Detalhes Tecnicos
Registo
Alinhamento
Grupos de Ficheiros
Integracao-Empilhamento
Metodos de Integracao
Drizzle
Integracao de Cometas
Processo de desenvolvimento de imagens RAW
Registo
Deteccao
de estrelas
O
DeepSkyStacker detecta automaticamente as estrelas em cada fotografia.
O DSS procura arredondar potualmente as estrelas atraves da luminancia
disfarcando o que puder no arrastamento de algumas estrelas.
Assim que a estela e detectada e utilizada a curva de Gaussian
para valores de luminancia.
A aplicacao dos darks, flats e offsets
e feita antes do registo
Se o fotogramas dark, flat e/ou offset forem verificados
automaticamente, serao aplicados antes do processo do registo.
É altamente recomendaddo serem verificados (os fotogramas) por ordem, pelos dark frames para deteccao de falsas estrelas
que e altamente perturbador no alinhamento dos fotogramas.
Deteccao Automatica dos Pixels Quentes
Por opcao, DeepSkyStacker tenta detectar pixels quentes durante
o processo de registo evitando a deteccao de falsas estrelas.
Esta opcao so funciona com imagens monochromaticas
e imagens RAW Super-pixels,
Bayer.Drizzle, bilinear e AHD modos de interpolacao.
Ajustando a
deteccao de threshold nas estrelas
A deteccao de threshold na estrela e 10% por inerencia-defeito (10% de maxima
luminancia).
Podera mudificar este threshold na opcao Avançada ( Aba ) na caixa de ddetectara estrelas mais distantes.
por outro lado, se aumentar o valor do threshold apenas as maiores estrelas serao
detectadas.
Para ajuda-lo a encontar o melhor threshold para os seus fotogramas pode constactar no programa
o numero de estrelas que serao detectadas. Para o fazer, o DeepSkyStacker usa a
primeira verificacao dos fotogramas activando temporariamente a deteccao dos pixels quentes.
Devera ter em atencao que este numero um indicativo do numero real de estrelas detectadas que podera variar se verificar os fotogramas do dark, do offset e do flat.
Registando os resultados
O
registo dos resultados (numero de estrelas detectadas, posicao, luminancia de cada estrela)
sao salvos num ficheiro de texto com o nome do ficheiro do ficheiro da fotografia com a extencao
.Info.txt.
Nos futuros processos de Integracao, estes ajustes de registo
no processo sao desnecessarios.
Registo de resultados e Parametros
O
registo dos resultados esta muito dependente das atribuicoes dos parametros (especialmente
the nos paramentos de desenvolvimento Raw).
Se esses parametros forem modificados e necessario registar de novo as fotos.
Integrar
depois de registar
DeepSkyStacker pode criar uma corrente dos processos de registo e integracao. Apenas tem que dar
uma percentagem de fotos que deseja manter ate ao fim do
processo do registo para se dar inicio ao processo de integracao. Somente as melhores fotografias
serao usadas no processo de integracao.
Estas funcionalidades permitem a realizacao de todo o processo podendo ir dormir sabendo que
quando levantar podera ver os primeiros resultados.
Alinhamento
Offsets
e analise computacional angular
Durante o processo de alinhamento as melhores fotos (as fotos com as melhores contagens de estrelas)
sao usadas como fotogramas de referencia a nao ser que escolha um fotograma como referencia
usando o contexto do menu.
Todos os offsets e angulos de rotacao sao analizados relativamente ao fotograma de
referencia.
Os offsets rodam angularmente permitindo ao PC identificar padroes de estrelas nos
fotoramas.
Numa linguagem mais tecnica os algaritmos procuram por grandes areas triangulares cruzando
varias distancias (e medindo os multiplos angulos) obtendo um padrao.
Quando obtem o numero suficiente desses triangulos que sao detectados entre o fotograma de referencia
e o fotograma, este ultimo vai ser alinhado com o offsets e a rotacao angular criada pelo PC que
sera validada usando o ultimo metodo do quadrado.
Dependendo do numero de estrelas a raiz quadrada da transformacao bilinear e usada.
