Astrofotografía: calidad de imagen reducida después de múltiples exposiciones prolongadas

Sin imágenes de muestra e información de exposición específica, es difícil hacer otra cosa que adivinar qué puede estar causando su problema.

Las exposiciones largas normalmente no son un problema. Las imágenes de astrofotografía suelen tener ruido y, por lo general, es necesario procesarlas.

La astrofotografía por lo general trata de acentuar cosas en el cielo que normalmente son difíciles de ver... "débiles borrones". Para resaltarlos, normalmente se usan exposiciones más largas... pero vienen con efectos secundarios. Por lo tanto, hay mucho trabajo de posprocesamiento para manipular la imagen en un esfuerzo por mostrar los "desenfoques borrosos" lo suficientemente bien como para hacerlos visibles sin sobrecargar todo lo demás. Esto se denomina "estiramiento" de la imagen porque si piensa en el histograma general de una imagen, está tratando de mostrar las cosas muy tenues sin aumentar también la exposición de las cosas que ya son brillantes.

Es decir... puede ser que realmente tenga muy buenos datos y simplemente necesite ser procesado y "ampliado" para obtener el resultado final agradable que desea.

Aquí hay un ejemplo:

Sé que se ve feo y probablemente sea difícil de ver... pero lo anterior es en realidad buenos datos. Esta es la Nebulosa Dumbbell (M27).

La mayor parte de lo que está viendo en esta imagen "lavada"... es contaminación lumínica urbana.

Esta es una toma de exposición de 4 minutos de duración a través de un telescopio f/11 que tenía una distancia focal ligeramente superior a 3900 mm. Pero, desafortunadamente, el telescopio está ubicado en un entorno urbano, por lo que hay MUCHA contaminación lumínica. Así es como se ve la imagen directamente de la cámara y sin procesamiento.

Con muchas imágenes y MUCHO procesamiento... se convierte en esto:

Es difícil creer que todo ese detalle se escondiera en una imagen tan embarrada. Pero esto es lo que quiero decir con que a veces una foto fea en realidad puede ser una buena información útil (pero tendrá que procesar mucho).

La mejor manera de lidiar con la contaminación lumínica es alejar la cámara de la ciudad y tratar de encontrar un buen lugar con cielo oscuro para fotografiar (como un parque con cielo oscuro). Dependiendo de dónde vivas... alejarte de la contaminación lumínica urbana puede ser difícil (tengo que conducir un par de horas para alejarme de ella).

Aquí hay algunas muestras que tomé de la región inferior de Orión. ESTAS fotos no se tomaron en un lugar urbano con contaminación lumínica. Estos fueron filmados en algunos de los mejores cielos del planeta. Me invitaron a la Ciudad de las Ciencias... el complejo de observatorios en la cima de Haleakala en la isla hawaiana de Maui. Estaba muy oscuro y muy claro. Las fotos sacadas directamente de la cámara ya se veían bien incluso sin ningún tipo de procesamiento.

Tomé una serie de exposiciones diferentes porque el núcleo de la nebulosa principal (M42) es lo suficientemente brillante como para apagarse por completo en una exposición lo suficientemente larga como para tratar de capturar áreas más débiles de nebulosidad y polvo... pero una exposición corta que no apague el núcleo no recogerá nada de la débil nebulosidad o el polvo.

Mi estrategia fue tomar un conjunto de exposiciones de 2 minutos, exposiciones de 1 minuto, exposiciones de 15 segundos (excepto que accidentalmente puse el intervaloómetro en 14 y no lo capté... pero lo suficientemente cerca) y exposiciones de 3 segundos.

Es muy fácil sobreexponer estrellas cuando se trata de capturar nebulosidades tenues. Si eso sucede, los canales rojo, verde y azul se saturan y terminas con estrellas "blancas" (la mayoría de las estrellas tienen un tinte de color y deberían aparecer ligeramente azules, amarillas o naranjas, etc., pero no deberían ser solo "blancas"). ) Muchos astrofotógrafos toman exposiciones largas para capturar la nebulosidad... y luego exposiciones cortas para capturar las estrellas (sin perder el color) y luego fusionarlas.

Pero las exposiciones prolongadas en sí mismas no necesariamente desaparecen... a menos que estén sobreexpuestas. Ver "ruido" en una imagen suele ser un signo de una imagen subexpuesta a la que se le ha agregado mucha "ganancia" (lo que aumenta la visibilidad del ruido inherente en cada imagen creada por todas las cámaras).

Las imágenes aquí no han tenido ningún procesamiento (aparte de convertir el RAW en JPEG y reducir el tamaño considerablemente antes de cargar). No ha habido ajustes para cosas como exposición, contraste, eliminación de ruido, etc. etc.

