Procy
16/04/07, 14:18:54
Hola a todos
Desde luego yo no soy el más indicado para tutorear a nadie, puesto que yo también me considero otro principiante mas y hay muchos con mas conocimientos que yo, pero por petición popular voy a permitirme la licencia por esta vez :oops:
Quizás antes debería centrarme en las técnicas de obtención de las imágenes; pero es un campo amplísimo y quizás los que estén iniciándose encuentren mas dificultades en encontrar información sobre la calibración y promediado..., eso lo dejaremos para mas adelante si hay gente interesada
Bien; lo primero que debemos tener en cuenta cuando nos disponemos a realizar fotografía astronómica es que la propia tecnología que vamos a utilizar nos va a incluir una serie de información falsa. Me explico:
El sensor (el cmos de la canon 350D en mi caso) lo que hace es transformar los fotones que recibe en una señal digital, pero hay que tener muy presente que todo el material electrónico que hay detrás se calienta y emite electrones; estos electrones pueden chocar con la parte trasera del sensor, y este los interpreta como más fotones. De esta forma, junto con la información que queremos recibir del objeto de cielo profundo que estemos fotografiando, se registra también una serie de información falsa que no deseamos: Ruido (en este caso, hablamos de ruido térmico)
Además, también debemos tener en cuenta lo que hay delante del sensor: la óptica.
No hay lentes ni espejos absolutamente perfectos, por tanto también tendremos registrados en la imagen una serie de defectos ópticos (viñeteo por ejemplo) que tampoco son deseables.
Y por último, cuando se finaliza la exposición de una toma, también se introduce información falsa durante el recuento de la señal en la conversión analógica-digital: Ruido de lectura
De los tres, el que da más problemas y con el que hay que tener más cuidado es con el ruido térmico....
Generalmente no importa mucho, pues normalmente cuando hacemos una fotografía “convencional” con una reflex digital, tenemos una cantidad de señal (fotones) increíblemente enorme e infinitamente mayor a la cantidad de ruido térmico (muy pequeño por utilizar tiempos de exposición rapidísimos). En cambio, en fotografía astronómica, donde la luz nos llega a cuentagotas y tenemos que utilizar necesariamente tiempos de exposición enormes, la relación señal ruido (cociente Señal/Ruido) es mucho mucho menor y un enemigo a combatir...
Muy bien, ahora que sabemos cual es nuestro principal enemigo, vamos a ver sus características, pues la estrategia para combatirle vendrá derivado de este conocimiento:
1º -> una toma con un tiempo de exposición X, a 800 iso y con una temperatura ambiente determinada, tendrá muchísimo menos ruido que otra toma del mismo tiempo y temperatura a 1600 iso.
una toma con un tiempo de exposición X, a 400 iso y con una temperatura ambiente determinada, tendrá muchísimo menos ruido que otra toma del mismo tiempo y temperatura a 800 iso
Por tanto, haremos las tomas a 200-400 iso y a 800 iso sólo si vamos a hacer muchas (luego veremos porqué)
2º -> Al ruido térmico le gusta la temperatura alta. Tendremos más ruido en verano que en invierno pero además, incluso en una misma noche, si durante el comienzo de la sesión fotográfica tenemos por ejemplo 20º y cuando terminamos tenemos 18º, 17º o los que sean, las primeras tomas no tendrán la misma cantidad de ruido que las últimas (las primeras tendrán mas, o al revés si en vez de disminuir, la temperatura aumenta)
3º -> El ruido es prácticamente aleatorio, si hacemos dos fotografías no tendremos el ruido distribuido de igual manera en las dos tomas
4ª -> Una toma con 2X tiempo de exposición, tendrá mucho más ruido que otra toma al mismo iso y tiempo de exposición X
5º -> Un sensor nuevo tendrá menos ruido que uno viejo (la antigüedad de los elementos electrónicos influye)
Estrategias para combatir el ruido térmico:
1º -> Utilizar, como ya hemos comentado, isos bajas en la medida de lo posible.
