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想知道億萬(wàn)星辰看起來(lái)是怎么樣的嗎？
好吧，給你個(gè)機(jī)會(huì)，這是NASA公布的仙女座星云圖片。該星系距地球約250萬(wàn)光年。不過(guò)想打開(kāi)這張圖，你得花點(diǎn)時(shí)間，因?yàn)樗哌_(dá)15億像素（普通電腦估計(jì)得渲染一上午吧哈哈）。該圖片由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝，經(jīng)7398次曝光拍攝而成，隨后發(fā)回地球經(jīng)過(guò)處理之后供大眾觀賞，它也是該望遠(yuǎn)鏡記錄下的最清晰的照片。
由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡記錄下的仙女座星云區(qū)域截圖（M31）。
我們眼前這張圖可不是簡(jiǎn)單的拍攝而成的。隨著各類航天器回傳的照片不斷增多，NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的科學(xué)家們也忙得不可開(kāi)交，因?yàn)橄冗M(jìn)的圖片編輯技術(shù)也需要他們廣博天文知識(shí)的輔助，只有這樣，才能將那些巨大的原始數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成我們眼前廣袤神秘的宇宙圖片。五十年前，世界上第一款數(shù)字照片處理工具在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室誕生，為了讓世人一睹宇宙的魅力，科學(xué)家們不斷嘗試新的圖片編輯工具，其中就包括眾所周知的整容神器Adobe Photoshop。
火星機(jī)器人的利器
火星表面崎嶇不平，火星車邊走邊拍，所以傳回來(lái)的照片都需要進(jìn)一步處理。再加上火星車很少能遇上平坦的地形，拍攝程序又主要著眼于火星的景觀和地質(zhì)，所以其自動(dòng)曝光程序很難消除復(fù)雜的光照影響，拍攝的照片也就無(wú)法直接使用——可以說(shuō)簡(jiǎn)直不忍直視。為了獲得可用的照片，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家經(jīng)常使用Photoshop來(lái)對(duì)圖片進(jìn)行修正，用色彩漸變來(lái)抗鋸齒或填充曝光過(guò)度的天空。
這是機(jī)遇號(hào)火星車在2015年3月拍下的一幅圖片，上圖是原始合成圖，下圖則處理成了3D效果，帶上紅綠3D眼鏡后整個(gè)“馬拉松谷地”會(huì)變得立體起來(lái)。
訪問(wèn)過(guò)NASA網(wǎng)站的人可能都會(huì)注意到，火星車的相機(jī)可提供立體圖像，它的左右雙攝像頭可以像人眼一樣工作，這就方便編輯專家后期用PS將這些照片制作成3D圖像。不過(guò)由于連拍較多，想要把它們一一對(duì)應(yīng)找出來(lái)可不簡(jiǎn)單。而且明顯的界限會(huì)降低圖片的視覺(jué)沖擊力，所以NASA的圖片處理專家發(fā)明了一種新的處理方式，那就是利用相機(jī)跨越界限進(jìn)行點(diǎn)空間連接從而完成數(shù)據(jù)對(duì)齊。為了提高清晰度，專家們還利用Photoshop對(duì)亮度進(jìn)行了調(diào)整，以彌補(bǔ)火星塵埃和陽(yáng)光對(duì)鏡頭造成的影響。
噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室指出Photoshop帶來(lái)的改變是顯而易見(jiàn)的，它給原本就很震撼的圖片的觀感提升做出了巨大的貢獻(xiàn)。對(duì)于那些狂熱的愛(ài)好者，NASA還大方的公布了來(lái)自火星車的原圖，以便他們自己進(jìn)行后期處理。
人眼看不見(jiàn)的也交給它
這世界上總是有奇才，可視化科學(xué)家Robert Hurt就是其中之一，他是橫跨天文和Photoshop的大神，現(xiàn)在就職于Caltech的紅外處理和分析中心。在與NASA的合作中，他主要負(fù)責(zé)處理紅外圖像，這些圖像來(lái)自紅外巡天探測(cè)器（WISE）和史匹哲太空望遠(yuǎn)鏡。“該太空望遠(yuǎn)鏡是NASA大天文臺(tái)項(xiàng)目的紅外組件，”他自豪的說(shuō)。正是因?yàn)樗幚磉^(guò)的圖片，我們的宇宙觀才得以更為完整。