Todas las imágenes fueron tomadas con una Canon 60Da usando una lente de 135 mm a f/2 e ISO 800. El sufijo 'a' en 60Da significa que esta es la versión de la cámara para 'astrofotografía' de Canon (similar a que Nikon tiene una D810a). Los sensores de la cámara son en realidad más sensibles a la luz del espectro visible que el ojo humano. Un sensor no modificado puede detectar entre 4 y 5 veces más "rojos" que el ojo humano. Entonces, una cámara normal filtra el espectro visible para reducir la transmisión de algunas longitudes de onda para que las fotos se parezcan a lo que ve tu ojo. Las cámaras de astrofotografía usan diferentes filtros (o, a veces, simplemente los eliminan por completo) para que la cámara sea más sensible a la mayor cantidad de luz posible.

Por esta razón, estas fotos sin editar aparecerán más 'rojas' de lo que podría esperar. Esto es normal para una cámara a color de astrofotografía.

Esta es una exposición de 2 minutos:

Algunas cosas para notar en la foto de arriba son que el núcleo de la nebulosa M42 (la nebulosa más a la derecha en la imagen) está volado debido a la sobreexposición. Pero se puede ver más nebulosidad en general. Si miras detenidamente, hay un fondo fangoso en general que parece más claro en algunas áreas y menos claro en otras... en una especie de mancha. Eso no es un problema de la cámara... eso es polvo real en el espacio. Algunos astrofotógrafos realmente intentarán resaltar eso para acentuarlo en la imagen final.

También observe que la esquina inferior izquierda muestra la nebulosa M78 (apenas visible) y la esquina extrema tiene un toque de enrojecimiento... eso en realidad es solo una pequeña parte de una característica llamada Bucle de Barnard (que casi rodea toda la constelación de Orión).

Las líneas ásperas que casi parecen haber filmado esto con película y rayado el negativo (no es película) son pequeños micrometeoritos (cada uno de mis marcos de exposición más largos los tiene... pero todos están en diferentes lugares, por lo que el La foto final 'integrada' no los muestra en absoluto. Desaparecen porque utilicé Winsorized Sigma Clipping como mi algoritmo de integración.

Esto fue 2 minutos en f/2. He hecho otras imágenes y, dependiendo de la relación focal, podría durar mucho más. Algunas imágenes son de 5 minutos, otras de 8 minutos, etc. (Estas siempre están en monturas de seguimiento. Obtendrías rastros de estrellas obvios si la montura no estuviera rastreando).

Hay ruido en las imágenes que se procesan como parte del proceso de integración. Eso es normal y no hay nada de qué preocuparse y... disparar exposiciones más cortas generalmente hace que el ruido sea más visible porque tiende a tener que aumentar las imágenes para compensar la exposición más corta... y esa amplificación termina haciendo que el ruido sea más evidente. .

Cada imagen contiene cierta cantidad de "señal" (datos reales que queremos) y "ruido" (que no queremos). Intentamos mejorar la "relación señal a ruido" (SNR) mediante el uso de exposiciones que recopilan la mayor cantidad de señal posible. Tiende a acercarse a la misma cantidad de ruido en cada imagen... pero el ruido es complicado porque no es causado por una sola cosa. Hay muchos tipos de ruido. Pero, por lo general, cuando toma una exposición más larga, la cantidad de señal crece más rápido que el ruido... por lo que la imagen más larga generalmente tendrá una mejor SNR.

Esta es una exposición de 1 minuto:

En esta imagen, el brillo rojizo en la esquina inferior izquierda extrema se ha ido. Además, el fondo fangoso y manchado de polvo es muy difícil de ver. Pero la nebulosa es más pequeña (no aparece tanta nebulosidad débil) y el núcleo quemado es más pequeño (todavía quemado... pero no tanto).

Esta es una exposición de 14 segundos:

En esta imagen, el fondo rojo ha desaparecido casi por completo. Las nebulosas Cabeza de Caballo y Llama todavía son visibles... pero apenas. La nebulosa M42 es considerablemente más pequeña y el área del núcleo volado también es más pequeña... pero técnicamente sigue volado.

Esta es una exposición de 3 segundos:

Finalmente aquí está la versión de 3 segundos. En esta imagen, casi toda la nebulosidad, excepto el núcleo de M42, ha desaparecido. Todavía diría técnicamente que esta imagen está ligeramente sobreexpuesta , pero fue lo suficientemente buena para mis propósitos (si hiciera esto de nuevo... podría tomar una exposición de 1 segundo o incluso de 0,5 segundos).

En realidad, tomé muchas imágenes de cada duración de exposición y cada 'conjunto' de la misma duración de exposición se apiló e integró para crear una única exposición maestra de esa duración. Esos cuatro maestros luego se fusionaron como un HDR para crear la imagen final:

Los tiempos de exposición más largos (especialmente a un ISO más alto) se vuelven súper ruidosos y se desvanecen como dijiste. Es posible que deba tomar más fotos con una exposición más corta. Apilar 200 fotogramas de 5" cada uno puede verse mejor que 100 de 10" cada uno, por ejemplo, aunque la cantidad total de tiempo expuesto sea la misma.

También puede beneficiarse de tomar fotogramas "oscuros" y usar algún software de apilamiento que cancele el ruido del sensor de los fotogramas oscuros.