Immagini

Continuiamo il tutorial sull’Astrofotografia entrando nel merito di quella che è esattamente la parte più affascinante della ripresa fotografica: la sessione vera e propria. Dopo aver compiuto la preparazione minuziosa del telescopio, aver iniziato la guida tramite il nostro software (nel mio caso PHD Guiding 2), siamo pronti per cominciare il lavoro di ripresa. Impostiamo la nostra reflex sulla funzione Bulb a ISO 400-800 e scattiamo una prima foto di prova in formato RAW di 30-60 secondi per verificare l’affinatezza della nostra messa a fuoco (in questo articolo non mi occuperò della differenza tra RAW e altri formati). Supponendo che le condizioni della foto ottenuta siano corrette, passiamo alla realizzazione della sessione fotografica scattando una serie di immagini ad esposizione a piacere, quantificando le stesse e ricordando le impostazioni utilizzate. Normalmente è di buona utilità verificare la messa a fuoco, sopratutto se la temperatura esterna varia verso il basso. Essendo il telescopio di metallo, in caso di variazione di temperatura, può subire dilatazioni impercettibili che possono provocare cambiamenti nella messa a fuoco. Terminata questa fase abbiamo ottenuto un determinato numero di immagini in formato RAW come questa in figura.

Esempio di singolo RAW: reflex modificata per l’H alfa

Il Dark Frame

Ogni volta che scattiamo una fotografia il nostro sensore è soggetto a variazioni di temperatura proporzionale alla durata dell’esposizione, più si scalda e maggiore sarà la possibilità di avere svariati pixel danneggiati. Questi si mostrano, ad una attenta osservazione, rispettivamente Rossi (caldi) e  Blu (freddi), Verdi e in ulteriori colorazioni. In una foto diurna questo effetto risulta debole o quasi nullo, poiché normalmente i tempi di esposizione sono molto bassi, viceversa al buio della notte, necessitando di alte esposizioni, i cosiddetti pixel bruciati diventano tangibili e rilevanti. Il dark frame (letteralmente fotogramma scuro) è un’immagine digitale contenente solo rumore ottenuta al fine di correggere un’altra immagine; spesso questo termine viene utilizzato anche per indicare il rumore stesso presente sull’immagine da correggere. Un RAW notturno, per l’appunto, ne è pieno. Il Dark è una ripresa fotografica con le stesse caratteristiche del nostro RAW di partenza, come tempi di esposizione, ISO e temperatura, scattata con il sensore della nostra reflex coperto dal tappo. Nel nostro caso, visto che stiamo parlando di fotografia a presa diretta, tappiamo  direttamente il tubo del telescopio. In questo modo otteniamo una mappatura completa dei pixel bruciati dal sensore della nostra reflex.

Immagine ingrandita di un Dark Frame

Il Flat Field

Esempio di Flat Field

Per la correzione della vignettatura, della polvere sul sensore della reflex, sugli specchi o lenti del telescopio, di eventuali impronte o macchie visibili, facciamo ricorso ad un tipo di immagine chiamata Flat.  Questa si ottiene tramite l’uso di una Flat Box, da inserire sul tubo del telescopio, o in alternativa di una superficie possibilmente bianca, uniforme e illuminata. A questo scopo, gli Astrofili ricorrono ai mezzi più svariati come: monitor del portatile con sfondo bianco, maglietta bianca illuminata da una torcia, pannello di polistirolo, inquadrare una porzione di cielo all’alba o al tramonto ma lontana dalla luce del sole. Il mio consiglio è quello di autocostruirsi una Flat Box, economica e in grado di soddisfare le nostre esigenze. Il tempo di esposizione di un Flat scattato con l’uso di una Flat Box è di norma 100/1000 volte superiore alla minima capacità espositiva del nostro sensore. Es. ad un minima esposizione del sensore di 1/4000 secondi, il Flat corretto si aggira sui 1/40 -1/4 di secondo. È molto importante ricordare che un buon Flat non deve essere ne saturo ne troppo scuro, comunque la si ottenga l’immagine finale del FLAT FIELD deve avere una caratteristica molto importante: avere un elevato rapporto segnale-rumore.  Il tempo di esposizione del Flat deve essere calcolato in base alla fonte di illuminazione e all’ottica di ripresa, al fine di ottenere un’immagine con un valore medio pari a circa 1/3 – 2/3 della dinamica del sensore, senza comunque arrivare alla saturazione (se la nostra DSLR ha una dinamica a 12 bit, ha 4096 livelli possibili, quindi per ottenere un buon flat sarà necessario rimanere intorno a metà di questo valore).
Per fare questo, a livello pratico, esistono software che permettono un’analisi “numerica” dell’immagine: ad esempio il software gratuito IRIS permette, attraverso il comando “stat” di ottenere informazioni sull’immagine. 
L’ISO di riferimento è quella del RAW iniziale.

Il Dark Flat e il Bias Frame

Di norma una sessione fotografica potrebbe terminare una volta acquisito un certo numero di Flat. Ma per gli Astrofili o i fotografi più esigenti, consiglio di aggiungere due semplicissime altre tipologie di foto, il Dark del Flat e il Bias/Offset. La prima è il corrispondente Dark dei Flat che abbiamo ripreso precedentemente, con le stesse impostazioni del Flat ma con il tubo del telescopio tappato. Il Bias frame è un’immagine ottenuta dal sensore per un tempo di esposizione nullo e a otturatore chiuso. L’immagine così ottenuta conterrà quindi soltanto la parte di rumore dovuta all’elettronica e non quella dovuta all’autoirraggiamento termico del sensore. Visto che all’interno di un dark frame il rumore è costituito da una parte fissa, che è appunto il bias frame, e da una dipendente dall’autoirraggiamento termico direttamente proporzionale al tempo di esposizione, sottraendo da un dark frame un bias frame è possibile ottenere un’immagine che contenga la sola informazione del rumore termico.
Una volta effettuata la sessione fotografica, il prossimo passaggio è l’Elaborazione e allineamento delle immagini da effettuarsi tramite appositi software.

Astrofili Sassari

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Massimiliano Scarzella

Laureato in Scienze Naturali ha sempre avuto la passione per la Natura e per la Scianza. È stato uno dei fondatori del Gruppo Astrofili Sassari nel 2009 coltivando negli anni l'Hobby per l'astronomia e l'astrofotografia.

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