Podera consultar o seguinte sitio que me serviu de inspiracao para realizar o
DeepSkyStacker:
FOCAS Automatic Catalog Matching Algorithms
Pattern
Matching with Differential Voting and Median Transformation Derivation
Uso previo automatico de offsets e de angulos criados pelo PC
DeepSkyStacker guarda todas as transformacoes entre o fotograma de referencia
e todos os outros fotogramas para que nao seja necessario re-introduzi-los de novo,
se a informacao de registo nao tenha sido modificada.
A informacao e guardada com o nome do ficheiro, logo apos o fotograma de referencia (e na mesma
pasta) com .stackinfo.txt como extensao do ficheiro.
Grupos de Ficheiros
Grupos de ficheiros
podem ser usados em multiplas noites para simplificar o processo relativo ao mesmo objecto nos ficheiros e respectiva pasta
para cada sessao de imagens.
Se usa apenas o Grupo Principal DeepSkyStacker ele funciona exactamente da mesma forma
que se entrasse ataves, da " Introducao aos Ficheiros de Grupo ".
Existem dois tipo sde grupos de ficheiros: o Grupo Principal e todos os outros grupos.
Fotogramas do objecto fotografado (Abra as suas fotos) do Grupo Principal esta
associado aos ficheiros Dark, Flat e Offset/Bias do Grupo
Principal.
Estes sao os procedimentos do DeepSkyStacker na apresentacao do Grupo
Principal ( apresentacao da tela principal ).
Dark, Flat ed Offset/Bias Frames do Grupo Principal estao associados aos fotogramas de qualquer pasta.
Fotogramas do Dark, Flat Offset/Bias de outras pastas podem estar associadas apenas com os fotogramas da mesma pasta.
Pode criar o numero de ficheiros de grupo que quiser
sabendo que cada ficheiro pertencera apenas a um grupo de ficheiros.
Quando iniciar o DeepSkyStacker apenas o Grupo Principal esta disponivel. Logo que se comece a juntar
ficheiros to the last available group a new empty group tab is created.
Por exemplo:
Durante duas noites faz duas series de fotogramas do mesmo objecto.
Por cada niote tera os fotogramas dos Dark e Flat mas a temperatura nao e a mesma
pelo que os fotogramas dos Darks nao sao compativeis e a orientacao ( movimento algular das estrelas )
sao imperceptivelmente diferentes de uns fotogramas
para os outros.
Associar cada fotograma com o bom fotograma Dark e Flat e o que e preciso
para colocar os fotogramas de Light+Dark+Flat desde a primeira noite numa pasta (ficheiro de grupo) e
todos o fotogramas de Light+Dark+Flat na segunda noite numa outra pasta ( ficheiro de grupo ).
Apenas os fotogramas Offset/Bias que sao comuns as duas noites terao que ser colocados no
Grupo Principal.
DeepSkyStacker automaticamente associa os fotogramas da primeira noite
com os Darks e Flat dessa noite, fazendo o mesmo com os fotogramas
e darks e flats da segunda noite.
O Offset/Bias do grupo principal serao associados aos fotogramas
da primeira e segunda noite.
Integracao ( empilhamento )
Calibracao
do background(tela de fundo negra do Pc)
Esta calibracao consiste na harmonizacao
dos valores do Background do seu Pc, com os fotogramas, antes de serem integrados.
O valor do background e defenido como a media de valores de todos os pixels
de todos os fotogramas.
Existem duas formas de o fazer.
1 - Por Calibracao de Canal do Background nesta opcao cada canal e ajustado separadamente para combinar com o background, criando um fotograma de referencia .
2 - Calibracao de canais RGB vermelho, verde e azul Cada fotograma e harmonizado com os valores do background em tres medianas (uma por cada canal) tomando em consideracao os valores do fotograma de referencia. Em cima criam-se imagens compativeis(stacking wise) esta opcao tambem permite criar um background de cinzentos neutrais.
Calibracao Automatica de Flat frames
Esta calibracao de flat frames corresponde a
equalizaçao de diferentes luminosidades entre o flat frames (antes de swerem combinados)
como o master flat.
O primeiro fotograma do flat e usado como referencia. Os outros fotogramas sao
harmonizados combinando os niveis de luminosidade e os limites dinamicos do primeiro
fotograma do flat.
Deteccao Automatica e Remocao dos pixels quentes
Traduz-se na subtituicao dos
pixels quentes com valores de pixels proximos que estoa bons.
