Introducción al uso de IRIS (incluidas ya las tres partes)

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ManoloL
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Introducción al uso de IRIS (incluidas ya las tres partes)

Mensajepor ManoloL » 11 Feb 2006, 21:07

Hola a todos:

Siguiendo la sugerencia de Jacinto, pretendo, en este hilo, colgar una serie de notas a modo de guía, para que aquellos que nunca hayan utilizado el Iris, puedan empezar a hacerlo sin tener que buscar los procedimientos en el enrevesado sistema de tutoriales, que por otro lado solo se encuentran en inglés y francés.

Debe quedar claro que no soy un usuario experto en el tema, por lo que los procedimientos que indico pudieran no ser los óptimos, pero espero que sirvan para que, quien quiera iniciarse, pueda hacerlo. Por otro lado el programa Iris es muy complejo y sirve para muchas cosas, algunas de las cuales se me escapan totalmente, por lo que me centraré exclusivamente en su utilización para la calibración de imágenes, lo que allí llaman preprocesado y el alineamiento o registrado de imágenes y su suma. Por supuesto estaré encantado de recibir todo tipo de notas que a su vez me permitan, también a mi, conocer un poco mejor este programa.


La pantalla de Iris y los ajustes iniciales:

Una vez instalado el programa, descargado desde la página:

http://www.astrosurf.org/buil/us/iris/iris.htm

al ejecutarlo aparece una pantalla similar a la que se muestra, recortada para facilitar la lectura de sus rótulos. Se ha utilizado la versión inglesa, si se hubiera usado la francesa seria similar pero los rótulos, como es lógico, estarían en francés.

Imagen

Primeramente debe uno entrar en el menú File.
En este menú deben realizarse los ajustes iniciales en el submenú: Settings
En el cuadro que aparece, es necesario, para que funcione lo que voy a exponer, ajustar el "File type" a PIC, que es el formato nativo del Iris. También es importante el ajuste del "Working path" que se debe dirigir a una carpeta situada en un disco donde se disponga de un espacio abundante. Iris genera en los pasos que vamos a realizar muchos archivos y de gran tamaño. Nos podemos encontrar después de una sesión con que esta carpeta tenga un contenido de unos cuantos GB. Yo suelo dirigirla, trabajando en el portátil, a una carpeta en un disco externo grande, vía USB. Después de las sesiones se hace necesario borrar en esta carpeta los archivos intermedios que no tengan interés, o llenaremos el disco en unas pocas sesiones.
En el segundo menú "View" conviene tener seleccionados la "Toolbar" y la "Status bar" que se encuentran al final del cuadro que se abre.
Del resto de los menús trataremos en su momento cuando sea necesario utilizarlos.
No obstante haré un comentario sobre el menú de ayuda: Es muy malo y no suele estar actualizado (el actual es de la versión 2.1, casi prehistórica). Para conocer los mandatos, en estos momentos (febrero de 2006) lo mejor es acceder al enlace

http://www.astrosurf.org/buil/iris/nav_ ... Frame.html

donde hay un archivo html navegable. Este archivo en estos momentos no está actualizado tampoco, se refiere a la versión 5.00 y actualmente han publicado la 5.21; si se quisiera conocer las características de alguno de los nuevos mandatos, seria necesario consultar los enlaces contenidos en la "Recent update and informations" que se refieran a las versiones posteriores a las de referencia del fichero.
En cuanto a la barra de herramientas, aparte de las clásicas de abrir y guardar, será probablemente necesario utilizar los botones cuarto, para que aparezca el mando deslizante de niveles (Treshold) y el cuarto desde el final para que aparezca, cuando sea necesario, el cuadro de consola, para en él escribir los mandatos que no se realicen vía menú.

