Quais são as razões para não tirar exposições super longas (horas) em astrofotografia?

24

Estou fazendo uma pesquisa para entrar na astrofotografia.

A maioria dos tutoriais recomenda tirar várias exposições e empilhá-las.

Isso me faz pensar: desde que a câmera esteja em um sistema de rastreamento, por que não deixar o obturador aberto pelo maior tempo possível?

Ruslan
fonte
2
Esses tutoriais assumem que você possui um sistema de rastreamento?
usar o seguinte comando
11
Eu recomendo o livro "Deep-sky Imaging Primer", de Charles Bracken. Ele responderá à maioria das perguntas dos iniciantes. Para mais detalhes, consulte um fórum astro dedicado, como noites nubladas.
user71927

Respostas:

43

@ Michael Clark e @ Itai deram boas respostas. Mais algumas reflexões da perspectiva do amador entusiasmado:

  • A tecnologia de rastreamento não é perfeita e, às vezes, é melhor trabalhar dentro das limitações práticas do rastreamento disponível, em vez de ir longe demais

  • Exposições muito longas podem não funcionar bem com altos níveis de poluição luminosa. Há um equilíbrio a ser alcançado entre capturar o maior número possível de fótons sem exagerar nos indesejados

  • Gerenciamento de riscos: se você tiver apenas uma exposição longa, ela poderá ser facilmente arruinada por um flash de luz externa saindo. Várias exposições mais curtas significam que você pode simplesmente jogar fora os quadros ruins

MartinV
fonte
9
Re "Existe um equilíbrio a ser alcançado entre capturar o maior número possível de fótons sem exagerar nos indesejados": isso deve ser totalmente independente do tempo de exposição.
Peter - Restabelece Monica
2
+1 no comentário da tecnologia de rastreamento, com uma equitação polar alinhada por buracos que consegui obter ~ 3 minutos a 300mm FL sem trilhas estelares antes, mas apenas com sorte do meu lado. Dependendo da qualidade e sofisticação do seu kit e técnica, você pode fazer melhor ou pior, mas o alinhamento e o empilhamento no post sempre ajudarão se você estiver tentando objetos do céu profundo com o kit amador.
Joseph Rogers
2
@ PeterA.Schneider Existem interferências que variam no tempo, como meteoros, aviões e nuvens. A captura de várias imagens permite descartá-las facilmente. Outro fator é saturar o armazenamento de fótons de um pixel, um limite chamado "capacidade total do poço".
user71659
3
@ PeterA.Schneider Na verdade, isso não é verdade, a menos que a "luz indesejada" seja quase constante E onipresente. Ou você não possui um algoritmo para descartar os quadros inválidos. Se você tiver muitas exposições curtas, terá muitas amostras de alguma distribuição. As estrelas permanecem (quase) no mesmo lugar (assumindo um sistema de rastreamento); provavelmente, a luz indesejada estará apagada (carros, casas, até as luzes da rua atualmente) ou não ficará estacionária no que diz respeito ao quadro de referência de rastreamento. Ambos permitem filtrá-lo com algoritmos inteligentes.
DRF
11
@DFR, você diz "descartar quadros ruins" e não sei dizer se você está concordando com o ponto 3 de MartinV ou se está implicando uma composição digital de várias imagens seqüenciais em uma exposição longa simulada (adicionando o algoritmo de palavras que eu acho que o último ) Eu não sei sobre o OP, mas minha astrofotografia [muito amadora] de longa exposição é feita com vidro pesado em filmes honestos. Você não pode assumir a disponibilidade de processos de limpeza digital em longa exposição, a menos que o OP diga explicitamente que está lá.
Ruscal 30/01
18

É, em primeiro lugar, porque nós podemos agora.

A fotografia em bulbo pode realmente tirar exposições de minutos a várias horas, dependendo da câmera. Usando uma câmera de filme, a astrofotografia é feita com exposições muito longas e essas câmeras não têm limite de tempo, pois não precisam de energia para operar.

Uma câmera digital pode ser usada da mesma maneira, mas a maioria das exposições de lâmpada limite sem espelho a 30 minutos ou uma hora, impossibilitando a captura de uma exposição mais longa, portanto não há escolha.

Embora a maioria das DSLRs possa fazer exposições de mais de uma hora, elas podem fazer uma exposição muito longa para obter a imagem final de uma só vez. No entanto, o uso de várias fotos pode ser vantajoso. Mais importante ainda, o brilho máximo de cada pixel é praticamente expandido. De uma só vez, uma vez saturado, o photosite ficará exposto demais. Com várias fotos, é possível que a saturação não ocorra, fornecendo ao software mais precisão nos dados para trabalhar. Simplificando enormemente, cada duplicação de fotos oferece um pouco mais de precisão e alcance dinâmico aproximadamente. Portanto, tire apenas 4 fotos e obtenha mais 2 paradas de alcance dinâmico em comparação com uma única exposição.

Múltiplas exposições têm o efeito de calcular a média do ruído. Isso fornecerá imagens mais limpas para trabalhar, mas cada imagem pode ter a redução de ruído do software aplicada, o que é mais eficaz do que processar uma exposição mais longa e mais barulhenta.

É bastante difícil medir uma exposição muito longa, mas se você tiver muitas imagens, terá flexibilidade para não usar toda a pilha ou controlar o software de mistura para evitar a superexposição, principalmente se você incluiu algum primeiro plano em sua composição.

