25 lat poza ciemnią, 25 lat w kosmosie

25 lat poza ciemnią, 25 lat w kosmosie

Czy wiecie, że Photoshop jest już z nami 25 lat? Czy wiecie, że teleskop Hubble'a też? Czy wiecie, że obrazy z Hubble'a, które znacie, są sfotoszopowane?

Photoshop

Jako że dość regularnie czytam różne serwisy i blogi okołotechnologiczne, nie uszło mojej uwadze, że Photoshop obchodził niedawno 25 urodziny. Zaciekawiło mnie wtedy, czy polska prasa poświęciła temu jakieś teksty. Rzeczywiście, znalazłem jeden tekst w Polityce.

Anorexia photoshoposa

Jeśli mam być szczery, to zdarzało mi się czytać lepsze artykułyNiestety, ten trudno wziąc za coś więcej niż powielenie kilku popularnych klisz. Autor uznał za stosowne obwinić Photoshopa o epidemię anoreksji i bulimii. Wiadomo, jako główne narzędzie kreacji zaburzonego, nierealnego obrazu ludzkiego piękna prowadzi on do wzrostu częstości występowania tych chorób:

Kobiety wpadają w kompleksy, bo nie są „dostatecznie piękne”. Nie mają tak długich i szczupłych nóg, wiotkich, aksamitnych dłoni i łabędzich szyi jak zjawy z billboardów, nie patrzą też uwodzicielsko na mężczyzn równie wielkimi jak one oczami, o perfekcyjnie nienaturalnym kolorze tęczówki.

Ogłupieni wizualnym praniem mózgu mężczyźni nierzadko utwierdzają kobiety w kompleksach i sami sugerują operacje plastyczne lub dietę. Zanim efekty obróbki „Photoshopem” stały się nową normą w komunikacji masowej, bulimia, anoreksja i wynikające z niskiej samooceny problemy psychiczne kobiet, nierzadko tragiczne w skutkach, nie były zjawiskami masowym. Dziś są poważnym problemem społecznym, traktowanym jako zagrożenie dla zdrowia nie mniej groźne niż alkohol czy papierosy.

Problem w tym, że wzrost zachorowań na zaburzenia odżywiania obserwuje się od co najmniej połowy XX wieku, trudno więc je wiązać z rozpowszechnieniem Photoshopa. Tak przynajmniej mówi literatura naukowa. Co więcej, przynajmniej jeśli chodzi o Wielką Brytanię, w kraju tym w latach (1994-2000) częstość występowania anoreksji pozostała mniej więcej na stałym poziomie, zaś częstość występowania bulimii rosła do 1996 roku, by potem spadać. Na tyle na ile się orientuję, nie przestano używać Photoshopa po 1996.

W istocie, nawet jeśli uznamy, że obraz piękna serwowany w mediach i popkulturze ma związek z kształtowaniem wspomnianych zaburzeń, to ujawniał się on na długo przed powstaniem Photoshopa, w postaci selektywnego doboru modelek, które bez fotomanipulacji prezentowały wzorzec nieosiągalny dla ponad 90% populacji. Jest też jakaś ponura ironia w tym, że dziś Photoshopa używa się nie tylko do wyszczuplania, ale też pogrubiania nieestetycznie wychudzonych modelek.

Fotoszopowanie

Sukces Photoshopa jest bezdyskusyjny. Mało który program daje początek nowemu słowu, tymczasem przymiotnik sfotoszopowany wszedł do powszechnego użycia jako określenie na wszelkie obrazy poddane fotomanipulacji. Pewnie niezbyt cieszy to Adobe, firmę, która wydaje Photoshopa. Gdy mówimy, że coś jest sfotoszopowane, zwykle chcemy powiedzieć, że jest jak rozdęte krocze Justina Biebera z głośnej reklamy bielizny, tudzież jak twarz Beyonce wygładzona kosmetykami bardziej niż to fizycznie możliwe. Czyli zafałszowane.

 
beforeafter1.jpg
1424334670_betonce-unphotoshopped-photos-leak-online-showing-bad-skin-1.jpg
 

Retusz

Twórcy Photoshopa uważają, że jest niesprawiedliwe utożsamiać ich aplikację z ordynarnym fotoretuszem. Zwracają uwagę, że Photoshop co najwyżej ją ułatwił, zdemokratyzował.