2º -> Toma de darks
Una toma oscura o dark es una fotografía realizada con el objetivo tapado, y es necesario además, que tenga el mismo iso, tiempo de exposición y en las mismas condiciones de temperatura que la toma de luz que hayamos hecho antes.
De esta forma tendríamos en la toma de luz: información útil + ruido
Y en la toma dark: 0 + ruido
Si se restan obtenemos una imagen en la que toda información es útil. Tendríamos así una imagen calibrada en lo que a ruido térmico se refiere
En la práctica, cada vez es menos necesario hacer tomas dark por los avances en software. Yo por ejemplo utilizo los darks automáticos de la cámara (buscad en el manual “reducción de ruido”) y van bastante bien. Haces una foto, y en cuanto termina la exposición, se baja el espejo y la cámara hace otra toma con los mismos parámetros automáticamente. Cuando muestra el resultado, ya le ha restado la dark ella sola :)
La teoría por el contrario, lo que nos recomienda es hacer mas de un dark (recordad que el ruido es aleatorio en gran medida); de tal forma que se necesitan por lo menos 9 tomas dark para promediar debidamente. El resultado de promediar (es algo así como una media algebraica, aunque no exactamente) nos dará lo que se llama “master dark” y se le restaría a cada una de las tomas que hayamos hecho esa noche.
3º -> Promediar (o apilar) muchas tomas de luz.
El promediado se hace por lo siguiente:
Aunque hayamos hecho la reducción de ruido, es muy posible que no lo hayamos sustraído todo.
Imaginaros que tenemos un píxel con ruido, con un valor X (entre 0 y 255, ya sabéis....); como el ruido es aleatorio, ese píxel no resultara afectado en otras tomas, así que si tomamos 5 imágenes del objeto de cielo profundo que sea y las promediamos, ese valor sería en la imagen promediada de X/5, y por el contrario, la señal saldrá potenciada.
Una imagen resultado de promediar 5 imágenes al iso que sea, y con un mismo tiempo de exposición siempre será mucho mejor que una de esas imágenes sueltas; tendrá mas información, menos ruido, y además los errores de seguimiento que pudiéramos haber tenido en alguna de ellas no aparecerán...
Aquí alguien podría preguntar..., ¿dónde tendremos mas información, en un promedio de 3 tomas de 10 minutos cada una, o en un promedio de 10 tomas de 3 minutos cada una?; lo que esta claro es que en el segundo caso el ruido será menor, pero nadie tiene la “fórmula mágica” para poder asegurar que lo ideal es hacer tantas fotos de tantos minutos. Ante la duda mi consejo es: 10 tomas de 10 minutos cada una
De todas formas hay que tener presente una cosa, y es que aunque promediando se potencia la información que se recibe en una sola, no va a aparecer por arte de magia cuando promediemos información que no este en las tomas sueltas (si queremos hacer una nebulosa muy débil y usamos tiempos cortos... y queremos promediar 1000 tomas...., 0 información X 1000 = 0 información)
Para promediar hay muchos programas, pero se suele recomendar el Deepskystacker (software libre); es automático, alinea y promedia rápidamente y sobre todo es fantástico para ir conociendo los distintos tipos de promediado.
Sin embargo hay que decir que algunas veces hace “cosas raras”, sobre todo si se trabaja con nebulosas. Da un resultado grisáceo y falto de color, lo cual obliga luego a ser muy agresivo en el tratamiento sobre la imagen promediada, en la saturación del color...
Yo por ejemplo utilizo maxdslr. Es de pago y muchas veces hay que alinear las tomas manualmente y es lentísimo, pero da un resultado soberbio!
