როგორ იქმნება ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპის ფერადი სურათები?

✦ სრულად ფერადი ფოტოების მიღება ჩვეულებრივ მყისვე ხდება, როდესაც საქმე ეხება კამერებს, რომლებიც ჩვენს მძლავრ "სმარტფონებს" გააჩნიათ.

თუმცა, ამ მყისვე მიღებული სურათების უკანაც კი არის ეტაპები, რომლებსაც ჩვენი ფოტო გადის, სანამ ეკრანზე სრულ კადრს ვიხილავთ. და, ეს ისე სწრაფად ხდება, რომ ჩვენ ვერაფერს ვამჩნევთ.

მაგალითად, "სმარტფონის" კამერა, ჩამკეტზე (გადაღების ღილაკი) თითის დაჭერის შემდეგ, მიღებულ ვიზუალურ ინფორმაციას (სინათლეს) გარდაქმნის ციფრულ ინფორმაციად, რაც წარმოდგენილია ორობითი კოდის სახით - ნულებისა და ერთების (01010110 - მსგავსი) გრძელი ჩამონათვალი, რომელიც ასევე ცნობილია, როგორც ბიტები.

ამ ორობით კოდს ჩვენ ვერ ვხედავთ და ამის ნაცვლად, ეკრანზე თითქმის მაშინვე ვიღებთ ფერად სურათს.

კამერის მიერ გენერირებული ორობითი კოდი წარმოადგენს გამოსახულების პიქსელის მონაცემებს.

მაგალითად, 12-მეგაპიქსელიანი გამოსახულება შეიცავს მილიონობით პიქსელს და თითოეულს აქვს RGB (Red-წითელი, Green-მწვანე, Blue-ლურჯი) მნიშვნელობების საკუთარი ნაკრები, რომელიც წარმოდგენილია ორობითი ფორმით.

შემდეგ, ჩვენი "სმარტფონი" ახდენს ამ ინფორმაციის დამუშავებას და შედეგის ეკრანზე გამოტანას სურათის სახით.

ეს ბოლო ეტაპი მოიცავს ისეთი დავალებების შესრულებას, როგორებიცაა შეკუმშვა (კომპრესია), ფერის კორექტირება და სურათის შენახვა ფაილის ფორმატში, JPEG ან PNG-ში.

• რაც შეეხება კაცობრიობის უმძლავრესი კოსმოსური ტელესკოპის კამერებს, ფერადი გამოსახულების მიღება არ ხდება მეორე ეტაპზე, როგორც "სმარტფონების" შემთხვევაში.

რატომ?

იმიტომ რომ, ეს კამერები სამეცნიერო ინსტრუმენტების სირთულისაა, რაც მათ ბევრად უფრო მოწინავედ აქცევს, ვიდრე ჩვენი "სმარტფონების" კამერებია.

დავიწყოთ ვების ადგილმდებარეობის შეხსენებით:

ეს ძლიერი კოსმოსური ობსერვატორია მდებარეობს დედამიწიდან 1.5 მილიონი კილომეტრის დაშორებით, ლაგრანჟის მეორე წერტილში (L2).

ამის მიუხედავად, ვებს მხოლოდ ხუთი წამი სჭირდება, რათა დედამიწაზე მონაცემები გადმოგზავნოს.

მაგრამ, ეს მონაცემები არ არიან გამოსახულების სახით.

ამის ნაცვლად, მონაცემები დედამიწას ბიტების სახით გადმოეცემა.

როდესაც ორობითი კოდი (ბიტები) დედამიწაზე იგზავნება, ბიტები გარდაიქმნება ჯერ შავად, შემდეგ შავ-თეთრ სურათებად (ესეც ინჟინრებისა და მეციერების მიერ შექმნილი სისტემის მეშვეობით) და ეს დაუმუშავებელი (RAW) სურათები სწრაფად ხდება ხელმისაწვდომი საზოგადოებისთვის, თუ არ არის რაიმე კერძო კვლევის ობიექტი (ამ შემთხვევაში, გამოსახულება 1 წლის განმავლობაში ხდება საჯარო).

Webb-ის გამოსახულებებისთვის საბოლოო სახის მიცემა ადამიანზე ორიენტირებული პროცესია.

