Aggiornamento settembre 2007

Premessa Sensori e importanza del RAW
Il rumore
Comandi di scatto remoto e software Preparazione e impostazione della fotocamera
Sessione di scatto e calibrazione Dark Frame, Flat Field, Offset e calibrazione
Filtri di Convoluzione e Deconvoluzione Esempi di foto astronomiche

 

Premessa

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Gli argomenti trattati in questo documento intendono implementare il precedente eXperience, racchiudendo argomenti legati alla reflex Nikon D80, ma contemplando anche le applicazioni in astrofotografia di tutta la serie D40/D40x/D50/D70/D70s.

Presupposto necessario alla comprensione di questo eXperience è una buona esperienza astronomica, in quanto in questo articolo vengono contemplate diverse varianti d'impiego degli strumenti di inseguimento, delle soluzioni di comando di scatto remoto, di cattura immagine e della loro relativa elaborazione.

Prima di tutto occorre precisare che il formato grezzo Raw preso in esame con le fotocamere sopra elencate, è il NEF compresso; tale file che non presenta perdite fotograficamente percettibili non risulta però perfettamente “puro” per impieghi non propriamente fotografici.

Questo vuol dire che il nostro scopo sarà quello di ottenere delle immagini astronomiche esteticamente piacevoli; ma se il vostro scopo è quello di sostituire con una reflex i grossi e dedicati sensori CCD per scoprire magari qualche nuova stella, allora bisognerà orientarsi su macchine di fascia superiore tipo D200, D1, D2 o le nuove D300 e D3 che offrono oltre al RAW a 12 o 14Bit anche un Raw senza compressione o con compressione lossless.

Ricordo la notizia di pochi mesi fa che annunciava la scoperta di una nuova stella grazie all'utilizzo, per la prima volta, proprio di una reflex digitale, in sostituzione dei costosissimi sensori CCD.

Sensori

Dalla presentazione della prima D70 si sono fatti grandi passi avanti in fatto di risoluzione, rumore e pulizia d'immagine e la D80 offre oggi ottimi risultati prima più difficili. I sensori CCD in esame partono da circa 6Mpixel della D70 e D40 a circa 10Mpixel della D80 e D40x, incrementando così non poco la risoluzione d'immagine nel formato DX con fattore di moltiplicazione di 1.5 (rispetto al 35mm) che in astrofotografia è certamente apprezzabile.

Tabella Sensori Nikon D50, D70, D70s, D40, D40x, D80

Modello
Pixel effettivi
Pixel immagine
Dimensione Pixel
Profondità Bit
Fot/sec
Peso
D40x
10.2M
3872x2592
6,05X6,05 µm²
12 bit (4095AUD)
3,00
471 gr.
D40
6.1M
3008x2000
7,80X7,80 µm²
12 bit (4095AUD)
2,50
471 gr.
D80
10.2M
3872x2592
6,05X6,05 µm²
12 bit (4095AUD)
3,00
585 gr.
D70s
6.1M
3008x2000
7,80X7,80 µm²
12 bit (4095AUD)
3,00
600 gr.
D50
6.1M
3008x2000
7,80X7,80 µm²
12 bit (4095AUD)
2,50
540 gr.
D70
6.1M
3008x2000
7,80X7,80 µm²
12 bit (4095AUD)
3,00
595 gr.

Importanza del formato Raw
In questo eXperience diamo per scontati tutti i lati positivi del formato grezzo Raw limitandoci a ricordare che questo è l'unico formato da prendere in considerazione per fare fotografia astronomica. La sua caratteristica principale, nell'essere un formato “grezzo”, si sposa benissimo con la possibilità di poter elaborare le immagini dopo la ripresa. Ovviamente, come detto sopra, con le fotocamere della serie D80/D40 si potranno ottenere foto astronomicamente belle e corrette ma non adatte a studi scientifici, proprio per il fatto che il formato proprietario NEF di queste fotocamere è compresso senza perdita percettibile in impieghi fotografici ma non in impieghi di misurazione scientifica.

La compressione associata ai trattamenti analogici di controllo del disturbo noise possono infatti, in casi particolari, accomunare verso il nero o verso le elevate luminosità, pixel di differente sfumatura sebbene fotograficamente simile. Questo aspetto non può essere tollerato a livello scientifico in quanto un pixel potrebbe significare una scoperta di una nuova stella o di un nuovo evento astronomico. La precisa luminosità di ogni pixel (magnitudine) risulta inoltre determinante per calcoli astronomici come per esempio, per gli ultimi transiti dei pianeti extrasolari.
Esiste comunque un rimedio a quanto sopra esposto; soluzione percorribile per specifiche applicazioni.

Esistono 3 tipologie di scatto:

1) Lo scatto senza l'applicazione del Noise Reduction; In questo caso non otteniamo un file Raw puro perché, come si è detto sopra, viene applicato comunque un filtro mediano per ogni colore al fine di controllare parte degli effetti di Hot Pixel, con il rischio di cancellare qualche debole stellina.
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Impostazione NR disabilitata

2) Lo scatto con l'implementazione dell'NR: in questo caso la macchina eseguirà un primo scatto con il tempo di posa scelto, ed un secondo scatto con l'otturatore chiuso. Questo ultimo, e “nascosto” scatto, verrà sottratto al primo in modo da eliminare il rumore termico come viene fatto anche per i costosi sensori CCD dedicati all'astronomia.
La cosa scomoda è che viene eseguito immediatamente dopo lo scatto fatto dall'operatore, e non dopo magari una sessione di scatti come nell'astrofotografia professionale.
Infatti questo porta ad aumentare notevolmente tutta la serie di riprese quando purtroppo in astronomia, come sappiamo, le ore sono contate.
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Impostazione NR abilitata

3) Si esegue lo scatto come la seconda modalità, cioè con l'impostazione NR attiva, ed appena chiuso l'otturatore e partito il secondo scatto occorre spengere la fotocamera. Non c'è il rischio di danneggiare la fotocamera. Esiste nel firmware della macchina un sistema di sicurezza che fa si che, togliendo l'alimentazione il file venga comunque salvato nella scheda ed il fatto più importante è che il Raw è puro, cioè senza applicazioni di filtri mediani.
Purtroppo questa procedura risulta molto scomoda perché per un'immagine sola potrebbe anche andar bene, ma per una serie di riprese e con tempi molto lunghi il lavoro sarebbe noioso e non facile da eseguire.
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Spegnimento della camera mentre esegue l'NR

Nel nostro caso invece useremo sempre la modalità 1 in modo da poter velocizzare le riprese avendo anche la possibilità di poter sottrarre il rumore termico manualmente con una procedura che descriveremo più avanti.

continua