Deteccao automatica e remocao
de artefactos
Exemplo: blooming.
Serao copiadas colunas verticais e colunas horizontais de pixels bons nas proximidades, para sobrepor na area em causa
Entropia baseada na subtraccao do Dark frame
Por opcao a subtraccao do dark frame pode ser optimizada no resultado
da entropia na fotografia (light frame menos dark frame) minimizada
aplicando um coeficiente entre 0 e 1 no dark frame.
Se quiser saber mais sobre este assunto consulte o documento:
Entropy-Based Dark Frame Subtraction
Processo de
Integracao
O
DeepSkyStacker tem o processo de integracao classico.
1 - Passo
Criacao do master offset atraves de todos os offset frames (pelo
metodo de seleccao).
Se for mais que um offset frame verificados, um master offset e criado como
MasterOffset_ISOxxx.tif (TIFF 8, 16 or 32 bit) na pasta do primeiro offset frame.
Este ficheiro pode ser usado como o unico offset frame na proxima vez.
2 - Passo
Criacao de um Master dark atraves de todos os dark frames (pelo metodo de
seleccao). o master offset e
subtraido a cada dark frame.
Se existe mais de que um dark frame verificado, um master dark e criado como
MasterDark_ISOxxx_yyys.tif (TIFF 8, 16 or 32 bit) na pasta do primeiro dark frame.
Este ficheiro pode ser usado como unico dark frame da proxima vez.
Criacao de um master dark flat atraves dos dark flat frames (pelo metodo de
seleccao). O master offset e
subtraido de cada dark flat frame.
Se exite mais do que um dark flat verificado, o master dark flat e creado como MasterDarkFlat_ISOxxx_yyys.tif (TIFF 8, 16 or 32 bit) na pasta do primeiro
fotograma do dark.
Este ficheiro pode ser usado como o unico dark flat frame da proxima vez.
3 - Passo
Criacao de um master flat atraves dos flat frames (pelo metodo de
seleccao). O master offset e o dark flat sao
Se existir mais que um flat frame verificado, o master flat e criado como
MasterFlat_ISOxxx.tif (TIFF 8, 16 or 32 bit) na pasta do primeiro flat frame.
Este ficheiro pode ser usado como o unico flat frame na proxima vez.
4 - Passo
A computorizacao de todos os offsets e rotacoes de todos os fotogramas terao como resultado final
a integracao.
5 - Passo
A criacao final da fotografia resulta na integracao com o metodo
selecionado.
O master
offset e o master dark sao automaticamente subtraidos de cada fotograma e o resultado
e dividido pelo master flat calibrado, e se esta opcao estiver activada os pixels quentes
detectados no dark frame sao removidos e o valor e interpolado por valores
semelhantes nas proximidades.
6 - Passo
Quando o
Bayer drizzle esta activo, os canais RGB ficam normalizados
evitando falta de informacao.
7 - Passo
A fotografia final e automaticamente guardada no ficheiro AutoSave.tif
que e criado na pasta do primeiro fotograma.
Alinhamento do canais RGB
Quando
esta opcao esta activa o DeepSkyStacker tenta fazer o alinhamento dos tres canais (RGB) para
reduzir os efeitos das falsas cores entre os canais, no resultado final da imagem.
Isto traduz-se na fotografia nao mostrar as estrelas mais vermelhas de um lado e mais
azuis do outro lado ( se dividimos visualmente a fotografia ao meio, vemos esse efeito).
Cada canal e registado (as estrelas sao detectadas) e a transformacao (feita pelo Pc)
e entre o melhor e os outros dois.
Esta transformacao e agora aplicada aos outros dois canais que sao alinhados com
o melhor canal.
Uso previo automatico para criar master files
A
existencia de um master file-fotograma mestre (dark, bias, flat e dark flat) criado da lista de ficheiros
sao automaticamente usados sempre e quando for possivel e durante :
- A lista de ficheiros usados que os criaram, nao tenha sido modificada.
- As configuracoes criadas para os usar, nao tenham sido modificadas. Esta aqui incluido
a combinacao dos metodos e parametros ... as configuracoes DDP dos RAW ou FITS, quando os ficheiros RAW ou FITS
sao usados.
