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  • Resolución óptima, sampleo, dithering, drizzle y binning

    Ahora que sabemos un poco mas sobre nuestra cámara y que valores tener en cuenta, podemos buscar la resolución óptima de trabajo.

     

    Hay una regla que sugiere trabajar con una resolución que sea la mitad de las condiciones de seeing tipicas

     

    Entonces podemos decir

     

    Seeing de 0,5 a 1 segundos de arco (SEEING EXCELENTE)  la resolución ideal es entre  0.17 - 0.5" segundos de arco por pixel

    Seeing de 1 a 2 segundos de arco    (BUEN SEEING)             la resolución ideal es entre   0.33 - 1.0" segundos de arco por pixel

    Seeing de 2 a 4 segundos de arco    (SEEING NORMAL)       la resolución ideal es entre   0.67 - 2.0" segundos de arco por pixel

    Seeing de 4 a 5 segundos de arco    (SEEING MALO)            la resolución ideal es entre   1.33 - 2.5" segundos de arco por pixel

    Seeing de 5 a 6 segundos de arco    (SEEING PESIMO)         la resolución ideal es entre   1.67 - 3-0" segundos de arco por pixel

     

     

    Actualmente tengo varios tubos ópticos, y una sola cámara, Canon 1000D, con un tamaño de pixel de 5.7 micrones, con lo que tendría...

     

    Tubo Óptico        Distancia Focal                     Resolución
    Sky-Watcher Quattro 250 mm         1000 mm 1.17 segundos de arco por pixel
    GSO Newton 200 mm f4            800 mm 1.46 segundos de arco por pixel
    Long Perng LP66 66 mm          400 mm 2,93 segundos de arco por pixel
    Sky-Watcher SkyMax 150 mm        1800 mm 0.65 segundos de arco por pixel
    Sky-Watcher Esprit Super Apo 150 mm         1050 mm 1,19 segundos de arco por pixel

     

    Con mi seeing tipico de 3 segundos de arco, entonces la mejor combinación la logro con todos los tubos salvo el LP66 y el SkyMax 150.  Si el seeing mejora el SkyMax 150 se luce, si el seeing se arruina entonces el LP66 sale al ruedo. De todos modos hay formas de resolver estos dilemas con un único tubo.

     

    Siguiendo en tema...

     

    En el caso de un lugar que tenga un seeing promedio de 4 segundos de arco, entonces vamos a lograr la mejor resolución con combinaciones de cámara - telescopio en el orden de 2 segundos de arco por pixel, esta seria nuestra resolución óptima.

     

    La resolución de un equipo, como vimos antes, depende de la distancia focal y el tamaño de pixel, de todos modos ambos valores los podemos modificar de dos maneras

     

    • En el caso de la distancia focal, con el uso de barlows (más resolución) o reductores focales (menos resolución) pero también cambiamos el campo de visión (FOV). 
    • En el caso del tamaño de pixel, si nuestra cámara tiene la posibilidad de utilizar el "binning", entonces podemos multiplicar el tamaño del pixel en funcion al factor de bin (bin2, bin3, bin4).
    • Utilizar Drizzle

     

    Ejemplo 1

    Telescopio: Esprit 100 mm 

    Cámara: QHY9 - KAF8300

    Seeing promedio: 3 segundos de arco

     

    El Esprit tiene una distancia focal de 550 mm, y la CCD tiene un tamaño de pixel cuadrado de 5.4 micrones. Segun la fórmula de resolución (Tamaño de Pixel / Distancia Focal) * 206,265  tendremos una resolución de;

     

    (5.4 micrones / 550 mm) * 206,265 = 2.02 segundos de arco por pixel

     

     Con el seeing de 3 segundos de arco, nuestra resolución óptima es de 1.5 segundos de arco, pero con nuestro equipo el detalle mas pequeño que podemos resolver es de 2.02 segundos de arco. En este caso estamos SUB-SAMPLEANDO, con una pérdida de RESOLUCIÓN. Concretamente, cualquier estrella o detalle que tenga un tamaño menor a 2.02 segundos de arco, en nuestras fotos se va a ver como un único pixel iluminado, y peor aun, estrellas cuadradas.  

    Peor aun, con este equipo si nos vamos a cielos con seeings espectaculares, nuestro equipo no va a poder resolver mas alla de los dos segundos de arco.

