Flexible Image Transport System

FITS (Flexible Image Transport System) je standardní datový formát astronomie. Data ve FITS dodávají profesionální observatoře i vesmírné dalekohledy jako Hubble a James Webb a zapisují ho i kamery astrofotografů amatérů. Máte-li soubor .fits, .fit nebo .fts, je to nejspíš surový snímek z ovládacího programu (N.I.N.A., SharpCap, ZWO ASIAIR a další), složený výsledek ze zpracování, nebo kalibrovaný snímek stažený z archivu některé mise.

Historie

FITS vyvinuli astronomové z USA a Evropy na konci 70. let, aby si mohly observatoře s nekompatibilními počítači vyměňovat data. První popis vyšel v roce 1981 a v roce 1982 vzala formát pod svá křídla Mezinárodní astronomická unie (IAU). Jeho hlavní zásadou je „once FITS, always FITS“: soubor, který jednou byl platný, musí zůstat čitelný pro všechny budoucí programy, takže norma jen přibývá. Verze: NOST 100-1.0 (1993), 2.0 (1999), 3.0 (červenec 2008) a dnešní verze 4.0, kterou pracovní skupina IAU pro FITS schválila 22. července 2016 a v konečném znění vydala 13. srpna 2018. Typy MIME jsou image/fits a application/fits (RFC 4047).

Jak je soubor FITS postavený

• Jednotky hlavička + data (HDU). Za primární HDU mohou následovat rozšíření: další obrázky, textové nebo binární tabulky. Jeden soubor tak pojme snímek, mapu chyb i katalog nalezených hvězd.
• Hlavička je čitelný text z 80znakových „karet“, třeba BITPIX = -32, NAXIS1 = 6248, EXPTIME = 300.0 nebo DATE-OBS. Když FITS otevřete v textovém editoru, údaje o pozorování přečtete hned na začátku.
• Vše se zarovnává na bloky po 2 880 bajtech, dědictví magnetických pásek, na které spoléhají všechny programy dodnes.
• Data jsou číselná pole libovolného rozměru: 8bitová celá čísla bez znaménka, 16, 32 nebo 64bitová se znaménkem, nebo 32 a 64bitová čísla s plovoucí čárkou, v pořadí big-endian. BZERO a BSCALE převádějí uložené hodnoty na fyzikální, 16bitová data z kamer používají BZERO = 32768.
• Klíčová slova WCS (World Coordinate System) přiřazují pixelům souřadnice na obloze.
• Komprese je volitelná. V archivech je běžná dlaždicová komprese (Rice, gzip nebo HCOMPRESS), soubory pak končí na .fits.fz.
• Žádný barevný model. Barevný snímek jsou buď tři roviny v jedné kostce, nebo přímo z barevné kamery jediná rovina s Bayerovou maskou, poznamenanou v klíčovém slově jako BAYERPAT.

Jak otevřít soubor FITS

• FITS Liberator, zdarma a open source, od NOIRLab spolu s ESA, STScI a dalšími, pro Windows, macOS i Linux. Je určený právě k tomu, aby z vědeckých dat udělal obrázek.
• SAOImageDS9, klasický astronomický prohlížeč, a Siril, bezplatný program pro skládání a zpracování astrofotek.
• GIMP otevře jednoduché obrázky FITS, v Pythonu je načte knihovna Astropy.
• Běžné prohlížeče fotek a galerie v mobilu FITS nečtou.

Časté potíže s FITS

Snímek FITS se otevře úplně černý

Data jsou lineární. Slabá mlhovina, kterou jste fotili, zabírá nepatrnou část rozsahu hodnot, zbytek patří několika jasným hvězdám. Astronomické programy pro zobrazení použijí „stretch“ (automatické roztažení, zscale, logaritmickou nebo asinh křivku). Obyčejný prohlížeč i náš převodník mapují hodnoty lineárně, takže výsledek je skoro černý s pár hvězdami. Snímek roztáhněte v Sirilu nebo FITS Liberatoru a teprve pak exportujte nebo převádějte.

FITS z barevné kamery ukazuje šedou šachovnici

Snímek neprošel debayerizací. Umí ji Siril i většina ovládacích programů. Náš převodník debayerizaci nedělá.

Převedl se jen jeden snímek nebo jeden kanál

FITS může obsahovat víc HDU nebo 3D kostku. Náš převodník čte obraz ve stupních šedi a použije první rovinu. Kanály nejdřív rozdělte nebo složte v Sirilu.

Převodník nebere můj soubor .fit

Příponu .fit má i formát aktivit Garmin (viz převod FIT do GPX) a tak s ní také zacházíme. Astronomické soubory přejmenujte na .fits.

Převod FITS

Převod FITS do JPG nebo PNG dá rychlý náhled ke sdílení, převod FITS do TIFF předá snímek do fotoeditoru. V obou případech vypadá roztažený FITS exportovaný z astronomického programu mnohem lépe než surová data. Veškeré vědecké údaje (WCS, expozice, jednotky, tabulky) se v těchto formátech ztratí, originál FITS si proto nechte. Převést běžnou fotku do FITS jde, vědeckou hodnotu jí to ale nepřidá.

FITS v kostce

Zdroje (anglicky): dokumenty normy FITS na webu NASA a popis formátu FITS v Kongresové knihovně USA.