FITS астрономия (.fits)
IAU СтандартГъвкавата система за пренос на изображения (Flexible Image Transport System, FITS) е официалният формат за астрономически данни, одобрен от Международния астрономически съюз (IAU) и НАСА. Тя обхваща наблюдения с астрономически телескопи, изображения от дълбокия космос и многоизмерни спектроскопски кубове от данни.
Конвертиране от FITS към PNG
Безплатен конвертор от FITS към PNG в браузъра. Конвертирайте файлове незабавно на вашето устройство.
Проверка и метаданни
Операционните системи и файловите анализатори идентифицират FITS файлове чрез проверка на началната двоична байтова последователност:
Байтов подпис на заглавката (сигнатурни байтове)
Операционните системи и файловите анализатори идентифицират FITS файлове чрез проверка на началната двоична байтова последователност:
HEX ПОДПИС (ОФСЕТ 0):
53 49 4D 50 4C 45 20 20 3DASCII ПРЕДСТАВЯНЕ: SIMPLE =
Стандартизация: IAU FITS Standard v4.0
Технически спецификации
| Контейнерна архитектура | Заглавни блокове от 2880 байта, съставени от записи ключ=стойност с дължина 80 знака, последвани от блокове с двоични масиви данни от 2880 байта |
| Компресия | Компресия на плочки в изображението (Rice, Gzip, H-compress, PLIO) или некомпресирани двоични данни |
| Поредност на байтовете (Endianness) | Ред от старшия към младшия байт (Big-Endian, стандартът IEEE за числа с плаваща запетая). |
| Цветови пространства | Сурови фотометрични измервания от сензори, многовълнови масиви в инфрачервения, ултравиолетовия и рентгеновия диапазон |
| Канали и структура | Многомерни масиви от данни (2D изображения, 3D спектроскопски кубове, двоични таблици) |
| Максимални размери | До 999 измерения (NAXIS) |
| Прозрачност | Маркери NaN (Not-a-Number) за празни пиксели |
| Поточно предаване и прогресивно зареждане | Заглавката задава точните размери на блоковете с данни за пряк произволен достъп |
Техническа сравнителна матрица: FITS спрямо конкуренти
| Технически атрибут | FITS (Текущ) | HDF5 | TIFF | NETCDF |
|---|---|---|---|---|
| Небесни координати (WCS) | Вграден стандарт (картографиране на RA и Dec към небесни координати) | Няма (изисква персонализирана схема) | Няма (само географски ГИС) | Само географска ширина и дължина |
| Основна дисциплина | Астрономия и астрофизика | Физика с високи енергии и машинно обучение | Фотография и сканиране с настолни устройства | Атмосферни и океански науки |
| Подравняване на блокове | Фиксирани блокове от 2880 байта | Йерархични блокове данни в HDF | Ленти или плочки | Променливи на записите в NetCDF |
| Разгръщане на телескопи | Хъбъл, JWST, ESO, ALMA | Симулации и суперкомпютри | Потребителски / медицински изображения | Метеорологични спътници на NOAA |
Често срещани видове повреди и ръководство за възстановяване на шестнадесетични данни
Грешка в софтуера за астрофотография: 'Заглавната част не завършва с ключовата дума END'.
Първопричина: Липсва ключовата дума 'END' в последната 80-знакова карта на 2880-байтовия блок на заглавната част.
Възстановяване: Допълнете заглавната част с интервали до 80 знака и добавете 'END' с помощта на инструмента за FITS на File2File.app.
Анализ на сигурността и вектори на атака към парсера
Декодерите на FITS обработват заглавни карти с дължина 80 знака, при които неограниченото копиране на низове може да предизвика препълване на буфера в остарели C библиотеки.
Известни вектори на атака
- Препълване на буфера в библиотеката cfitsio при анализиране на дефектни низове с ключови думи в заглавната част.
- Препълване на цяло число (integer overflow) по време на разпределението на масива с размери NAXIS.
- Отказ от услуга (DoS) чрез декомпресиране на изображения с плочки по начин, който изисква прекомерни ресурси.
Най-добри практики за защита: Поддържайте библиотеките cfitsio актуализирани и декодирайте FITS файловете в изолирани пространства от паметта на WebAssembly.
Исторически произход и етапи
Основни предимства
- FITS е широко възприет стандарт за обмен на астрономически данни; обсерваториите използват и други формати.
- Метаданните на Световната координатна система (WCS) преобразуват координатите на пикселите в изображението директно в точни небесни координати (ректасцензия и деклинация).
- Запазва автентични научни фотометрични измервания с плаваща запетая без тонално картографиране със загуба на информация.
Технически ограничения и минуси
- Фиксираното запълване на блокове от 2880 байта създава празни байтове за запълване в малки файлове.
- Не може да се преглежда в стандартни потребителски програми за изображения без специализиран софтуер за астрофотография (DS9, Siril, PixInsight).
- Строгият ред на байтовете Big-Endian изисква размяна на байтовете (byte swapping) на съвременни x86 и ARM процесори.
Интересни технически факти
- Всеки валиден FITS файл започва с точния ASCII текст 'SIMPLE = T' в първите 30 байта.
- 2880 байта е логическа дължина на блок, избрана за делимост с разпространените тогава дължини на машинната дума, а не заради капацитета на физически блок на лента.
- Зашеметяващите цветни изображения на далечни галактики от Космическия телескоп Джеймс Уеб се създават чрез комбиниране на множество монохромни FITS файлове, получени чрез различни инфрачервени филтри.
Често задавани технически въпроси
Защо необработените снимки от телескоп изглеждат черни във формат FITS?
FITS файловете съхраняват необработени линейни измервания на светлината с 16 или 32 бита. За да се видят бледите мъглявини и далечните галактики, данните трябва да бъдат „разтегнати“ чрез нелинейна крива на хистограмата.
Как мога да конвертирам FITS в PNG или JPG?
Можете за секунди да промените тоналния диапазон, да разтегнете и да преобразувате астрономически FITS файлове в красиви PNG или JPG изображения с File2File.app директно в браузъра си.
Кой софтуер отваря FITS файлове?
SAOImage DS9, PixInsight, Siril, AstroPixelProcessor, GIMP (с плъгин) и File2File.app.
Свързани двойки за конвертиране на FITS
Конвертирането на астрономически контейнери с данни във формат FITS в растерни изображения във формат PNG позволява на учените да споделят сурови наблюдения на космоса в стандартни уеб браузъри и офис софтуер.
Преобразувайте астрономическо изображение във формат FITS в едностраничен PDF файл в скала на сивите тонове. Стойностите на пикселите се разтягат линейно за визуализация, така че PDF файлът е предназначен за преглед, а не за измерване.