Um ficheiro de texto contendo os parametros e a lista dos ficheiros usados para
criar a imagem master-fotografia mestre, e guardada na pasta dos ficheiros master( master File ).
O ficheiro e nomeado apos o ficheiro master, e com a extencao .Description.txt
Quando a discricao nao corresponder com as novas configuracoes o master files sera
automaticamente criado de novo .
Esta caracteristica e invisivel para o utilizador que apenas ve o rapido processamento dos dados
nao sendo necessario a criacao de um novo ficheiro master.
Usando um rectangulo
previamente defenido
Voce pode optar por usar um redimencionamento no DeepSkyStacker
defenindo o tamanho da fotografia no processo final da imagem.
Primeiro, clique na imagem (na pasta onde estao. Covem ser a 1ª imagem como referencia) para ver o tamanho dela . Depois
selecione a area rectangular na imagem. Esta atitude vai defenir-se como padrao para
todas as outras imagens-fotogramas. Para o fazer entre em contexto do menu.
Agora, selecione a area rectangular na imagem que voce vai usar como area rectangular
modelo.
Quando se iniciar o processo de integracao, o rectangulo que voce criou sera
adoptado no processo de integracao.
Esta opcao podera ser de grande ajuda e utilitariaquando usada com
a opcao Drizzle que duplica ou triplica ( o Drizzle ) o resultado da imagem e
alem disso exige muito mais memória e espaco em disco durante o processo de integracao.
De facto, quando padronizamos o retangulo para dimensoes inferiores, da estipulada de origem,
o DeepSkyStacker apenas usará a memoria e o espaço em disco necessarios como suficientes paras as operacoes.
Metodos de Integracao
Proporcao
Este e um metodo simples. A media de todos os pixels e
por cada pixel.
Media-Mediana
Este e o metodo usual quando se utilizam os masters dark criados, flat e
offset/bias. O valor mediano de cada pixel integrado e calculado por cada
pixel.
Maximo
Este e um metodo extremamente simples utilizado quando existe muitos cuidados. O
valor maximo de todos os pixels na integracao e calculado por cada pixel.
Pode ser util para encontar algum erro na integracao mostrando todos os defeitos
de todas as imagens calibradas.
Limando-Aparando com Kappa-Sigma
Este e o metodo usado para eliminar literalmente o desvio dos pixels.
Dois parametros sao usados: numeros de iteraccoes e o uso do desvio stand-normal
que e multiplicativo (Kappa).
Media do Kappa-Sigma ajustado
Este metodo e parecido ao Kappa-Sigma Limado, mas em vez de
rejeitar os valores dos pixels, subtituo-os por uma media de valores.
Avaliacao auto adaptativa
da proporcao
Esta avaliacao da proporcao e adaptada do trabalho de Stetson (see
Artificial Skepticism - Stetson 1989).
Este metodo calcula a consistente proporcao obtida por iteractividade analisada de cada
pixel desde o desvio do padrao comparativamente ao desvio stand criado.
Analise da entropia proporcional (High Dynamic Range)
Este metodo e baseado no trabalho de German, Jenkin e Lesperance (veja
Entropy-Based image merging - 2005) usado para integrar as fotografias harmonizando-as
mantendo em cada pixel a melhor dinamica.
E particularmente importante quando se integram fotografias com diferentes tempos de exposicao
e diferentes Velocidades e Sensibilidades ISO, numa enorme riqueza de informacao
logaritmica. Usando este conhecimento, evita-se queimar o centro das nebulosas e galaxias.
Nota: este metodo exige uma intensa aplicaçao da memoria e do processador do CPU.
Drizzle
Drizzle e um metodo desenvolvido pela NASA para o
Hubble Space Telescope.
O algaritmo e conhecido como a Reconstruçao Linear da Variaçao do Pixel.
Tem um leque vasto de aplicacoes desde modificacoes de resolucao
na integracao de imagens comparadas, ate a simples resolucao harmoniosa duma imagem
preservando as suas caracteristicas (cor, brilho).