Carga de una secuencia de imágenes:

Como primera parte de cualquier tratamiento, se hace preciso cargar en el Iris la secuencia de imágenes que se pretende tratar.
Para ello accederemos al menú "Digital photo" y seleccionaremos "Decode Raw files..." entonces aparecerá un cuadro, que puede no verse por quedar detrás de las pantallas que se encuentren abiertas y que será preciso minimizar. En este cuadro se indica "Drag and drop files of Explorer", o sea que se procede a abrir una pantalla de la carpeta donde se encuentren los archivos Raw y por los procedimientos clásicos de Windows se seleccionan y arrastran, aquellos que se quieren cargar, al cuadro de Iris. En el cuadro justamente encima de la zona a donde deben arrastrarse los archivos figura: "Files .tipo_archivo", con una Canon donde dice tipo_archivo puede ser cr2 o crw. Para que el tipo de archivo coincida con el de nuestra cámara debemos pulsar en la barra de herramientas la tercera por el final (la del dibujo de una cámara), y en el cuadro ir a Digital camara model, y en el menú desplegable seleccionar el modelo utilizado.
En mi caso que es una EOS 300D corresponde a "Canon (300D/10D/Rebel)" que generan archivos crw.
En el cuadro al que se han arrastrado los ficheros es necesario dar un nombre en Name. Iris al descodificar dará a los ficheros resultantes el nombre dado seguido de un número desde 1 al que corresponda al último y por el orden en que se encuentren en el cuadro. Estos números serán muy importantes en los tratamientos posteriores y en muchos procesos tienen que ser consecutivos, por lo que si después de este paso se elimina algún archivo, será necesario volver a reindexarlos por un procedimiento un tanto latoso, que en su momento comentaré. Yo suelo hacer una revisión previa de las imágenes raw sin decodificar con el C1 y elimino en un primer paso las que se ven deficientes.
Una vez hecho lo anterior se pulsa el botón del tipo de archivos al que queremos transformar, que en nuestro caso, para un preprocesado o calibrado, será CFA. En el caso que se desee prescindir de este paso se podrá pulsar el botón RGB y las fotos se convertirán directamente en color y podrán utilizarse para el alineamiento o registro. Cuando se ha terminado la conversión de la secuencia se pulsa el botón Done
Las imágenes pasadas a CFA se podrán observar tal como han salido de la cámara píxel a píxel, en forma de matriz de Bayer, sin color, cada píxel tiene una intensidad y corresponde a uno de los tres colores que el sensor utiliza y será posteriormente, al pasarlas a RGB, cuando el color se desarrollará teniendo en cuenta también el valor de los píxeles contiguos. Hacer la corrección sobre este formato (CFA) es muy importante, pues en él tenemos localizados los fallos de cada sensor en un solo píxel. Si tenemos un píxel caliente se manifiesta en un punto único; si lo hemos pasado a RGB y ampliamos la zona de un píxel caliente veremos como están también alterados los puntos de la imagen que le bordean, pues para el desarrollo de su color han tomado información del píxel caliente y ellos a su vez han sido alterados.

Llegados a este punto las imágenes están listas para ser procesadas abriendo el menú "Digital photo" y seleccionando "Preprocessing ...", donde se nos abrirá un cuadro en el que debemos introducir el nombre genérico (sin número) y los nombres de los archivos "Offset" "Dark" "Flat-field" y "File cosmetic" así como el nombre genérico con el que se generará la nueva secuencia de archivos ya corregidos. Todos estos archivos deben encontrarse en la carpeta de trabajo que se indicó en los ajustes iniciales de Iris (Settings) y si el programa no encuentra alguno de los archivos, que busca, se detendrá y dará un aviso de error.

En notas posteriores continuaré tratando de explicar como se obtienen los archivos utilizados en este procedimiento.

Saludos.
Última edición por ManoloL el 12 Feb 2006, 23:17, editado 1 vez en total.

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ManoloL
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Mensajepor ManoloL » 11 Feb 2006, 21:21

En esta segunda nota intentaré explicar lo que son cada uno de los archivos utilizados en el preprocesamiento y como se elaboran.

Preprocesado o calibración:

El procedimiento esta descrito en el enlace:

http://www.astrosurf.org/buil/iris/roadmap/help.htm

si bien se ha adaptado a la aparición de nuevos menús en las últimas versiones

Una explicación del procedimiento se encuentra recogida en el enlace:

http://astrosurf.com/buil/us/iris/iris9.htm

y en los otros enlaces a los que desde este se acceden, aunque estos tutoriales son mas antiguos que algunos menús ahora usados. No obstante haré una breve descripción

Los offset, también llamados bias, son el resultado de una fotografía en la oscuridad y con un tiempo de exposición tan pequeño como permita la cámara. Mi cámara permite un disparo a 1/4000 segundos. Realmente la imagen es el ruido electrónico que genera el sensor.
Es conveniente utilizar para conseguir un offset maestro combinar varias imágenes.
En el menú “Digital photo” o en el “Preprocessing” al marcar “Make an offset” se abre un cuadro que nos pide el nombre genérico de la secuencia y el numero de imágenes que la componen. Estas imágenes han debido ser decodificadas como se indica en la anterior nota y estar guardadas en el directorio de trabajo en modo CFA y en formato PIC.
El programa las promedia usando la mediana de cada píxel y en pantalla aparece el master-offset que debe ser nombrado y guardado para su uso posterior.