     

    Soluciones posibles

    • Hacer las tomas utilizando dithering y luego integrando con la tecnica de drizzle.
    • Con un barlow 2x duplicamos la distancia focal, y logramos una resolución de 1.01 segundos de arco, ideal, pero con una pérdida de campo de visión (fov). 

     

    Que es el dithering

    Cuando tomamos fotos con una montura con una puesta en estación excelente y con guiado, es altamente probable que la información del objeto sea capturada por el mismo pixel, una estrella siempre va a ser registrada por un pixel específico. El dithering es una técnica de adquisición donde entre toma y toma se mueve la montura (en el orden de pixeles o segundos de arco) modificando el encuadre, de tal forma que una estrella no siempre quede registrada por el mismo pixel. Las imágenes hechas con esta técnica nos permiten por un lado remover mas fácilmente defectos de la imagen como los hot y cold pixels, y a la vez hacer una reconstrucción estadística de la información con el método drizzle. Muchos programas de adquisición cuentan con la opción de dithering y aleatorio.

     

    Que es el drizzle

    Es un algoritmo creado por la NASA. Tambien se lo conoce como Reconstrucción Lineal Variable de Píxeles. Dependiendo del factor de drizzle (2x, 3x) nuestra imagen resultará con un tamaño de 4 (2x) o 9 (3x) veces más grande. Donde originalmente nuestra estrella ocupaba 1 solo pixels y su perfil era cuadrado, con este algoritmo reconstruimos su perfil basados en la estadística de nuestras tomas individuales y lo veremos como una estrella redonda.

     

    Zona de Gum 12 SIN Drizzle

    sin_drizzle.png

     

     

    Zona de Gum 12 CON Drizzle

    con_drizzle.png

     

    Esta técnica, como dice su nombre, reconstruye estadisticamente, ahora las estrellas tienen un perfil menos "duro" y mas detallado.

     

     

    Ejemplo 2

    Telescopio: Newton 350 mm apertura, 2000 mm distancia focal

    Cámara: QHY5L-II 

    Seeing Promedio: 4 segundos de arco

     

    El Newton tiene una distancia focal de 2000 mm, y la cámara tiene un tamaño de pixel cuadrado de 3.75 micrones. Segun la formula de resolución (Tamaño de Pixel / Distancia Focal) * 206,265  tendremos una resolución de;

     

    (3,75 micrones / 2000 mm) * 206,265 = 0.38 segundos de arco por pixel

     

     Con el seeing de 4 segundos de arco, nuestra resolución óptima es de 2 segundos de arco, pero con nuestro equipo podemos resolver hasta detalles de 0.38 segundos de arco. En este caso estamos SOBRE-SAMPLEANDO, con una pérdida de SENSIBILIDAD. En este caso cualquier estrella o detalle que tenga un tamaño menor a 2 segundos de arco (seeing) lo vamos a representar utilizando mas pixeles que los necesarios.

     

    Soluciones posibles

    • Realizar las tomas con binning
    • Hacer las tomas en lugares con seeing del orden de 0.7 segundos de arco logrando la maxima resolución. 
    • Utilizar un reductor focal, pero necesitamos un factor de reducción muy alto con la consecuencia de tener un campo de vision enorme.. 

     

     

    Que es el binning

    Binning es una técnica por la cual en vez de registrar cada pixel de manera individual tomamos el valor de 4 pixels (bin2), 9 pixels (bin3) adyacentes y lo asignamos como un único pixel. Con este técnica reducimos de manera apreciable la resolución pero ganamos en sensiblidad. 

     

    binning.jpg

     

    El aumento de sensibilidad esta dado porque, en el caso de bin2, la señal del pixel resulta de la suma de 4 pixeles, logrando mas señal. 

     

    Hay casos donde el binning nos ayuda, por ejemplo cuando necesitamos buscar el encuadre perfecto de nuestro objeto, en ese momento no nos interesa la resolución sino poder determinar la posicion del objeto en nuestra composición. Tambien es util cuando queremos lograr un foco con estrellas mas tenues.

     

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  • ¿Qué es la Astrofotografía?