Basicamente cada imagem passa por uma grande prova
antes de ser integrada, como seja 2 ou 3 vezes o seu redimencionamento ( pode ser
qualquer valor acima de 1 mas o DeepSkyStacker e o unico que propoe 2 or 3 esse
valor), projectando finalmente a imagem numa fina grelha de pixeis. |
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Como e quando devera usar a opcao Drizzle |
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Como e feito o drizzling
Para efectuar o Drizzle e necessario muita memoria e espaço em disco para
que o processo de criacao seja multiplicado pelo quadrado do factor Drizzle.
Claro que o tempo para criar uma imagem destas e muito longo.
Por exemplo, usando 2x Drizzle com 3000x2000 pixels na imagem will criara uma
imagem de 6000x4000 pixels, pelo qu precisara 4 vezes mais de memoria e espaço em disco,
para o tamanho de imagem que vai ser criada.
Usando a opcao 3x Drizzle, tudo e multiplicado por 9 (3 ao quadrado) e
a menos que you have tenha um CPU poderoso com memoria e espaço em disco disponivel
nao use este sistema nas imagens de DSLR.
Contudo, algumas pequenas imagens (como as que sao criadas pelas primeiras DSI e LPI
cameras), pode fazer algum sentido usar a opcao de 3x Drizzle para alterar a
resolucao.
Uma forma para limitar o aumento da memoria e espaco em disco para usar a opcao
Drizzle e usar o rectangulo personalizado.
Drizzle e Bayer Drizzle
Embora haja quem use as duas funcionalidades no metodo Drizzle a verdade e que nao e
recomendavel o seu uso. O DSS emite um aviso se tentar esta dupla funcionalidade.
Integracao de Cometas
Os cometas sao objectos que se movem rapidamente e quando
as imagens sao integradas em conjunto duas coisas podem acontecer:
- se o alinhamento entre as imagens e feito usando as estrelas, o cometa fica
fosco
- se o alinhamento e feito pelo cometa as estrelas deixam pequenos traços de
arrastamento.
Começando na versao 3.0, do DeepSkyStacker, adicionei duas opcoes para integracao de cometas:
- Criar uma imagem alinhada no cometa tendo como consequencia o arrastamento de estrelas
- Criar uma imagem alinhadas nas estrelas e aqui nao tera arrastamento
das estrelas.
Aqui esta um exemplo de diferentes modos de integracao (passe o rato-mouse em cima do texto
para ver os resultados)
Integracao do Cometa : rasto das estrelas
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O que e necessario fazer
1 - passo: Referenciar o centro do cometa
DeepSkyStacker nao faz automaticamente
a deteccao do centro do cometa nos fotogramas.
Referencie a posicao do cometa em todos os fotogramas. So
se faz uma vez.
Para o fazer, selecione o fotograma na lista e use o
Modo de Edicao do Cometa coloque o cometa no centro.
Se o centro do cometa esta muito longinquo ou demasiado brilhante pode forçar o DeepSkyStacker para
aceitar qualquer posiçao pressionando a tecla ( do teclado ) Shift posicionando
o centro do cometa.
Agora guarda o resultado cliquando em Guardar alteracoes no botao do toolbar.
Se nao quer que o DSS lhe faça a pergunta, acione a opcao para guardar as alteracoes
automaticamente.
Logo que o cometa esteja referenciado na posicao a configuracao e guardada e comecara a ver +(C) contagem
de estrelas adicionadas #lista de colunas de estrelas.
Tem de repetir a operacao por cada imagem-fotograma.
Dica Se o tempo/data das imagens-fotogramas esta correcto ( como e utilizado nas DSLRs e algumas cameras CCD ) podera classificar as imagens por tempo/data e colocar. DeepSkyStacker calculara automaticamente (antes de integrar) a posicao do centro do cometa em todas as imagens. Para fazer isto sera usado o decorrer do tempo entre a primeira imagem e cada imagem para interpolar a posicao do cometa. |
2 - Passo: Selecionar o modo de Integracao
Isto e feito na opcao da Aba
Cometa Aba disponivel nos parametros da caixa
de integracao.
Esta Aba estara disponivel se tiver no minimo duas imagens-fotogramas (incluindo o
fotograma de referencia) tenham sido registadas no cometa.
Desta Aba pode selecionar um dos t^res modos de integraccao para cometas.
Cometa composto e cometa sem imagem
DeepSkyStacker usa imagens com o registo do cometa e imagens sem o
registo do cometa na mesma integracao.