Robert Hurt是一位天文學(xué)家，同時(shí)他還是一名可視化科學(xué)家。他正在Caltech的紅外處理和分析中心利用Photoshop進(jìn)行工作。
一想到宇宙中如此多美妙的景象就感到無(wú)比激動(dòng)，Hurt表示他感覺(jué)自己肩負(fù)美學(xué)和科學(xué)的雙重責(zé)任。
“我負(fù)責(zé)的是科學(xué)交流中的視覺(jué)領(lǐng)域，”他說(shuō)道。“其中的重要一環(huán)就是呈現(xiàn)出那些由望遠(yuǎn)鏡收集到的圖像數(shù)據(jù)，而在這一過(guò)程中我們就需要通過(guò)Photoshop來(lái)制作出面向公眾和天文學(xué)家的高質(zhì)量圖片。”
普通用戶通常只會(huì)用PS來(lái)修正圖片中的各類對(duì)象，而Hurt則不同，他的工作難度相當(dāng)之高。因?yàn)樗粌H要抓住那些遙遠(yuǎn)的天文奇觀，還要用Photoshop將那些理論上看不到的東西呈現(xiàn)給大眾。
2013年一月由NASA紅外巡天探測(cè)器（WISE）拍攝的獵戶座星云。不同的紅外波長(zhǎng)有不同的意義，藍(lán)色區(qū)域更熱，而綠色和紅色區(qū)域則溫度較低。從左到右分別是紅色、綠色、青色、藍(lán)色、三頻原圖、水平調(diào)節(jié)、第四青色通道和最后的PS合成圖。
“我一般會(huì)從紅外光譜的不同部分提取原始灰度數(shù)據(jù)，接著將其重新映射成可見(jiàn)的顏色（通常是Photoshop的紅綠藍(lán)圖層），最后這些人眼不可見(jiàn)的紅外顏色就成了我們平常接觸到的天體圖片，”他解釋道。“我把它看作一個(gè)視覺(jué)翻譯過(guò)程。”
想要達(dá)到最佳效果，Hurt不但要熟知各類圖片中的天文知識(shí)，還要成為PS專家，熟練利用各種PS工具來(lái)呈現(xiàn)各種天外奇觀。
“說(shuō)到我的工作流程，首先就是要從望遠(yuǎn)鏡中取回原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，它們基本都是天空的HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）圖像，隨后這些HDR圖片會(huì)在Photoshop中得到自己的圖層群組，接著我就會(huì)對(duì)圖層和曲線作出調(diào)整，以便呈現(xiàn)出反差效果和數(shù)據(jù)中的重要細(xì)節(jié)。有時(shí)我還會(huì)將來(lái)自哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的可見(jiàn)光圖片加入到同一區(qū)域的圖層之中，這樣一來(lái)就會(huì)與史匹哲捕捉到的圖片在光譜上形成有趣的反差，加深公眾對(duì)圖片的理解。”他說(shuō)道。
右圖是令人驚嘆的草帽星系（M104）的合成圖，它由NASA的史匹哲太空望遠(yuǎn)鏡（左）和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡（中）所攝的兩張圖合成而來(lái)。
雖然經(jīng)手的照片都是關(guān)于地球之外的龐然大物的，但Hurt認(rèn)為他的工作與其他使用Photoshop的人沒(méi)什么差別。“相機(jī)記錄下的信息中可能有一部分是帶有欺騙性的，而這些信息正是我們?cè)诠ぷ髦信ο胍獮V除掉的，因?yàn)槠胀ㄈ嗽趫D中看到的星球可能實(shí)際上是不存在的。”他解釋道。不過(guò)他也表示找出這些假“星球”可不是件輕松的活，因?yàn)榭赡芤徊恍⌒木蜁?huì)“干掉”真實(shí)的科學(xué)數(shù)據(jù)。
“在工作中我會(huì)盡量保存所有圖層，即使產(chǎn)生幾個(gè)G的文件也在所不惜，因?yàn)橹挥羞@樣我才能確保沒(méi)有意外刪除重要數(shù)據(jù)。”他停頓了一下，繼續(xù)說(shuō)道，“找出一個(gè)數(shù)字缺陷和天體物理對(duì)象的區(qū)別要靠天文學(xué)家的慧眼。”
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