 

Rzeczywiście trudno z tym polemizować. Na wiele dekad przed powstaniem programów do cyfrowej obróbki zdjęć mistrzowie ciemni i retuszu potrafili kreować nieistniejącą rzeczywistość na fotografiach, które pono nie kłamią.

Szukając przykładów zaawansowanej fotomanipulacji sprzed czasów Photoshopa, nie mogłem nie pomyśleć o dość upiornej praktyce reżymu stalinowskiego, zgodnie z którą osoby, które wypadły z łask Słońca Narodów, znikały z fotografii dokumentujących postępy Rewolucji w sowieckim wydaniu.

Więcej o tym przeczytacie tutaj.

commissar.gif
 

Fotomanipulacja nie służyła tylko wymazywaniu z historii upadłych członków Partii, ale i estetyzacji tych, którzy upaść nie mogli. Stalin był jak Beyonce – istota nie z tej ziemi, o doskonałym fizys, starannie korygowanym na fotografiach udostępnianiach wielbiącemu Wodza ludowi. Tych samych sztuczek, które dziś tworzą odrealniony obraz celebrytów, używano do odrealnienia obrazu przywódcy ZSRR.

 

Poza ciemnią

Kiedyś modyfikowanie fotografii wymagało opanowania skomplikowanych technik stosowanych w ciemniach fotograficznych, które w rękach wprawnych speców pozwalały zmieniać obraz rzeczywistości utrwalony na fotograficznej kliszy. Techniki te nie służyły tylko zakłamywaniu. Wiele z nich stanowiło narzędzia faktycznego poprawiania jakości fotografii. Nie dziwota, że stanowiły pierwowzór konkretnych narzędzi i funkcji w Photoshopie:

 
 

Wybaczyłbym Polityce pisanie o fotoszopogennej anoreksji, gdyby napisali też, że obok bycia źródłem ogromu ludzkiego cierpienia program ten bywa czymś jeszcze – jedną z naprawdę magicznych aplikacji, która nawet w niezbyt wprawnych rękach pozwala zdziałać z obrazami cuda.

Ostatnio poproszono mnie o poprawienie skanów pewnej XIX-wiecznej fotografii (cenna rodzinna pamiątka, którą właściciel pragnie poddać digitalizacji, uprzedzając pytania – pamiątka nie z mojej rodziny). Choć jestem zupełnym amatorem, w trochę ponad pół godziny byłem w stanie zrobić to:

 
 
 
 

Przypuszczam, że musiałbym poświęcić lata na naukę umiejętności pozwalających uzyskać zbliżone efekty w ciemni, o ile w ogóle by to było możliwe. Opanowanie narzędzi w Photoshopie potrzebnych do zrobienia tego samego zajęło mi kilka godzin.

Inteligencja obrazu

Jednym z sekretów Photoshopa jest to, że zawiera on całą masę sprytnych algorytmów automatyzujących wiele działań, czasami bardzo zaawansowanych. Jeśli chodzi o przyszłość, celem Adobe jest coś nawet dalej idącego – stworzenie rodzaju sztucznej inteligencji, zdolnej zrozumieć, co tak naprawdę znajduje się na przetwarzanym obrazie. Jak The Verge pisało w artykule o Photoshopie już ponad rok temu :

Aplikacja powinna umieć po prostu wybierać "obiekty" w ten sam sposób, w jaki widzą je użytkownicy, jako "piłkę plażową" albo "drzewo", albo "głowę", nie jako "plamę koloru pierwszego" i "plamę koloru drugiego". Następnie użytkownik powinien móc robić z obiektem, co mu się podoba, z programem dbającym o detale, na przykład o rekonstruowanie tego, co było ukryte za tym obiektem – coś, co w zaczątkowej formie obecne jest w CS6 [poprzednia edycja Photoshopa - przyp. slwstr].  Postrzeganie zawartości oznacza także, że oprogramowanie powinno wiedzieć, kiedy pracujesz nad zdjęciem rodzinnym, a kiedy nad logo, odpowiednio dobierając techniki gradacji kolorów. Oznacza to zjednoczenie wielu funkcji Photosopa, do czego jego architektura jest w sposób unikalny przystosowana.

Jeff [jeden z programistów pracujących nad Photoshopem] chce też nauczyć Photoshopa być bardziej świadomym użytkownika – to, ku czemu naprawdę zmierza, jest sztuczna inteligencja. To zaskakująca idea od Adobe, ponieważ wygląda jak coś, co zostanie zrealizowane przez nowoczesnego giganta internetowego, takiego jak Google, a nie twórców 23-letniej aplikacji pierwotnie stworzonej do wyświetlania zdjęć na czarno-białych ekranach Makintoszy. Ale tam właśnie jest Photoshop dzisiaj.