Aquí teneis una captura de pantalla del Deepskystacker:
http://img150.imageshack.us/img150/4398/50635474rf3.jpg
Estrategias para combatir los defectos de la óptica:
1º -> Toma de Flats
Una toma flat (solo hace falta una por sesión) se realiza sobre una superficie blanca iluminada uniformemente y con el mismo punto de enfoque que utilicemos para las tomas de luz. En este caso, en lugar de restar como con los darks, se divide
2º -> Extracción del modelo de fondo.
No es lo más recomendable si nos atenemos a lo que nos dice la teoría (ademas, no te quita las manchas del sensor, mientras que los flats si lo hacen), pero lo cierto es que cada vez son menos los que hacen flats, gracias a la aparición de herramientas informáticas extremadamente útiles en este sentido
El software a utilizar para la extracción del modelo de fondo es la versión beta de Pixinsight; Aquí teneis una captura:
http://img150.imageshack.us/img150/678/34428857nj1.jpg
La imagen original (sobre tripode, con el 18-55 a 18mm, 2900 segundos, F4,5 a 200 iso sobre la estrella polar):
http://img138.imageshack.us/img138/1919/polarantesln2.jpg
La imagen resultado de dividir por el modelo de fondo (como se ve, se ha corregido en gran medida tanto el viñeteo como la contaminacion luminica):
http://img150.imageshack.us/img150/4665/polardespuesgk9.jpg
Estrategias para combatir el ruido de lectura:
1º -> Toma de Bias
Una toma bias, es una toma sin señal (con el objetivo tapado) con el mínimo tiempo de exposición que permita la cámara, para asegurarnos que no aparezca ruido térmico. Sólo es necesario una toma por sesión, y también se resta, igual que los darks
Para más información, recomiendo encarecídamente la visita de esta página: http://www.astrosurf.com/afernandez/equipment/ccd/snr_v100_web.htm
En fin..., me dejo naturalmente muchas cosas en el tintero, pero solo pretendía dar una serie de conocimientos básicos sobre el tema y desde luego, como ya digo, no creo que sea el mas indicado pero con eso y con todo espero que el rollo que os he metido le sirva a alguien :)
Saludos
Desde luego yo no soy el más indicado para tutorear a nadie, puesto que yo también me considero otro principiante mas y hay muchos con mas conocimientos que yo, pero por petición popular voy a permitirme la licencia por esta vez :oops:
Quizás antes debería centrarme en las técnicas de obtención de las imágenes; pero es un campo amplísimo y quizás los que estén iniciándose encuentren mas dificultades en encontrar información sobre la calibración y promediado..., eso lo dejaremos para mas adelante si hay gente interesada
Bien; lo primero que debemos tener en cuenta cuando nos disponemos a realizar fotografía astronómica es que la propia tecnología que vamos a utilizar nos va a incluir una serie de información falsa. Me explico:
El sensor (el cmos de la canon 350D en mi caso) lo que hace es transformar los fotones que recibe en una señal digital, pero hay que tener muy presente que todo el material electrónico que hay detrás se calienta y emite electrones; estos electrones pueden chocar con la parte trasera del sensor, y este los interpreta como más fotones. De esta forma, junto con la información que queremos recibir del objeto de cielo profundo que estemos fotografiando, se registra también una serie de información falsa que no deseamos: Ruido (en este caso, hablamos de ruido térmico)
Además, también debemos tener en cuenta lo que hay delante del sensor: la óptica.
No hay lentes ni espejos absolutamente perfectos, por tanto también tendremos registrados en la imagen una serie de defectos ópticos (viñeteo por ejemplo) que tampoco son deseables.
Y por último, cuando se finaliza la exposición de una toma, también se introduce información falsa durante el recuento de la señal en la conversión analógica-digital: Ruido de lectura
De los tres, el que da más problemas y con el que hay que tener más cuidado es con el ruido térmico....