შავი სურათები დიდი ინფორმაციის შემცველია.

მასზე მეცნიერებმა ის დეტალები უნდა ამოანათონ/გაანათონ და თვალისთვის ხილული გახადონ, რომლებიც შედარებით სუსტია, ხოლო ნათელი დეტალები უნდა შეინარჩუნონ, შედეგად მიიღება შავ-თეთრი გამოსახულება.

შემდეგ, ზუსტდება მონაცემთა თითოეული ნაწილი, რათა ნებისმიერი არტეფაქტი ან ანომალია იყოს გამქრალი, რომელიც შესაძლოა ფარავდეს რაიმე მნიშვნელოვანს.

მიუხედავად იმისა, რომ კოსმოსის ფერადი გამოსახულებები წარმოუდგენლად ლამაზია, არსებობს მრავალი მიზეზი, რის გამოც Webb-ის მონაცემების ფერადი ვიზუალიზაცია არის საჭირო.

ყოველდღიურად, ჩვენ გარშემო არის სინათლის არაერთი ტალღის სიგრძე, რომელსაც ბუნებრივად ვერ ვხედავთ.

Webb-ი კი ხედავს ინფრაწითელ შუქს, რომელიც უხილავია ჩვენი თვალისთვის.

თუ კოსმოსში დახვეწილი ინფრაწითელი სათვალით გაემგზავრებით, სამყაროს ნახავთ ისეთს, როგორსაც ვები ხედავს.

იმისათვის, რომ ბუნებრივად დავინახოთ ის, რასაც ვები ხედავს, ჩვენ გვჭირდება შუქის ხილულ ფერად გადაქცევა.

Webb-ი იღებს მრავალ კადრს სხვადასხვა ფილტრების გამოყენებით, რომლებიც აღმოაჩენენ კონკრეტულ ელემენტებს ან მოლეკულებს.

დედამიწაზე, ცალკეულ სურათებს ენიჭება სხვადასხვა ფერი და ერთ მთლიანობად იკვრება.

ფერები ენიჭება აღმოჩენილი სინათლის ტალღის სიგრძის მიხედვით.

ანუ, წარმოიდგინეთ, არ იცით კონკრეტული ენა და გაქვთ ამ ენაზე დაწერილი ტექსტი.

რათა ამ ტექსტის შინაარსი გაიგოთ, უნდა თარგმნოთ იგი მშობლიურ ენაზე.

ინფრაწითელი მონაცემების ხილულ ფერად "გადათარგმნის" შემდეგ, ესთეტიკის დრო დგება.

გამოსახულებების მარედაქტირებელი პირები იყენებენ ფოტოგრაფიის პრინციპებს, რათა ხაზი გაუსვან გარკვეულ დეტალებს და უზრუნველყონ, რომ გამოსახულება ვიზუალურად იყოს მიმზიდველი.

ცხადია, ამ დროს ისინი მეცნიერებთან ერთად მუშაობენ, რათა უზრუნველყონ ორიგინალი მონაცემების მთლიანობის შენარჩუნება.

Webb-ს აქვს ორი ძირითადი კამერა.
NIRCam-ი, ახლო ინფრაწითელი კამერა და MIRI, შუა ინფრაწითელი კამერა.
NIRCam-ი იღებს ინფრაწითელი შუქის უფრო მოკლე ტალღებს, ხოლო MIRI უფრო გრძელს.
NIRCam-ს აქვს 29 ფილტრი, MIRI-ს - 9.

გამოსახულებებს ფერები ეძლევა ქრომატული თანმიმდევრობით:

ლურჯი, მწვანე, წითელი, უმოკლესი ტალღის სიგრძიდან უგრძესამდე.

შემდეგ, ყურადღებით განიხილება რას შეიცავს თითოეული სურათი და წყდება, თუ რომელი ფილტრები დარჩეს საბოლოოდ კომპოზიტურ სურათში.

ზოგჯერ, ორივე კამერის მოპოვებული კადრები ერთიანდება და საოცარი შედეგებიც დგება.

ცნობისთვის, ვების დაუმუშავებელი გამოსახულებების გადმოწერა და დამუშავება თქვენც შეგიძლიათ.

ავტორი: გიორგი დადვანი