Autor Tópico: [Artigo] Astrofotografia para iniciantes  (Lida 7241 vezes)

felipemendes

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Resposta #45 Online: 27 de Setembro de 2021, 22:22:36
Já me perguntaram onde eu fotografo, e comentam como gostariam de ir a um local com céu “parecido com o meu” pra poder fotografar as estrelas. Mas fato é que o céu do meu quintal também é bastante poluído. Como fazer? A solução é usar filtros.

Filtros são essenciais em astrofoto. Têm por objetivo isolar certas partes do espectro, assim eliminando luz indesejada. Esta luz pode ser tanto proveniente de poluição luminosa quanto dos próprios objetos celestes. Um problema que tende a piorar com a tecnologia é da poluição luminosa, tanto por causa da quantidade  quanto qualidade. Quanto à quantidade, cada vez é mais difícil encontrar um céu bem escuro; pela qualidade, as lâmpadas de rua antigas eram de sódio e de mercúrio, que emitem luz em frequências bem definidas e facilmente filtráveis. Porém as luzes novas, de LED, possuem espectro bem mais amplo. Uma lâmpada LED branca neutra (3000k) possui um espectro assim, espalhado em todo o espectro visível:



Pra luz de led, pouco se pode fazer. Pra todas as outras, a solução é usar filtros. Veja um gráfico comparativo com o perfil de cor de vários filtros existentes abaixo. Note que todos eles bloqueiam a luz desde o vermelho claro até o verde claro, que é justamente onde se encontra a maioria das luzes de rua, de sódio e mercúrio. Mas comparando com o gráfico da luz de LED acima, vê-se como este é um problema que tende a aumentar à medida que a iluminação de rua for substituída.



Os filtros UHC (Ultra-high contrast) e CLS (Clear light sky), no geral, forecem bom isolamento da luz comum de cidade, permitindo fotografar em lugares moderadamente poluídos. A luminosidade através destes filtros também é razoável, embora eles não filtrem nada da luz de LED nem da Lua, necessitando ser usados na lua nova.


Depois destes, há os filtros multi-espectro, tais como Optolong L-Pro, STC MultiSpectra e Orion 5561. Estes filtros têm vários recortes em faixas de frequência que bloqueiam bastante a luz artificial e boa parte da luz da lua.



Mas mesmo estes não são muito efetivos quando há, por exemplo, lua cheia. Neste caso, é necessário se selecionar filtros cuja banda de passagem é cada vez mais estreita. Seria o caso do filtro Optolong L-eNhance, ou do que eu uso (que não está no gráfico), um STC Duo-Narrowband. Este é um gráfico que mostra a linha de transmissão do Optolong L-eNhance e STC Duo-Narrowband:



Ambos são filtros muito bons em deixar passar somente frequências específicas citadas no post anterior, referentes ao Hα e O-III, que são grande parte das cores presentes nas nebulosas. Porém, estes filtros não são os mais recomendáveis pra uso em galáxias, cuja luz está espalhada no espectro visível.

Finalmente, pra astrofoto de céu profundo (galáxias e nebulosas), o referencial de tecnologia em filtros está nos filtros tri-band e quad-band: são filtros que bloqueiam toda a luz, com exceção de três ou quatro frequências bem específicas. Estes filtros podem facilmente chegar a preços acima de 1000 dólares, e são maravilhas óticas:



Existem também os filtros pra fotografia Lunar, Solar e Planetária. No caso da Lua e planetas, os filtros são basicamente os mesmos, e servem pra baixar a velocidade do obturador e aumentar contraste.

Os filtros solares também podem ser bem caros, dependendo da faixa de frequência que passa. Variam de simples filtros ND (recomenda-se filtros de 15 pontos pra cima) a filtros de banda super-estreita, que deixam passar uma banda que varia em somente uns 3 nm – o que é uma faixa extremamente estreita.









felipemendes

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Resposta #46 Online: 07 de Novembro de 2021, 05:39:44
Ufa, falamos só do pré-processamento até agora! Depois vem o empilhamento, que consiste em sobrepor as imagens, baixando ainda mais o ruído e aumentando o nível de detalhe.

Estou refazendo uma imagem. Este é um quadro único com 4 minutos (de um total de 90 hoje).


A primeira coisa é que esta imagem é "esticada". Olhando pro céu, vemos muito pouco dessa imagem, embora ela esteja ali. Esticar a imagem significa tirá-la do canto esquerdo do histograma e espalhar em todo o histograma. Essa é uma operação um tanto radical, que faz uso de cada elétron registrado pelo sensor; mas isso é papo pra outro dia. Por hora, vou dizer que esticar uma imagem significar ver detalhes que não seriam visíveis em uma imagem linear.

Note que a imagem está cheia de defeitos: há na parte de baixo uma mancha escura e há uma mancha mais clara no à direita no alto. A mancha escura é causada por poeira e a mancha clara, por ruído do sensor.

Flat frames são tirados contra um fundo uniforme (pode ser o céo azul no início da manhã, ou pode ser um painel USB de led). Ao se tirar flat frames, de curta duração, somente as manchas de poeira irão aparecer. Note-se que estas exposições são normalmente rápidas (na casa do 1/10 a 1/1000), então somente a mancha de poeira apareceria. Essa imagem, subtraída da imagem final, resultaria em uma imagem "plana", sem vinhetas ou manchas de poeira.

Por outro lado, ruído do sensor pode ser dividido em dois tipos: ruído de fundo e ruído de leitura. O ruído de leitura vai ser aquele que aparece como estática de TV antiga; nada se pode fazer quanto a ele, além de exposições longas, que tendem a cancelar o ruído. O ruído de fundo é inerente ao sensor. Por exemplo, qualquer sensor Sony IMC294 vai ter um perfil de sensor similar ao mostrado acima, gerando uma perda de contraste à direita, no alto. A boa notícia é que este ruído é bem consistente, sendo fácil de se isolar e subtrair das fotos da imagem dos astros. Esta remoção é feita pelos dark frames, que são feitos com o mesmo ganho (ISO) e tempo que os quadros "de luz", que contém as imagens das estrelas. A função destes é a mesma: neutralizar efeitos consistentes de ruído do sensor. Mas enquanto os flat frames têm ruído de fundo baixíssimo por causa da curta duração e alto sinal (pois são feitos contra uma fonte luminosa uniforme), os dark frames contém somente ruído do sensor em si.

« Última modificação: 07 de Novembro de 2021, 05:44:03 por felipemendes »