Prima o poi saremo tentati di utilizzare strumenti di intelligenza artificiale per “migliorare” le nostre immagini planetarie. Bene, non facciamolo e vi spiego il motivo!
La tentazione di usare l'IA per migliorare le nostre immagini planetarie
L’intelligenza artificiale ormai è in ogni aspetto della nostra vita, anche quello dell’elaborazione delle immagini. Software di fotoritocco come Photoshop o suite ancora più specifiche, come quelle messe a disposizione dall’azienda Topaz, utilizzano sistemi di intelligenza artificiale per migliorare le nostre immagini. Anche modelli generalisti, come ChatGPT, Claude, Gemini..., possono farlo, in teoria.
Se nel caso della fotografia artistica e naturalistica questi strumenti possono aiutare, se usati con criterio, nel caso dell’imaging planetario faranno sempre degli enormi danni, creando dettagli inesistenti e rovinando la validità delle nostre riprese (e la nostra reputazione!).
I concetti alla base dell’elaborazione nell’imaging planetario
Quando fotografiamo i pianeti stiamo cercando di rappresentare nel modo migliore possibile la realtà. Questa realtà dipende criticamente da alcuni fattori, tra i quali il più importante è la risoluzione del nostro telescopio. La risoluzione di uno strumento è dettata da severe leggi della fisica che non si possono superare e determinano le dimensioni minime dei dettagli che potremo sperare di vedere nelle migliori condizioni atmosferiche e di ripresa.
Quando elaboriamo un’immagine planetaria, frutto dello stacking di diverse centinaia o migliaia di singoli fotogrammi, applichiamo di solito dei filtri di contrasto (wavelet, maschere sfocate). Sono delle funzioni matematiche più o meno complesse che hanno l’obiettivo unico di mostrare ai nostri occhi tutti i dettagli catturati durante la ripresa, che nell’immagine grezza sono invisibili, ma presenti. Di conseguenza, i filtri di contrasto dovrebbero rendere visibile tutta l’informazione già catturata, senza alterarne la forma e le dimensioni.
Cosa succede se usiamo l’IA
Quando diamo in pasto la nostra immagine già elaborata all’intelligenza artificiale per “migliorarne” la nitidezza, questi strumenti, che siano Chat GPT o software più specifici, fanno esattamente quello che gli si chiede, trascurando le leggi della fisica e spesso anche la forma reale dei dettagli. In base ai modelli su cui sono stati allenati e al nostro prompt, interpretano i dettagli e ricostruiscono l’immagine, facendo spesso perdere totalmente l’aderenza alla realtà e l’informazione (buona o brutta che sia) originaria che abbiamo catturato.
A volte l’effetto può persino essere a prima vista gradevole e verosimile: questo è il punto più delicato. Le IA possono creare versioni verosimili della nostra immagine migliorata, che però NON sono reali e di certo NON corrispondono a quanto il nostro strumento poteva fotografare considerando le leggi della fisica.
Un esempio assurdo (ma comune)
Una volta che abbiamo elaborato la nostra foto la diamo in pasto a ChatGPT (o modelli equivalenti) e gli diciamo di migliorarla. Se ci manteniamo molto generici nel prompt, ecco quello che viene fuori:
Ovviamente ChatGPT, o chi per lui, ha semplicemente creato una nuova immagine sintetica di Giove, senza alcuna aderenza con la nostra iniziale. Questo è un modo palese di capire che qualcosa è andato storto e se pubblicassimo questa nuova “versione” lo faremmo in chiara malafede.
Un esempio verosimile ma irrealistico con software specifici
Ci sono casi in cui capire se il miglioramento fornito dall’intelligenza artificiale è plausibile o no diventa più difficile e a un occhio non esperto potrebbe sfuggire (ma non a me, quindi attenzione!). Il seguente esempio di Marte rende bene l’idea.
A sinistra l’immagine finale elaborata con i filtri di contrasto classici. Marte era lontano dalla Terra, ho usato un telescopio da 25 cm di diametro e le condizioni atmosferiche erano ottime. I dettagli più piccoli che si vedono corrispondono esattamente al potere risolutivo di un telescopio da 25 cm di diametro: siamo arrivati al limite di quello che consentono le leggi della fisica quanto a risoluzione, non possiamo migliorare la nitidezza di questa immagine!
Ma se usiamo un software di fotoritocco con delle funzioni di sharpening basate su modelli IA, ecco che la nostra immagine di Marte aumenta magicamente la sua risoluzione. Nella versione di destra vediamo che sono persino comparsi crateri da impatto e dettagli che ricordano molto da vicino le immagini straordinarie del telescopio spaziale Hubble. Sono dettagli verosimili, impressionanti a prima vista. Se potessimo osservare un’immagine di Hubble della stessa regione, probabilmente troveremo persino ottime corrispondenze. Il problema è che un telescopio da 25 cm di diametro NON può fisicamente catturare un’immagine del genere: l’informazione è stata creata! Anche questa immagine, dunque, è chiaramente inventata, o comunque impossibile con lo sturmento usato e non dovrebbe mai essere pubblicata.
Anche con Giove le cose non vanno bene. Dare in pasto un'immagine già elaborata a qualsiasi software IA produce, nel migliore dei casi, contrasti esagerati, dettagli troppo piccoli e forme scolpite. Un pianeta gassoso non è così!
Un esempio corretto ma di pessima qualità
I software di miglioramento delle immagini basati sull'IA non vanno mai bene e non andrebbero mai usati. Per quanto riguarda, invece, i modelli di IA più generalisti, come ChatGPT, Claude o Gemini, con i prompt giusti e ricordandogli di rispettare le leggi della fisica, possiamo provare a fargli elaborare un'immagine grezza, invece della versione che abbiamo già elaborato e che non può più dire nulla quanto a risoluzione e dettagli. Il risultato, di solito, sarà molto al di sotto di quello che potremo ottenere noi con filtri wavelet e un po' di cervello. Morale della favola: in questo caso non la IA non ha creato niente ma noi siamo decisamente più bravi, almeno per ora!
Il verdetto
Il mio consiglio spassionato è: non utilizziamo strumenti di intelligenza artificiale per migliorare la nitidezza delle nostre immagini planetarie. Anche nei casi più controllati, con prompt o software adeguati, ogni strumento di IA cambia in modo distruttivo e non coerente con le leggi della fisica la natura della nostra immagine, se l'abbiamo già elaborata. Se proviamo a fargli elaborare un'immagine grezza, invece, potrebbero fare cose coerenti con le leggi della fisica ma con risultati molto peggiori di quelli a cui potremo arrivare noi.
Se la fase di acquisizione e di stacking sono state fatte bene, i filtri di contrasto classici (wavelet e maschere sfocate) riescono a far uscire tutto il segnale raccolto nel migliore dei modi. Qualsiasi intervento con la IA a questo punto altera tutto. So che potremmo avere la tentazione di usare la IA per le nostre immagini planetarie e per provare potremo farlo, ma dobbiamo essere coscienti che un’immagine planetaria che è passata per un software IA è un quadro artistico senza alcun valore scientifico e, spesso, senza aderenza alla realtà.
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