Ambitne.

 

 
Foto: NASA.

Foto: NASA.

Hubble

Teleskop Hubble'a to, przynajmniej na pierwszy rzut oka, jakby odwrotność Photoshopa – narzędzie stworzone właśnie do odsłaniania wizualnej prawdy o rzeczywistości.

 

Saturn widziany przez teleskop Hubble'a. Kolory są fałszywe – zdjęcie wykonano w ultrafiolecie i następnie dokonano swoistej translacji pozyskanego obrazu na kolory ze spektrum widzialnego. Foto: NASA.

 

Prawda jest troszkę bardziej skomplikowana. Być może tego nie wiecie, ale kolorowe obrazy galaktyk i innych obiektów nie są tym, co naprawdę chwyta Hubble. Poszczególne kamery teleskopu rejestrują światło o określonej długości fali ("kolorze", choć kolor ten nie musi być dostrzegalny dla ludzkiego oka). By przerobić go na obraz strawny dla ludzi, kilka takich fotografii, wykonanych przy różnych długościach fali świetlnej, trzeba połączyć w jedną kompozycję. Zmieszane tak "kolory" dają finalny obraz, tyleż pouczający, co często estetycznie zachwycający.

Wideo poniżej pokazuje, jak się to robi. Rzecz jasna niewymieniony tam z nazwy graphics editing program to właśnie Photoshop:

 
 

Usterka

Wyniesienie Hubble na orbitę kosztowało dwa i pół miliarda dolarów. Eksploatacja instrumentu zużyła kolejne miliardy w następnych latach (łącznie około dziesięciu do 2010 roku).

Gdy napłynęły pierwsze fotografie, okazało się, że jedno z głównych luster budujących układy optyczne teleskopu zostało wykonane wadliwe – jego krzywizna odbiegała od zaplanowanej o trochę ponad 2 nanometry (jeden nanometr to jedna milionowa część milimetra). Misja wydała się niemal katastrofą.

W efekcie usterki jasne i bliskie obiekty rejestrowane były jako nieostre, otoczone wyraźną poświatą plamy. Obiekty mniejsze, ciemniejsze i bardziej oddalone w ogóle nie były chwytane przez kamery Hubble'a. Tymczasem jednym z głównych celów Hubble'a miała być właśnie obserwacja takich oddalonych, słabo świecących ciał kosmicznych, które mogły nam dostarczyć ważnych informacji o początkach Wszechświata (należy pamiętać, że gdy patrzymy na coś bardzo oddalonego, widzimy, jak wyglądało to kiedyś, gdyż w skalach kosmicznych światło musi zużyć miliardy lat, nim pokona drogę, która dzieli nas od takich dalekich obiektów).

Na szczęście w trakcie pierwszej misji konserwacyjnej w 1993 roku zainstalowano na Hubble'u układy korekcyjne. Stwierdzić, że poprawiły one jakość uzyskiwanych obrazów jest pewnym niedopowiedzeniem:

 
Obraz galaktyki M100. Po lewej uzyskany za pomocą oryginalnej, nieprawidłowej optyki Hubble'a, po prawej ten sam obiekt sfotografowany po zainstalowaniu układów korekcyjnych. Foto: NASA.

Obraz galaktyki M100. Po lewej uzyskany za pomocą oryginalnej, nieprawidłowej optyki Hubble'a, po prawej ten sam obiekt sfotografowany po zainstalowaniu układów korekcyjnych. Foto: NASA.

 

Filary stworzenia

Zdjęcia wykonywane po naprawie odsłaniały przed astronomami niezwykłą rzeczywistość. Jedna z najbardziej efektownych fotografii pochodzi z 1995 roku. Obiekt nań uwieczniony był tak wspaniały, że doczekał się odpowiedniej nazwy – Filary Stworzenia. Niedawno Hubble wykonał nowe fotografie tego regionu, w jeszcze wyższej rozdzielczości:

 
NASA, ESA, i The Hubble Heritage Team

NASA, ESA, i The Hubble Heritage Team

 

Struktura ta, odległa od nas o 7000 lat świetlnych, przedstawia obłoki gazu międzygwiezdnego, stopniowo rozwiewane przez powstające w nim nowe gwiazdy (sądzi się nawet, że mogły już zostać rozwiane, a my tego nie widzimy, bo ich światło, które teraz do nas dociera, pokazuje nam jak wyglądały tysiące lat temu).