Los darks son el resultado de una exposición, en la oscuridad, de un tiempo y a una determinada temperatura. Es una buena práctica obtener durante la sesión varios darks en las mismas condiciones como las usadas para las fotos, sencillamente tapando la boca del telescopio. Iris resta a estos el master-offset y por ello es preciso suministrárselo en el cuadro que se abre al marcar en el menú antes citado “Make a dark”. Aquí el cuadro permite seleccionar el procedimiento a utilizar con las imágenes, utilizando por defecto la mediana. Por lo demás el procedimiento a seguir con las imágenes es igual al utilizado anteriormente.

Los flat-fields son el resultado de fotografiar un fondo plano. Con ello se obtendrá una imagen que muestra los defectos conjuntos del sensor, tales como manchas, y el objetivo, o telescopio, acoplado a la cámara. Con la corrección que se hace con este procedimiento se pretende eliminar las consecuencias en las imágenes de los defectos antes citados. Al acceder al cuadro que se muestra al pulsar “Make a flat-field” hay que rellenar el cuadro de Offset image, donde se indicará el nombre del master-offset antes elaborado. Iris, en este menú, no solicita darks, pues supone que los tiempos de exposición utilizados para generar los flats no son suficientes para originar unos darks significativos. También solicita dar un número a la normalización ya que el programa producirá una imagen que no contenga valores superiores al de normalización. Al objeto de evitar saltos bruscos en los resultados de la división que se efectúa al aplicar este archivo en la corrección, es por lo que este valor no debe ser demasiado bajo. El programa usa por defecto un valor de 5000. Los métodos clásicos para obtener las imágenes para crear el flat-field es fotografiar una zona de cielo durante el atardecer o amanecer, antes de que se manifiesten las estrellas, o bien una pantalla con una iluminación uniforme. Se aconseja que se obtenga un histograma con el pico situado alrededor de los 2/3 de la escala sin que en ningún caso aparezcan puntos saturados.

Aquí tenéis una imagen del flat-field que estoy utilizando últimamente, con el ED80, convenientemente manipulado para hacer ostensibles todos los defectos que capta y con la medidas que aparecen a lo largo de las diagonales y las líneas que unen los centros de los lados y una última por una línea que atraviesa la mancha más gorda (a la izquierda y abajo). Como podéis ver hay del orden de un 20% menos de luz en las esquinas y esta claro que esta optica difícilmente aguantaria un sensor de full-frame, sin dejar las esquinas negras. La mancha, pese a lo aparatosa que es solo hace diferir menos de un 4% los píxeles que incluye sobre los del entorno. Es evidente que el viñeteado proviene de la óptica del telescopio y la mayoría de las manchas son suciedad del sensor, al que cualquier día deberé dar un fregado con la mezcla de isopropílico y agua pues han resistido a múltiples soplidos de pera.

Imagen

Aparte de este procedimiento clásico cabe la posibilidad de generar un flat-field sintético partiendo de las propias imágenes astronómicas, y que yo hasta ahora no he probado:

