Strumenti & Tecnica

Cosa serve

"L'astrofotografia é la tecnica che consente di ottenere spettacolari immagini dei corpi dell'universo: dai pianeti alla Luna, dalle galassie alle nebulose, dal Sole agli ammassi stellari. L'astrofotografia di alcuni oggetti può essere semplice mentre per altri, soprattutto a causa della loro bassa luminosità, è più difficile e può richiedere particolari strumenti e tecniche. Grazie alla rivoluzione digitale avvenuta nella fotografia degli ultimi 10 anni, l'astrofotografia ha fatto grandi passi avanti e tutti possono ottenere bellissime fotografie dell'universo utilizzando i giusti strumenti."

Se dovessi descrvere a mie parole che cos'è l'astrofotografia direi semplicemente che è la fotografia del cielo e dei corpi celesti. La strumentazione in taluni casi è simile a quella della fotografia tradizionale, in altri assai diversa. La cosa che distingue l'astrofotografia dalla fotografia tradizionale sono le tecniche di ripresa e l'elaborazione.

In queste poche pagine non si nessuna intenzione di scrivere un trattato di astrofotografia in quanto noi stessi siamo dei neofiti,ma di dare alcune basi per coloro che volessero avvicinarsi a questa disciplina e non hanno assolutamente nessuna idea di dove iniziare. Perciò per gli approfondimenti vi consigliamo di cercare su siti internet specializzati o nella sezione "testi".

In queste pagine affronteremo in particolare non tutta l'astrofotografia, ma ciò che stiamo realizzando noi sul campo.

Ma una cosa importante la vogliamo dire prima di tutto, tutte le foto che si vedono in giro ed anche le nostre sono elaborate. Non potete pensare, se non in casi eccezionali in posti eccezzionali, di fare una foto e quello sia il risultato finale.

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Strumentazione

In astrofotografia si possono utilizzare tutta una serie di strumenti che sono funzionali allo scopo che si vuole raggiungere. Alcuni strumenti sono atti per la ripresa, altri per permettere la ripresa stessa. Ne elenchiamo solo alcuni non volendo entrare troppo nei dettagli poco nteressanti.

Strumenti di ripresa

  • Reflex digitale: la reflex è uno strumento sempice per fare astrofotografia. Ne esistono in commercio molti tipi e modelli. Tale macchina è la stessa che si usano comunemente per fare le classiche foto. Tutto dipende dalla qualità del sensore. Oggi le migliori sono ovviamente le full frame. Hanno il grande vantaggio di essere comode e di vedere immediatamente il risultato.
  • Reflex digitale modificata: sono reflex normali a cui sono stati tolti i classici filtri dell'infrarosso e dell'ultravioletto in modo che siano maggiormente performanti per le fotografie astronomiche. Generalmente vengono modificate delle reflex tradizionali, ma in alcuni casi troviamo delle macchine appositamente progettate per tale scopo come la la Nikon 810a e Canon EOS 60Da. Addirittura si trovano in commercio con raffreddamento. Possono essere utilizzate per scopi tradizionali applicando filtri particolari.
  • Webcam: La webcam viene utilizzata esclusivamente con i metodi di proiezione d'oculare o fuoco diretto. È uno strumento molto in voga tra gli astrofili perché il rapporto qualità/prezzo risulta essere molto conveniente. Specie nella ripresa dei pianeti, sfruttando la velocità di ripresa in frame al secondo, è possibile da un filmato congelare un'unica immagine quasi esente dalle deformazioni del seeing.
  • CCD/CMOS: è considerato attualmente lo strumento di eccellenza per l'astrofotografia. Esso viene utilizzato al fuoco diretto di un telescopio, consentendo di ottenere immagini di altissima qualità. Il suo utilizzo è tuttavia piuttosto complesso poiché richiede una serie di pre-regolazioni necessarie alla calibrazione del sensore. Anche il telescopio deve essere perfettamente funzionante e allineato. Il principio di funzionamento è sostanzialmente uguale a quello delle webcam, ossia quello di produrre un filmato in cui i singoli frame sono ottenuti con lunghi tempi di esposizione.

Supporti

  • Cavalletto: si usa solo con le reflex digitali, ma deve essere robusto per evitare oscillazioni.
  • Astroinseguitore: per compensare la rotazione terrestre. Si usa sia con reflex che con ccd.
  • Montature telescopiche: sono montature più prestanti di un astroinseguitore soprattutto per precisione e per possibilità di carico.Molto spesso sono abbinate col telescopio stesso, ma non necessariamente. Devono essere in configurazione altazimutale.

Accessori di ripresa

  • Filtri anti inquinamento: lo dice la parola stessa.
  • Filtri colorati: si usano per le camere ccd a mnocolore.
  • Obiettivi fotografici: dipende molto da cosa voglio fotografare, non esiste il tuttofare.
  • Telescopi: servono come "zoom" per riprese a fuoco diretto, o come strumenti guida.
  • Computer: sprattutto con le camere ccd è indispensabile avere un computer.
  • ...

Tecnica

L'astrofotografia non può essere spiegata semplicemente con una tecnica. Infatti in funzione del tipo di oggetto che si vuole fotografare la tecnica di ripresa può variare anche se concettualmente la si può dividere in alcuni grandi macroargomenti. Qui proponiamo solo le tecniche che usiamo e non tutte le possibilità offerte. In aggiunta dobbiamo sottolineare come siamo dei neofiti e non pretendiamo di scrivere un trattato.