Na stronie NASA możemy znaleźć opis reakcji na oryginalne obserwacje, gdy Hubble po raz pierwszy sfotografował tę mgławicę:

Gdy Scowen i Hester użyli Hubble'a do zrobienia wstępnych obserwacji Mgławicy Orzeł w 1995 roku, astronomowie widzieli już filaropodobne struktury na obrazach otrzymanych na Ziemi, ale nie tak szczegółowo. Wiedzieli także, że obserwowane fizyczne procesy nie są unikalne dla Mgławicy Orzeł, ponieważ narodziny gwiazd mają miejsce w całym kosmosie. Ale, jak zespół wkrótce zdał sobie sprawę, oddalona zaledwie o 6500 lat świetlnych, M16 jest najbardziej spektakularnym pobliskim przykładem.

Gdy Scowen łączył se sobą Hubble'owskie naświetlenia Orła, oszołomiło go to, co zobaczył. "Zadzwoniłem po Jeffa Hestera i powiedziałem mu 'Musisz tu przyjść, teraz'", wspomina Scowen. "Rozłożyliśmy obrazy na stole i ekscytowaliśmy się z powodu tych wszystkich niewiarygodnych szczegółów, które widzieliśmy po raz pierwszy".

Pierwszą rzeczą, która zwróciła uwagę zespołu w 1995 roku, były strumienie gazu najwyraźniej odwiewane od kolumn. Astronomowie zastanawiali się wcześniej, jaki efekt na otaczający gaz będą wywierać wielkie gwiazdy znajdujące się w gwiezdnych żłobkach. "Tylko jedna rzecz może tak rozświetlić sąsiedztwo: masywna gwiazda wydzielająca wystarczająco energii w postaci ultrafioletu, by zjonizować chmury gazu i sprawić, że zaczną świecić" powiedział Scowen. "Mgławicowe regiony, w których powstają gwiazdy, takie jak M16, są międzygwiezdnymi neonowymi znakami rozgłaszającymi 'Właśnie zrobiliśmy trochę masywnych gwiazd tutaj'. To był pierwszy raz, gdy zaobserwowaliśmy bezpośrednie dowody na to, że siły erozyjne, nie tylko promieniowanie, ale i mechaniczne odrywanie gazu od kolumn, można faktycznie zobaczyć".

Pięć moich ulubionych zdjęć z Hubble'a

Ćwierćwiecze Hubble'a to dobra okazja do robienia różnych podsumowań. Na stronie National Geographic możecie obejrzeć galerię z pół setką według nich najlepszych fotografii wykonanych przez najsłynniejszy teleskop świata.

Ja pozwolę sobie zamieścić skromniejszy wybór pięciu najciekawszych obrazów. Najciekawszych moim zdaniem oczywiście. Pomijam już wcześniej wspomniane i pokazane Filary Stworzenia. Klikając na zdjęcia niżej, możecie je powiększyć.

 

Mgławica Kocie Oko

Mgławica ta powstała z materii wyrzucanej przez umierająca gwiazdę. Wykonane przez Hubble'a zdjęcia w wysokiej rozdzielczości odsłoniły gaz otaczający gwiezdne resztki, który przyjął postać wielu warstw. Uczeni sądzą, że to ślady cyklicznych eksplozji zachodzących co około 1500 lat, w trakcie których gwiazda wyrzucała kolejne porcje materii.

 

NGC 1999

W tym obrazie najbardziej podoba mi się, że wygląda jak jakieś zwykłe światło, może latarnia, uchwycona, gdy wyziera zza gęstej mgły. Tymczasem to gwiazda, zanurzona wewnątrz wielkiego obłoku międzygwiezdnego gazu, który zapewne rozwiewa i jonizuje swoim promieniowaniem, wywołując jego świecenie.

 

M 104 (Galaktyka Sombrero)

Jeśli z jakiegoś powodu intrygowało was, co jest moją tapetą na komputerze, to właśnie to widzicie. Oddalona od nas o niecałe 30 milionów lat świetlnych, przypominająca meksykański kapelusz, Galaktyka Sombrero ma 50 tysięcy lat świetlnych średnicy. Przysłonięte pierścieniem ciemnego, wodorowego pyłu, centralne zgrubienie jaśniejące milionami gwiazd, kryje w swoim wnętrzu supermasywną czarną dziurę.