http://www.astrosurf.org/buil/iris/tuto ... c36_us.htm

Finalmente queda por explicar que es el “cosmetic file” que el cuadro que aparece al pulsar “Preprocesing” del menú “Digital photo” solicita.
Para compensar los fallos que generan algunos de los captadores (fotositos) del sensor que tienen una respuesta anormal y dan unos valores muy superiores a lo que deberían y que son conocidos como “hot pixels” o píxeles calientes, Iris tiene un proceso. Un proceso donde se restan los darks debería hacer desaparecer estos puntos, pero la resta de lo obtenido en la imagen y el dark de un sensor que funciona irregularmente no es fiable y para lograr un resultado más satisfactorio Iris hace que esos píxeles tomen un valor promediado de los del entorno, en vez del que resultaría de la resta. Tambien se puede aplicar a una imagen aislada y desaparecerán los puntos “cantarines”. Esto hay que hacerlo mediante un mandato de consola.
Para ello se carga un dark, sin corregir, aunque se obtendrá un mejor resultado con el dark-maestro, y se aplica el siguiente mandato:
Find_hot [nombre_archivo] [valor_nivel]
El programa crea un archivo con el nombre que se ha puesto en el mandato y extensión lst en el que relaciona todos los píxeles que tienen un valor superior al número que se ha puesto como nivel, el programa indica cuantos píxeles se han obtenido. La forma más correcta de estimar el nivel es estudiar el histograma donde se deberá encontrar una campana de Gauss, en darks sin corregir, y ver a partir de que valores quedan píxeles aislados con valores superiores. Otra es ir tanteando bajando el nivel hasta que se encuentre que hay suficientes puntos. En esta última versión el programa permite tratar hasta 10000 píxeles, en la anterior el límite estaba en 2000 y no hace mucho eran 500. Este archivo contiene en ASCII la relación de las coordenadas de todos los píxeles encontrados.
Podría incluso editarse a mano en el caso de que fallara completamente una línea o columna del sensor.
Pues es el nombre de este archivo el que hay que poner en cosmetic file.
Ya tenemos todos los datos que el cuadro que se abre en el repetidamente citado menú “Digital Photo…” cuando se pulsa “Preprocesing”, solo nos queda por asignar el nombre que tendrán los archivos corregidos y el número de imágenes que compone la secuencia. Se pulsa OK y el programa se pone a caminar dando distintas indicaciones de los procesos que va realizando. Cuando para, en el archivo de trabajo, tenemos la nueva secuencia de imágenes corregidas.

Finalmente y antes de seguir adelante con el proceso de alineación es el momento de dar color a las imágenes.
Para ello en el mismo menú que hemos venido utilizando “Digital photo…” pulsamos “CFA sequence conversion...” y en el cuadro que se muestra ponemos el nombre genérico de entrada que es el que acabamos de usar como salida en el paso anterior, ponemos el nombre de salida, el número de imágenes de la secuencia y marcamos el botón color. Pulsamos OK y la transformación a color se realiza.
Si volvemos a la carpeta de trabajo nos encontramos con una nueva serie de archivos que siguen con la extensión PIC, pero ahora vemos que el peso del archivo se ha multiplicado por 3, en mi caso en CFA ocupan algo más de 12 MB, pero ya en color pasan a algo más de 37 MB.
Yo he llegado a trabajar con una serie de 63 imágenes, así que podéis sumar y veréis como engorda la carpeta. Hay que tener en cuenta que en las conversiones se mantienen las imágenes antiguas, por lo que si el disco no es lo suficientemente grande hay que ir borrando las de pasos anteriores al punto donde estamos.
¡¡ Que gran invento lo del disco externo USB !!

En una tercera entrega intentaré tratar el tema de la alineación o registrado de imágenes que podran ser las que acabamos de obtener, pero también podemos partir de imágenes que no han sido calibradas, incluso si las tenemos solo en JPG. Para ello debemos irlas cargando, Iris admite la carga de imágenes JPG y guardándolas en formato PIC con un nombre terminado en un número constituyendo una secuencia.

Espero vuestros comentarios.
Saludos.

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hidra
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Mensajepor hidra » 12 Feb 2006, 01:50

Tan solo decirte, que mis mas efusivas felicitaciones por compartir toda esta información que tienes sobre Iris. Ahora voy a estudiarmela, a ver cuanto tardo en aprenderla.

Saludos y gracias. :D

Pd. todo esto que has escrito lo podías editar en un PDF para que lo podamos descargar, es un buen trabajo.

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ManoloL
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Mensajepor ManoloL » 12 Feb 2006, 09:26

hidra escribió:Tan solo decirte, que mis mas efusivas felicitaciones por compartir toda esta información que tienes sobre Iris. Ahora voy a estudiarmela, a ver cuanto tardo en aprenderla.

Saludos y gracias. :D

Pd. todo esto que has escrito lo podías editar en un PDF para que lo podamos descargar, es un buen trabajo.