    La astrofotografía es una mezcla entre la fotografía y la astronomía amateur que consiste en la captación fotográfica de las imágenes de los cuerpos celestes. El empleo de la fotografía en la astronomía de cielo profundo supone una serie de ventajas respecto a la observación directa, por cuanto que la emulsión fotográfica, expuesta por un tiempo suficientemente largo, viene impresionada también de radiaciones visibles de intensidad demasiado débil para poder ser percibidas por el ojo humano, incluso con la ayuda de potentes telescopios.

    Además el uso de emulsiones particularmente sensibilizadas permite el estudio de los cuerpos celestes que emiten radiaciones comprendidas en zonas del espectro luminosos a las cuales el ojo humano no es sensible. A menudo son usados también sistemas digitales, basados sobre CCD o CMOS, enfriados a bajísimas temperaturas para disminuir el ruido electrónico. Gracias al uso de filtros interferenciales, es también posible obtener fotografías sólo a la luz de algunas líneas espectrales, obteniendo por consiguiente informaciones sobre la composición de su fuente de luz.

    Para la práctica de la astrofotografía, pueden emplearse cámaras digitales compactas de calidad y costo accesible, cuyas calidad de ópticas y opciones de configuración en los tiempos de exposición, sensibilidad, abertura y foco, permitan la obtención de imágenes más que aceptables.

    Cámara digital reflex montada a trípode ecuatorial con seguimiento simple.

    Para fotografiar objetos del cielo profundo es recomendable el uso de cámaras réflex, por su amplia gama de opciones de exposición, focal, sensibilidad del sensor, etc. Las cámaras DSLR (Digital Single Lens Reflex) permiten adaptar el cuerpo a telescopios, logrando así tomas con más y mejores detalles.

  • ¿Cómo elegir un telescopio?

     

    Los telescopios vienen en muchas formas y tamaños, y cada tipo tiene sus propias fortalezas y debilidades. El primer paso para decidir qué telescopio comprar es saber para qué lo desea utilizar. Estas son las formas de usar un telescopio:

     

    Astronomía visual: el proceso de mirar a través de un ocular conectado a un telescopio para ver objetos distantes.
    Astrofotografía: la práctica de usar una cámara conectada a un telescopio o lente para fotografiar objetos en el espacio exterior.
    Ambos: si desea utilizar un telescopio tanto para imágenes como para imágenes, ¡también está bien!

     

    Solo sepa que los telescopios que pueden hacer ambas cosas bien generalmente cuestan más.
    Para la astronomía visual, especialmente los telescopios para principiantes, la mayoría de los telescopios ya vienen como un paquete completo. Eso significa que el telescopio estará listo para usar e incluye el telescopio, la montura y cualquier otra cosa que necesite para comenzar, como oculares y otros accesorios. Para hacer astrofotografía que no sea con un teléfono inteligente, los componentes generalmente se venden por separado para permitir un enfoque más personalizado. Esto significa que si está interesado en obtener imágenes más allá de solo con un teléfono inteligente, generalmente deberá comprar el telescopio, la montura y la cámara por separado.

     

    El segundo paso para decidir qué telescopio comprar es tener una idea de lo que principalmente desea observar o fotografiar. Si puede reducirlo entre uno u otro, hará que su decisión sea mucho más fácil. Por supuesto, un telescopio se puede usar para otros fines, como la visualización terrestre (durante el día), pero es importante decidir primero cómo lo usará por la noche:

     

    Objetos planetarios / del sistema solar: esto incluye los planetas, la Luna y el Sol.
    Objetos del cielo profundo: esto incluye galaxias, nebulosas, cúmulos de estrellas y cualquier otra cosa más allá de nuestro sistema solar.0

     

    Tanto espacio profundo como Planetaria: hay un grupo selecto de telescopios que son excelentes tanto para cielo profundo como planetario, especialmente para astrofotografía, pero generalmente cuestan más.
    El tercer y último paso para decidir qué telescopio comprar es incorporar su presupuesto, qué tan portátil es la configuración que desea y su nivel de habilidad en su decisión. 

     

    Recomendamos leer ¿Cómo elegir un telescopio?