Isto e util para obter um melhor sinal no racio do ruido no resultado final
especialmente na obtencao de detalhes longinquos na imagem (por exemplo: quando o cometa
passa proximo de uma nebulosa ou galaxia).
Qual o metodo de integracao usar
Se procura o metodo de arrastamento de estrelas, entao o, metodo proporcional e o melhor
metodo.
Nos outros casos use a Media-Mediana stacking para pequenas integracoes e
kappa-sigma para grandes integracoes.
Que resultados posso esperar
O mais recomendado dos algaritmos e o da integracao do Cometa e das estrelas preferencialmente
com o efeito da paragem de estrela (ver: integracao de cometas).
O movimento suave dos cometas sao dificeis de detectar em objectos grandes ou grandes estrelas e
neste caso o processo de extraccao do cometa poderia ser menos perfeita.
Em todos os casos, se fizer uma serie de imagens da mesma area sem o cometa
(dia apos dia) melhorara subtancialmente a qualidade final da imagem.
Processo de desenvolvimento das imagens RAW
Ficheiros
RAW descodificados
Os
ficheiros RAW criados pelas DSLRs sao descodificados usando
DCRAW do Dave Coffin.
Esta lista tem o protocolo com a maior parte das DSLRs e esta constantemente a ser actualizada por Dave
Coffin. DeepSkyStacker tambem usa a ultima versao do DCRAW e faz
actualizacoes regulares .
Processo de desenvolvimento
de ficheiros RAW
O
ficheiro e equivalente a um negativo digital. Assim, cada ficheiro Raw precisa de
um processo de desenvolvimento de modificacao de natureza e estrutura.
Existem dois tipos de ficheiros RAW: os que sao usados pela Bayer matrix (a maior parte)
e os que nao sao usados pela Bayer matrix (por exemplo: os que usam a Foveon chip).
Nas explicacoes seguintes eu considewrei os ficheiros raw criados created pela
Bayer matrix baseados nas DSLR.
Bayer
Matrix
O que e a Bayer matrix ?
Quando se usa 8 mega-pixels na DSLR, o chip CMOS ou CCD os valores sao a preto
e branco ( estes valores em raw tem o codigo RGB implicito ) nos 8 mega-pixels que serao submetidos na Bayer matrix
que transformara esses valores em padroes de filtros RGBG ou CYMK mediante cada pixel.
No caso dos filtros RGBG um quarto (1/4pixels) dos pixels serao capturados
vermelho, mais 1/4 azul
e ficam faltando metade(1/2) verde.
Assim os 8 mega-pixels da DSLR produzem imagens com 2 milhoes de pixels vermelhos, a
mesma quantidade de pixels azuis e 4 milhoes de pixels verdes.
Como as Dslr criam as verdadeiras "true" cores das imagens ?
Interpolando os RBG de uns pixels para os outros e na falta das cores primarias copiando os valores dos pixels proximos.
Reconstrucao da cor usando a Bayer matrix - Interpolacao
A primeira forma de reconstruir as cores do Bayer matrix e interpolar os pixels das zonas proximas para a zona em causa de que falta. Existem muitos metodos de interpolacao disponiveis viabilizando maus e bons resultados (linear, gradiente...) mas todos no final degradam um pouco a qualidade da imagem quando se tem que compensar a falta de cor em determinada area, por defeitos dos pixels.
Quando algumas imagens sao ignoradas por pequenissimas manchas pelo
processo de integracao, a integracao de muitas imagens-fotogramas perde muitos finos
detalhes. |
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Reconstrucao da cor usando a Bayer matrix - O Super-pixel
With DCRaw e possivel ter acesso ao Bayer matrix antes de qualquer interpolacao. Deste modo e possivel usar outros metodos para reconstrucao das verdadeiras cores sem estimar a falta de cores primarias. O metodo do Super-Pixel does nao faz interpolacao mas em vez disso cria um simples super pixel de cada grupo de 4 pixels (RGBG).
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Reconstrucao da cor usando o Bayer matrix - Bayer drizzle
Este ultimo metodo sugerido
por Dave Coffin usa a propriedade do processo de integracao para
avaliar os verdadeiros valores do pixel RGB induvidualmente, resultado do uso "natural"
da derivada existente entre cada pixel. |
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