Generalmente no importa mucho, pues normalmente cuando hacemos una fotografía “convencional” con una reflex digital, tenemos una cantidad de señal (fotones) increíblemente enorme e infinitamente mayor a la cantidad de ruido térmico (muy pequeño por utilizar tiempos de exposición rapidísimos). En cambio, en fotografía astronómica, donde la luz nos llega a cuentagotas y tenemos que utilizar necesariamente tiempos de exposición enormes, la relación señal ruido (cociente Señal/Ruido) es mucho mucho menor y un enemigo a combatir...
Muy bien, ahora que sabemos cual es nuestro principal enemigo, vamos a ver sus características, pues la estrategia para combatirle vendrá derivado de este conocimiento:
1º -> una toma con un tiempo de exposición X, a 800 iso y con una temperatura ambiente determinada, tendrá muchísimo menos ruido que otra toma del mismo tiempo y temperatura a 1600 iso.
una toma con un tiempo de exposición X, a 400 iso y con una temperatura ambiente determinada, tendrá muchísimo menos ruido que otra toma del mismo tiempo y temperatura a 800 iso
Por tanto, haremos las tomas a 200-400 iso y a 800 iso sólo si vamos a hacer muchas (luego veremos porqué)
2º -> Al ruido térmico le gusta la temperatura alta. Tendremos más ruido en verano que en invierno pero además, incluso en una misma noche, si durante el comienzo de la sesión fotográfica tenemos por ejemplo 20º y cuando terminamos tenemos 18º, 17º o los que sean, las primeras tomas no tendrán la misma cantidad de ruido que las últimas (las primeras tendrán mas, o al revés si en vez de disminuir, la temperatura aumenta)
3º -> El ruido es prácticamente aleatorio, si hacemos dos fotografías no tendremos el ruido distribuido de igual manera en las dos tomas
4ª -> Una toma con 2X tiempo de exposición, tendrá mucho más ruido que otra toma al mismo iso y tiempo de exposición X
5º -> Un sensor nuevo tendrá menos ruido que uno viejo (la antigüedad de los elementos electrónicos influye)
Estrategias para combatir el ruido térmico:
1º -> Utilizar, como ya hemos comentado, isos bajas en la medida de lo posible.
2º -> Toma de darks
Una toma oscura o dark es una fotografía realizada con el objetivo tapado, y es necesario además, que tenga el mismo iso, tiempo de exposición y en las mismas condiciones de temperatura que la toma de luz que hayamos hecho antes.
De esta forma tendríamos en la toma de luz: información útil + ruido
Y en la toma dark: 0 + ruido
Si se restan obtenemos una imagen en la que toda información es útil. Tendríamos así una imagen calibrada en lo que a ruido térmico se refiere
En la práctica, cada vez es menos necesario hacer tomas dark por los avances en software. Yo por ejemplo utilizo los darks automáticos de la cámara (buscad en el manual “reducción de ruido”) y van bastante bien. Haces una foto, y en cuanto termina la exposición, se baja el espejo y la cámara hace otra toma con los mismos parámetros automáticamente. Cuando muestra el resultado, ya le ha restado la dark ella sola :)
La teoría por el contrario, lo que nos recomienda es hacer mas de un dark (recordad que el ruido es aleatorio en gran medida); de tal forma que se necesitan por lo menos 9 tomas dark para promediar debidamente. El resultado de promediar (es algo así como una media algebraica, aunque no exactamente) nos dará lo que se llama “master dark” y se le restaría a cada una de las tomas que hayamos hecho esa noche.
3º -> Promediar (o apilar) muchas tomas de luz.
El promediado se hace por lo siguiente:
Aunque hayamos hecho la reducción de ruido, es muy posible que no lo hayamos sustraído todo.
Imaginaros que tenemos un píxel con ruido, con un valor X (entre 0 y 255, ya sabéis....); como el ruido es aleatorio, ese píxel no resultara afectado en otras tomas, así que si tomamos 5 imágenes del objeto de cielo profundo que sea y las promediamos, ese valor sería en la imagen promediada de X/5, y por el contrario, la señal saldrá potenciada.