As duas desvantagens de se capturar imagens múltiplas são pequenas. Uma é que é mais trabalhoso mais tarde, pois a pilha de imagens deve ser transferida e processada pelo computador, em vez de uma única imagem. O outro é que pode haver pequenas lacunas se você estiver fazendo trilhas em estrelas enquanto a câmera demora um tempo entre as fotos (certifique-se de desativar a Redução de ruído do obturador longo, se você quiser, também, grandes lacunas), o que pode depender de várias coisas e a câmera em particular.

Itai
fonte
18

A principal vantagem do empilhamento é calcular a média do "ruído de tiro" aleatório da distribuição Poisson, que pode ser um problema em imagens com pouca luz, como astrofotografia. Outra vantagem do empilhamento é o uso de sensores de imagem monocromática dedicados, alternando os filtros coloridos (ou relacionados à astronomia) sobre todo o sensor para cada exposição e combinando-os posteriormente.

Michael C
fonte
7
para empilhamento de ruído de foto, várias exposições são exatamente o mesmo que usar uma única exposição longa do mesmo tempo acumulado. podemos pensar nisso como "empilhamento analógico". então, não, essa definitivamente não é a razão pela qual usamos várias exposições.
szulat
6
@szulat Somente se você empilhar as várias exposições usando a filtragem média simples, em oposição à média aparada ou ao filtro mediano.
jpa
11
@jpa a resposta indica "média fora". de qualquer maneira, os algoritmos são secundários. o próprio processo reúne a mesma quantidade de ruído. o que pode ser diferente é técnica, por exemplo, a capacidade de obter muito maior gama dinâmica (do que uma única exposição 14 ou até 16 arquivos bit muitas vezes não são o suficiente para cobrir enormes contrastes de astrofotografia.)
szulat
4
@szulat: Lembre-se - a mediana é um tipo de média .
Psmears
2
@ MichaelClark na ciência, essas técnicas são chamadas de empilhamento robusto . Se é isso o que você quer dizer especificamente, talvez você deva explicitar na resposta. No entanto, eu observaria que o empilhamento robusto não é realmente muito melhor do que a média simples em caso de ruído de tiro; sua principal vantagem é que evita que valores extremos extremos influenciem o resultado final. Ou seja, ele removerá completamente um meteoro que passou pelo quadro em algum momento. O ruído do tiro não é extremo o suficiente e pode de fato acabar mais forte devido aos pesos desiguais que um empilhamento robusto atribui.
usar o seguinte comando
8

Os sensores digitais esquentam com longas exposições; Eu tive exposições em apenas 6 minutos, exibindo distorções de cores muito visíveis nos cantos do quadro. Execute o chip continuamente por horas sem refrigeração especializada e o resultado provavelmente seria uma bagunça inutilizável.

eftpotrm
fonte
Eu trabalhei em um observatório uma vez e posso confirmar que os sensores CCD do grande telescópio (naquela época) tinham sistemas de refrigeração dedicados. Não me lembro se era nitrogênio, mas era algo assim.
Basj
astrocâmeras dedicadas ao espaço profundo normalmente têm 30-50C de refrigeração termométrica. A radiação do corpo negro é proporcional à temperatura (em Kelvin) da quarta potência. Portanto, embora nem sequer estejam perto da redução de ~ 99,5% no ruído térmico que o LN2 pode oferecer, eles o reduzem em cerca de um terço à metade. O menor nível de ruído é uma das principais razões pelas quais as pessoas os usam em vez das DSLRs convencionais.
Dan Neely
1

Também fazer exposições longas deixa você com os recursos do software embutido na câmera. Ao tirar muitas fotos e depois processá-las posteriormente, você pode usar um software com diferentes recursos e prioridades, o que pode lhe proporcionar uma imagem melhor.

Thorbjørn Ravn Andersen
fonte
(Isso deve ser um comentário, mas meu representante é muito baixo) #
Thorbjørn Ravn Andersen
1

Ao ler as outras respostas aqui e com o evento super sangue azul da lua sendo anunciado na outra semana, decidi tentar um experimento. Atirei na lua durante uma das breves pausas na nuvem quando não estava no trabalho ou no sono. Eu atirei no computador de mão porque era apenas um experimento. Minha câmera, uma Olympus E-520 (lançada em 2008), é notoriamente ruidosa e possui uma lente de 70 a 300 mm de qualidade bastante comum quando levada ao limite, mas o tamanho do sensor de quatro terços faz deste um campo de visão equivalente a 600 mm.

Tirei várias fotos na estabilização de imagem F9.0 1 / 40s iso800 300mm.

Selecionei cerca de 5 e tentei usar o Darktable, Gimp, Siril e Hugin para processar os arquivos. A imagem mostrada aqui possui um quadro de cor única, sem processamento de ruído, e uma imagem composta composta por 5 fotos semelhantes alinhadas e combinadas e depois convertidas em preto e branco e um pouco mais nítidas. Você pode ver nos cantos da imagem em preto e branco onde as imagens alinhadas não se sobrepõem, revelando o efeito que as camadas adicionais têm sobre o ruído.

Se eu simplesmente calculei a média das camadas no Gimp (embora alinhar e girar as camadas fosse quase impossível) ou usar Hugin ou Siril, o ruído foi visivelmente reduzido no fundo.insira a descrição da imagem aqui

dmkonlinux
fonte
0

Uma exposição muito longa é equivalente à média de várias exposições mais curtas. Quando você tira várias exposições curtas, sempre tem a opção de fazer uma média para imitar uma exposição longa, se quiser. Mas também disponibiliza muitas outras opções (além da média).

Aqib Ejaz
fonte