Quando si scatta tutte le immagini devono essere salvate nel formato raw per poter essere elaborate successivamente!

CONSIGLIO... ...ARMATEVI DI PAZIENZA! E SPERIMENTATE!

Nella sezione foto oltre a vedere le immagini troverete i parametri di scatto.

Meglio tante foto

  • Per ogni immagine scattata c’è una quota di rumore ed una quota di segnale (stelle).
  • Per ogni immagine la quota rumore è casuale, cioè un po’ diversa per ogni scatto, mentre la quota segnale è sempre la stessa.
  • Se faccio varie foto dello stesso soggetto e le sommo (o meglio effettuo una media), il rumore diminuisce rispetto al segnale, ovvero rispetto al soggetto che intendo fotografare.
  • Quindi più foto riprendo è migliore sarà il risultato!
  • 60 pose da 1” = 1 posa da 60”? Sfortunatamente no. Una posa più lunga comunque registra più segnale e quindi cattura più fotoni e quindi il risultato è diverso. Maggiore è il segnale raccolto minore risulta la quota rumore (in percentuale), quindi l’oggetto fotografato risulta più evidente.

Quali sono i tipi di immagini da scattare

  • Light o Luminanza: è la mia foto
  • Dark Frame: è l’immagine ottenuta dal rumore termico accumulato nel sensore e dipende dal tempo di posa, dalla temperatura e dalla sensibilità impostata. Si riprende nelle stesse condizioni della posa in luminanza (ISO, dutata, temperatura) tappando l’ottica.
  • Bias Frame: è il segnale elettrico del sensore. Esso dipende solo dalla sensibilità impostata sulla reflex. Si riprende impostando il tempo più breve con macchina tappata. Generalmente sulle reflex 1/4000 s.
  • Flat Field: è l’immagine ottenuta dai difetti dei pixel del sensore, vignettatura e granelli di polvere. Non dipende dal tempo di esposizione ne dalla temperatura ma è legato alla configurazione ottica della ripresa. Si riprende illuminando uniformemente con luce bianca uno schermo bianco.

E quanto ne devo scattare

Ma quanti light, dark, bias e flat devo fare? La risposta è semplice: più light faccio e più segnale riesco ad ottenere. Personalmente vi consigli di farne almeno 20, ma il minimo sarebbero 3. Per quanto riguarda i dark meglio se un numero confrontabile coi light , io ne consiglio almeno 10. Per i bias potete farne quanti volete in quanto fate presto. Consigliabili sempre più dei light.

Capitolo flat. Sembra una cosa scontata, ma i flat sono importantissimi e vi cambiano la vita in post produzione. Fateli utilizzando una tavoletta grafica illuminata (ad esempio) modificando iso (bastano 100) e tempi in modo che l'immagine che vi appare abbia l'istogramma sia tra la metà e i due terzi. Dalla letteratura sembra che sia inutile andare sopra 17 pose. Importante è che lo strumento si trovi nelle stesse condizioni di treno ottico.

Post produzione

E poi qui inizia il grande capitolo della post produzione. Io utilizzo pixinsight, software dedicato all'astrofotografia (vedi sezione). Non sono un esperto, ma qui vi illustro solo alcuni passaggi fondamentali.

  • Creazione del Master Bias
  • Creazione del SuperBias
  • Calibrazione dei dark frames con il super bias
  • Creazione del Master Dark
  • Calibrazione dei Light frames con il super bias ed il master dark
  • Debayerizzazione dei light frames calibrati
  • Correzione di difetti del sensore
  • Selezione dei migliori frames da utilizzare per l'allineamento e l'integrazione
  • Allineamento dei light frames rispetto ad un frame di riferimento
  • Integrazione dei light frames rispetto ad un frame di riferimento
  • Ritaglio dei bordi dell'immagine
  • Diminuzione dell'effetto di distorsione atmosferica ed esaltazione di alcuni dettagli
  • Eliminazione di gradienti derivanti da inquinamento luminoso e/o vignettatura
  • Neutralizzazione del fondo cielo
  • Calibrazione dei colori con l'allineamento degli istogrammi
  • Rimozione della dominante verde tipica dei sensori con matrice di Bayer
  • Riduzione del rumore con immagine in fase lineare
  • Stretching degli istogrammi per tirare fuori il segnale compresso
  • Trasformazione delle curve per incrementare il livello di saturazione dei colori, mettere in evidenza i dettagli fini
  • Riduzione del rumore in fase non lineare
  • Evidenziazione delle strutture fini

Scritti così fanno paura, ma questo è per farvi capirela differenza tra un'immagine singola pur bella, ad una decisamente migliore.

Informazioni

Astronomia Valli del Noce è un portale che vuole essere un punto di incontro e di informazione per l'attività astronomica che si svolge in Val di Non e Val di Sole (Trentino), ma non solo. Vuole anche essere un punto di partenza per tutti quegli astrofili alla ricerca di informazioni sul mondo dell'astronomia e per tutti quei neofiti che si avvicinano per la prima volta all'astronomia.

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