 

Obiekt Hoaga

Ta nietypowo ukształtowana, oddalona o 600 milionów lat świetlnych galaktyka stanowi do dziś nie do końca wyjaśnioną tajemnicę. Żółta kula w środku to jądro galaktyczne zbudowane ze starych gwiazd. Stąd kolor – starsze gwiazdy zaczynają świecić w cieplejszych barwach. Niebieskawy pierścień zbudowany jest z młodszych gwiazd. Między nimi jest spora przestrzeń, która wydaje się pusta i przeźroczysta – zawiera względnie mało gwiazd.

Pojawia się oczywiście pytanie, jak taki obiekt mógł powstać, ostatecznie w ogóle nie przypomina takich galaktyk jak nasza Droga Mleczna, zbudownych z jądra galaktycznego i wychodzących zeń spiralnych ramion.

Astronomowie nie znają odpowiedzi na to pytanie. Galaktyki trochę podobne do Obiektu Hoaga powstają, gdy mniejsza przebija się przez centrum większej. Niszczy to wtedy strukturę spiralnych ramion, zaś grawitacyjne zaburzenie, rozchodząc się niczym fala na wodzie, inicjuje procesy gwiazdotwórcze w postaci koncentrycznego kręgu nowo powstających gwiazd.

Problem w tym, że w pobliżu obiektu Hoaga nie ma resztek takiej mniejszej galaktyki, która przebiwszy się przez większą, mogła doprowadzić do jego uformowania.

Są rzeczy na niebie, o których nie śniło się astronomom.

 

Abell 383

Jednym z przewidywań teorii względności Einsteina jest, że grawitacja wpływa na drogę pokonywaną przez światło. W konsekwencji, w sprzyjających warunkach, obiekty o dużej masie mogą działać jak grawitacyjne soczewki, skupiające światło obiektów skrytych za nimi.

Coś takiego obserwujemy w przypadku Abell 383, masywnej gromady galaktyk (widocznej jako grupa jasnych, owalnych i elipsoidalnych obiektów w centrum fotografii). Jej grawitacja zniekształca obraz znacznie dalej położonych galaktyk (widocznych jako rozmazane, nitkowate obiekty ułożone koncentrycznie).

Soczewkowanie nie tylko zniekształca obraz dalej położonych obiektów, ale też wzmacnia go. Gdyby Abel 383 nie znajdował się między nami a owymi odległymi galaktykami, ich światło byłoby dla nas jedenaście razy mniej jasne.

Tymczasem dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu możemy lepiej obserwować te odległe obiekty, które są jednymi z najstarszych w widzialnym Kosmosie. Widzimy je takimi, jakimi były zaledwie 950 milionów lat po uformowaniu się Wszechświata. Sądzi się, że tworzące je gwiazdy powstały, gdy Wszechświat miał zaledwie 200 milionów lat.

Przyszłość

Ostatnią planowaną misję konserwacyjną Hubble'a zrealizowano w 2009 roku, przewidując, że Hubble pozostanie sprawny co najmniej do 2015. Póki co nic nie wskazuje, by coś miało mu się stać, uczeni oczekują więc, że będzie działać co najmniej do 2020 roku.

W 2018 roku na orbitę ma być wyniesiony teleskop Jamesa Webba, który będzie miał dużo większe lustro używane do uzyskiwania obrazów obserwowanych obiektów:

Ilustracja (zmodyfikowana): Bobarino, CC BY-SA 3.0.

Ilustracja (zmodyfikowana): BobarinoCC BY-SA 3.0.

Od czasów, gdy tworzono Hubble, poczyniono także znaczące postępy w budowaniu teleskopów naziemnych. Wykorzystanie tak zwanej optyki adaptacyjnej pozwala zniwelować efekty zaburzeń wprowadzanych przez drgania atmosfery. Z kolei połączenie obrazów rejestrowanych przez wiele luster wielu teleskopów daje potencjał obserwacji o bardzo wysokiej rozdzielczości.

Nawet jeśli Hubble zakończy swój żywot, nie zostaniemy odcięci od obrazów Kosmosu, do jakich nas przyzwyczaił.

 

 

Jeśli chcesz mi wysłać komentarz, możesz to zrobić tutaj. Możesz też się do mnie odezwać na Twitterze lub polubić/skomentować coś na fanpage'u bloga na Facebooku.

Klucze, zamki i ewolucja

Klucze, zamki i ewolucja

Pięć lat SDO

Pięć lat SDO