Hola hidra:
Me alegro de que alguien haya sido capaz de aguantar todo lo que he puesto sin dormirse en el intento.
Una vez que haga la tercera entrega no tendria ningun problema de pasarlo a PDF (tengo un programa para ello) pero lo que no se es como se colocaria en este foro.
Saludos.

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hidra
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Mensajepor hidra » 12 Feb 2006, 12:25

Creo que tendrías que ir a la sección, Preguntas, respuestas y sugerencias y decirselo al administrador, creo que es Pany.

Salu2.

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ManoloL
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Mensajepor ManoloL » 12 Feb 2006, 22:38

En esta tercera nota intentaré explicar alguno de los procedimientos utilizados en Iris para alinear imágenes.

Me centraré en el procedimiento automático desarrollado en el tutorial situado en este enlace:

http://www.astrosurf.org/buil/iris/tuto ... c10_us.htm

Este procedimiento debería ser valido para una secuencia de imágenes tomadas en una sesión de astrofotografía. Si las condiciones de toma son distintas o se desea combinar imágenes obtenidas con distintos equipos habría que recurrir a procedimientos menos automatizados tales como los recogidos en estos enlaces:

http://www.astrosurf.org/buil/iris/tuto ... c11_us.htm

http://www.astrosurf.org/buil/iris/tuto ... c31_us.htm

Iris tiene múltiples mandatos de consola para registrar (alinear) imágenes por distintos procedimientos. El mas sencillo de hacer, al estar automatizado, y que normalmente resulta adecuado para imágenes que difieren poco entre ellas, como son la de una secuencia de imágenes obtenidas por seguimiento, pero que al ser este seguimiento deficiente es necesario hacer exposiciones cortas, es el que describimos.

Debemos tener una secuencia de imágenes con el mismo nombre terminado en números del 1 hasta el que corresponda a la última imagen. Los números deberán ser consecutivos, o al procesar las imágenes Iris dirá que no encuentra la imagen que falte de la secuencia, y se detendrá. Estas imágenes pueden ser en color o en gris y en archivo PIC, lo que no debe es emplearse el formato CFA pues se superpondrán píxeles correspondientes a distintos colores y al realizar finalmente la conversión de CFA a color o gris, se obtendrán imágenes un tanto extrañas, aunque a veces no se nota.
Se abre el menú “Processing” y se pulsa en “Stellar registration....” abriéndose entonces el cuadro que se muestra en la imagen.

Imagen

En él como es habitual hay que poner el nombre genérico de la secuencia de imágenes que tenemos listas para registrar y el nombre como deseamos que denomine a las imágenes ya registradas. El método que últimamente uso es el “One matching zone”, cuyo botón debe marcarse y eligiendo manualmente la zona que se quiere seleccionar para lo que debe marcarse el botón “Select a zone”. Este procedimiento requiere que manualmente se seleccione una zona, por lo que es preciso previamente cargar la primera imagen de la secuencia y en ella seleccionar una zona pinchando una esquina de la zona con el cursor y arrastrando hasta que el recuadro que se genera englobe la zona que pretendemos usar.
Haremos un inciso indicando que Iris requiere para algunas manipulaciones, como seleccionar zonas, que la imagen este en tamaño X1. Esto hace que en fotos obtenidas con una 300D que generan una imagen de 3088 x 2056 (no es un error, los programas de Canon obtienen 3072 x 2048 pero Iris utiliza píxeles de la periferia que Canon no procesa) no puedan entrar en una pantalla normal tal como 1280 por 800 de mi portátil y para ver la imagen completa deba uno empequeñecerla con el sexto botón de la barra de herramientas. Pues bien hay que volver al formato X1, con el séptimo botón de la barra, o no permitirá la selección. Además la zona ha de caber en la pantalla, pues la herramienta no permite desplazar la zona de visión. Se puede usar el botón de “global matching” y entonces se considera toda la imagen, aunque el procedimiento se enlentece y el riesgo de errores “inexplicables” aumenta.
Volviendo al cuadro se selecciona en “Trasformation” el botón “affine” que es el procedimiento más fácilmente aplicable y se pulsa el OK.
El programa empieza a hacer sus cálculos, pueden, o no, aparecer pantallas con estrellas rodeadas de círculos y el ordenador parece bloqueado pues aunque pulsemos algo no responde durante algunas fases de este proceso (al menos el mío). A veces se puede acceder a la carpeta de trabajo y se ve como va creando nuevos archivos. Llega a tardar mas de medio minuto por imagen, por lo que en mi caso ha llegado a estar más de media hora con el proceso. Cuando, si hemos tenido suerte llega al final, desaparece el relojito y comprobamos que tenemos una nueva colección de archivos con las imágenes registradas. A veces se detiene en una imagen y dice que no encuentra las estrellas que espera, si esto lo hace de forma repetida, pues hay que eliminar dicha imagen, pero entonces cuando llega a ella dice que no encuentra esa imagen, ya os advertía que la secuencia debe estar completa. Un truco es permutar el número de esa imagen con el de la última. Si luego al volver a procesar es en la última donde se detiene, no tenemos problemas, todas las anteriores están registradas en sus correspondientes archivos. En el siguiente paso tendremos una imagen menos registrada, pero podemos continuar.

