= verwendet werden, um einen Dateinamen anzugeben, in den die Datendatei geschrieben werden soll. (Die Option -filename= impliziert -savedat.)

Spektrometrische Optionen

Wenn spektrometrische Optionen angegeben werden, müssen alle der folgenden Angaben gemacht werden: -wavenumber1= / -wavelength1= und -wavenumber2= / -wavelength2= geben zwei Wellenzahlen in cm^-1 / Wellenlängen in nm an, und -wn1=x,y und -wn2=x,y geben Punkte im Bild an, die diesen Wellenzahlen entsprechen. Zur Vereinfachung können stattdessen -wavelength1= und -wavelength2= verwendet werden, um Wellenlängen in nm anzugeben. Die folgenden optionalen spektrometrischen Argumente können angegeben werden: -width=, das angibt, wie viele Pixel senkrecht zur Profillinie gemittelt werden sollen, und eines von -xaxis=wavelength oder -xaxis=wavenumber, die die Einheiten für die x-Achse festlegen (die Standardeinstellung ist Wellenlänge).

Das Argument "-title=Mein Titel " setzt einen benutzerdefinierten Titel "Mein Titel"

Siril Kommandozeile

seqprofile sequence -from=x,y -to=x,y [-tri] [-cfa] [-arcsec] [-savedat] [-layer=] [-width=] [-spacing=] [ {-xaxis=wavelength | -xaxis=wavenumber } ] [{-wavenumber1= | -wavelength1=} -wn1at=x,y {-wavenumber2= | -wavelength2=} -wn2at=x,y] ["-title=My Plot"]

Erstellt ein Intensitätsprofildiagramm zwischen zwei Punkten in jedem Bild der Sequenz. Nach dem obligatorischen ersten Argument, das die zu verarbeitende Sequenz angibt, sind die anderen Argumente die gleichen wie für den Befehl profile. Wenn eine Sequenz verarbeitet wird und gewünscht wird, dass die aktuelle Bildnummer und die Gesamtzahl der Bilder im Format „Meine Sequenz (1 / 5)“ angezeigt werden, sollte der angegebene Titel mit () enden (z. B. „Meine Sequenz ()“ und die Nummern werden automatisch ausgefüllt)