     

    Introducción a las monturas de telescopios

    Aunque la mayoría de los telescopios para principiantes ya vienen con algún tipo de montura incluida, comprar una montura por separado puede abrir muchas puertas para más posibilidades de observación o imágenes. Para los observadores visuales, un montaje de altitud-azimut es el camino a seguir. Para los astrofotógrafos que realizan imágenes de cielo profundo, una montura ecuatorial producirá los mejores resultados. Las monturas híbridas combinan lo mejor de ambos mundos a un precio más alto, y los rastreadores de estrellas son como mini monturas ecuatoriales para el creador de imágenes que viaja o para el principiante.

     

    Para astrofotografía, especialmente para imágenes de cielo profundo, la montura es posiblemente el componente más importante de cualquier configuración. Sí, lo has leído bien, ¡incluso más importante que el telescopio o la cámara! La razón de esto es que es solo la montura la que determina la precisión con la que su cámara y telescopio pueden rastrear el cielo y, por lo tanto, cuánto tiempo puede exponer sin experimentar rastros de estrellas. Recoger la mayor cantidad de luz posible es fundamental en la astrofotografía de cielo profundo, y sin una montura ecuatorial de calidad, estará limitado en la cantidad de luz que puede recolectar en cada exposición. Por esta razón, además de la cámara y el telescopio, recomendamos gastar alrededor de la mitad de su presupuesto total en la montura para obtener imágenes de cielo profundo.

     

    Otra consideración importante para la obtención de imágenes de cielo profundo con una montura ecuatorial es la capacidad de carga útil. La capacidad de carga útil, que es la cantidad de peso que puede soportar la montura (excluidos los contrapesos), es la especificación más importante para cualquier montura ecuatorial. 

     

    Para los observadores visuales que tienen un telescopio pero no una montura, las monturas independientes de altitud-azimut son una excelente opción. Muchos de estos vienen con la misma capacidad computarizada que tienen la mayoría de las monturas ecuatoriales. Después de un proceso de alineación simple, esta capacidad de acceso computarizado permite que la montura no solo encuentre y apunte a los objetos automáticamente, sino que los rastree y los mantenga centrados a través del ocular. Para los observadores binoculares, un trípode con un cabezal de altitud-azimut hace que la experiencia sea simple y agradable, y los montajes estilo paralelogramo mejoran esto al permitir ángulos de visión aún más cómodos.

    Ya sea que solo esté esperando agregar la capacidad de seguimiento y acceso a su telescopio visual existente o si tiene la mira puesta en fotografiar galaxias y nebulosas débiles, ofrecemos una amplia variedad de soportes para cualquier necesidad. 

     

    Ver todas las monturas

     

    Introducción a las cámaras para astronomía

    Como ocurre con la mayoría de los equipos de astronomía, no existe una cámara de "talla única" que sea la mejor en todo. Si espera obtener imágenes de objetos del espacio profundo, una cámara de astronomía refrigerada es el camino a seguir. Si espera obtener imágenes de los planetas, la luna, el sol u otros objetos del sistema solar, una cámara de alta velocidad de fotogramas hará maravillas por usted. Comprender la diferencia entre estos diferentes tipos de cámaras y sus especificaciones lo ayudará a decidir cuál es su próxima cámara para astronomía.

     

    Para obtener imágenes de cielo profundo, se trata de maximizar la cantidad de luz que puede recolectar y lo limpia que es la imagen. Cuando se toman imágenes de objetos del cielo profundo, es mejor utilizar una cámara refrigerada, que puede evitar el ruido durante exposiciones prolongadas. Las cámaras con mayor eficiencia cuántica, tamaños de píxeles más grandes, mayor capacidad de pozo completo (full well) y menor ruido de lectura, entre otras especificaciones, producirán imágenes más limpias. Haga clic aquí para ver nuestras recomendaciones sobre las mejores cámaras de imágenes de cielo profundo para principiantes.

     

    Para las imágenes planetarias, se trata de maximizar la cantidad de detalles en los planetas y otros objetos del sistema solar, que generalmente son increíblemente pequeños. Los planetas son tan pequeños que no solo requieren un telescopio de larga distancia focal, sino que las turbulencias en la atmósfera pueden tener un gran efecto en el nivel de detalle de la imagen. Para imágenes planetarias, un sensor pequeño y una cámara de alta velocidad de fotogramas es su mejor amigo. Haga clic aquí para ver nuestras recomendaciones sobre las mejores cámaras planetarias, lunares y solares.

     

     

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