Una imagen resultado de promediar 5 imágenes al iso que sea, y con un mismo tiempo de exposición siempre será mucho mejor que una de esas imágenes sueltas; tendrá mas información, menos ruido, y además los errores de seguimiento que pudiéramos haber tenido en alguna de ellas no aparecerán...
Aquí alguien podría preguntar..., ¿dónde tendremos mas información, en un promedio de 3 tomas de 10 minutos cada una, o en un promedio de 10 tomas de 3 minutos cada una?; lo que esta claro es que en el segundo caso el ruido será menor, pero nadie tiene la “fórmula mágica” para poder asegurar que lo ideal es hacer tantas fotos de tantos minutos. Ante la duda mi consejo es: 10 tomas de 10 minutos cada una
De todas formas hay que tener presente una cosa, y es que aunque promediando se potencia la información que se recibe en una sola, no va a aparecer por arte de magia cuando promediemos información que no este en las tomas sueltas (si queremos hacer una nebulosa muy débil y usamos tiempos cortos... y queremos promediar 1000 tomas...., 0 información X 1000 = 0 información)
Para promediar hay muchos programas, pero se suele recomendar el Deepskystacker (software libre); es automático, alinea y promedia rápidamente y sobre todo es fantástico para ir conociendo los distintos tipos de promediado.
Sin embargo hay que decir que algunas veces hace “cosas raras”, sobre todo si se trabaja con nebulosas. Da un resultado grisáceo y falto de color, lo cual obliga luego a ser muy agresivo en el tratamiento sobre la imagen promediada, en la saturación del color...
Yo por ejemplo utilizo maxdslr. Es de pago y muchas veces hay que alinear las tomas manualmente y es lentísimo, pero da un resultado soberbio!
Aquí teneis una captura de pantalla del Deepskystacker:
http://img150.imageshack.us/img150/4398/50635474rf3.jpg
Estrategias para combatir los defectos de la óptica:
1º -> Toma de Flats
Una toma flat (solo hace falta una por sesión) se realiza sobre una superficie blanca iluminada uniformemente y con el mismo punto de enfoque que utilicemos para las tomas de luz. En este caso, en lugar de restar como con los darks, se divide
2º -> Extracción del modelo de fondo.
No es lo más recomendable si nos atenemos a lo que nos dice la teoría (ademas, no te quita las manchas del sensor, mientras que los flats si lo hacen), pero lo cierto es que cada vez son menos los que hacen flats, gracias a la aparición de herramientas informáticas extremadamente útiles en este sentido
El software a utilizar para la extracción del modelo de fondo es la versión beta de Pixinsight; Aquí teneis una captura:
http://img150.imageshack.us/img150/678/34428857nj1.jpg
La imagen original (sobre tripode, con el 18-55 a 18mm, 2900 segundos, F4,5 a 200 iso sobre la estrella polar):
http://img138.imageshack.us/img138/1919/polarantesln2.jpg
La imagen resultado de dividir por el modelo de fondo (como se ve, se ha corregido en gran medida tanto el viñeteo como la contaminacion luminica):
http://img150.imageshack.us/img150/4665/polardespuesgk9.jpg
Estrategias para combatir el ruido de lectura:
1º -> Toma de Bias
Una toma bias, es una toma sin señal (con el objetivo tapado) con el mínimo tiempo de exposición que permita la cámara, para asegurarnos que no aparezca ruido térmico. Sólo es necesario una toma por sesión, y también se resta, igual que los darks
Para más información, recomiendo encarecídamente la visita de esta página: http://www.astrosurf.com/afernandez/equipment/ccd/snr_v100_web.htm
En fin..., me dejo naturalmente muchas cosas en el tintero, pero solo pretendía dar una serie de conocimientos básicos sobre el tema y desde luego, como ya digo, no creo que sea el mas indicado pero con eso y con todo espero que el rollo que os he metido le sirva a alguien :)
Saludos