Suma de imágenes:

Para finalizar nos queda el tratar nuestra colección de imágenes ya alineadas para obtener una de mayor calidad.
Se abre el menú “Processing” y se pulsa “Add a sequence....” con lo que se abre el cuadro que tenemos en la imagen situada a continuación

Imagen

En el hay que hacer lo mismo realizado anteriormente: hay que dar el nombre genérico de la secuencia de imágenes ya registradas y el número de imágenes. No se pide nombre de la imagen de salida pues esta quedará cargada en pantalla y se la dará nombre al guardarla.
Como podemos ver hay bastantes maneras de hacer la suma. Yo habitualmente realizo una suma aritmética, pero con una normalización si algún píxel se satura, para impedirlo. También es posible utilizar para cada píxel la media, mediana, rechazo de máxima y mínima, y otras más con distintos criterios estadísticos.
Pues bien una vez rellenados los cuadros y botones damos al OK y en unos segundos tenemos sobre la pantalla la suma de las imágenes que debemos guardar antes de cualquier manipulación. Se puede en vez, o además, de guardar en formato PIC, en un formato TIF que nos permitirá trasladar la imagen suma a nuestro programa favorito de retoque de imágenes. También es posible tratar la imagen en IRIS y grabarla finalmente en JPG u otros formatos.

http://www.astrosurf.org/buil/iris/tuto ... oc3_us.htm

aunque, a mi parecer, Iris cuenta con herramientas, para este fin, menos potentes que otros programas.

Como dato curioso, y para finalizar, mediante mandatos de consola Iris puede realizar con facilidad operaciones muy interesantes para ciertos fines.
Mediante el mandato:
Add_max2 [nombre][número]
donde, como siempre, nombre es el nombre genérico de una secuencia y número el de imágenes que contiene, se consigue que el resultado sea una imagen cuyos píxeles son cada uno el de mayor intensidad que aparece en la secuencia en cada píxel.
Así es posible obtener estelas, fotografiando sin seguimiento y cortando la exposición antes que el fondo se sature. Se podría utilizar para acumular lluvias de meteoritos (lo intenté durante las perseidas y no conseguí ninguno que sumar). Lo que si conseguí, en una tormenta, fue sumar una colección de rayos tomados con una cámara sobre un trípode, de una forma muy sencilla, y obtener una llamativa imagen.

Imagen

Espero que estas tres notas os sean de utilidad.
Saludos

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H-Alfa
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Mensajepor H-Alfa » 13 Feb 2006, 11:55

Felicidades ManoloL, un trabajo preciso, extenso, ameno, y sobretodo muy útil para la comunidad. =D>

Ahora solo me falta practicarlo. ¡Gracias!

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ManoloL
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Mensajepor ManoloL » 13 Feb 2006, 15:28

Hola a todos:
Se me ha olvidado comentar que despues de sumar las fotografias, nos encontraremos en los bodes zonas en donde se observan anomalias. Ello se debe a que por el desplazamiento entre los encuadres hay zonas donde la suma no es de todas las imagenes.
Se hace pues necesario hacer un recorte de estos bordes defectuosos, bien con la utilidad que Iris tiene en el menú "Geometry" pulsando "Crop..." que exhibe un cuadro donde hay que entrar las coordenadas de las esquinas del recorte, bien con el programa de retoque fotografico que usemos.
Saludos.

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