lunes, 10 de septiembre de 2018

ASTROFOTOGRAFÍA: LIGHTS, DARKS, BIAS Y FLATS.



ASTROFOTOGRAFÍA: LIGHTS, BIAS, DARKS Y FLATS.

         Cuando hablamos de astrofotografía tenemos que distinguir entre astrofotografía planetaria y astrofotografía de cielo profundo porque, aunque las dos se encargan de fotografiar objetos del  universo, la metodología es muy distinta entre una y otra.

Astrofotografía Planetaria:

        La astrofotografía planetaria, como su nombre indica, consiste en fotografiar los objetos del sistema solar: el Sol, los planetas, asteroides y, por supuesto, nuestro satélite: La Luna.  Lo ideal es un telescopio reflactor o un catadióptrico ( perfecto para aficionados ) con una abertura de entre 127mm - 200mm y una distancia focal de 1900 - 2300. Éstos telescopios son los que mejor resultados dan en cuanto a astrofotografía planetaria porque concentran la luz en el centro del portaocular lo cual nos permite trabajar con grandes aumentos manteniendo los planetas perfectamente iluminados, de ésta forma podemos obtener  más detalle de los planetas cuando hacemos  el video.  Aunque yo lo hago con un newton de 200mm de apertura y una distancia focal de 1000 y la verdad es que, con éste equipo y una barlow 3x,  se pueden conseguir verdaderas maravillas en planetaria.

        En planetaria no se hacen fotografías sino videos y normalmente no se utilizan cámaras réflex sino otras cámaras como son las CCD.  Los videos normalmente se hacen en formato AVI.  La cámara que yo utilizo para planetaria es una QHY5L II C. Es una cámara de color sencilla pero que no tiene nada que envidiar a las de gama alta  que circulan por  el mercado.
         
         Con la montura puesta en estación y alineada a 3 estrellas ( primeros tutoriales de éste blog ) coloco la cámara QHY5 en el portaocular del telescopio y la conecto al ordenador. Abro el software informático con el cual realizo las capturas de los videos   ( Yo utilizo “FireCapture” pero hay otros programas como EZPlanetary, etc. ) y con el planeta en pantalla y enfocado configuro los ajustes para empezar la grabación. Dependiendo de los planetas hay que ajustar los parametros de una manera o de otra. Normalmente la fotografía planetaria no se hace a foco primario sino que se utilizan unas lentes llamadas " Barlow" que te permiten aumentar la distancia focal del telescopio 2x , 3x o 5x dependiendo de la lente. El inconveniente es que a mayor aumentos más se oscurece la imagen dificultando su grabación. Yo normalmente utilizo una barlow 3x porque con la 5x me oscurece mucho la imagen y no puedo sacar buenos detalles de los planetas. 
          ( Si tuviera un telescopio reflector o catadióptrico ésto no me pasaría porque su característica principal es que concentran la luz en el centro del portaocular ).
        
         Hago distintos  videos unos 20 o 30 de aproximadamente 1 minuto o minuto y medio dependiendo del planeta  y luego los guardo en una carpeta en el ordenador.
      
      Una vez hechos los videos es el momento de apilarlos. Para ello utilizo un programa informático llamado " Autostakkert ". Éste programa coger el video y nos lo separa en fotogramas.  Luego nosotros seleccionamos el mejor fotograma del video y le decimos al programa que apile sobre el fotograma seleccionado el resto de fotogramas del video o parte de ellos ( los mejores ) obteniendo como resultado una imagen final con la información de todos los fotogramas.  Esta imagen final ya apilada  suele crearse en formato PNG.
       
        Con la imagen resultante del apilado el siguiente paso es procesarla. Es decir sacar a relucir toda la información que hay escondida en la fotografía apilada. Para ello se utiliza otro programa informático que va procesando la imagen sacando todos los detalles de los planetas y de los cráteres lunares. Una vez procesada ya se ha acabado el trabajo y la foto se guarda en la carpeta deseada.
Para el procesado de astrofotografía planetaria yo utilizo los programas:  RegiStaxs 6, Fitswork  y PixInsight.

Astrofotografía de cielo profundo:
        
        La fotografía de cielo profundo trata de fotografiar objetos del universo que emiten una luz muy tenue, casi inapreciable a ojo humano por eso lo  ideal es un telescopio con mucha abertura para poder captar más luz y una focal corta. Yo utilizo un telescopio Newtoniano de una apertura de 200mm con una focal de 1000mm obteniendo una F: 5 ideal para astrofotografía de cielo profundo y polivalente también en visual. Hay cámaras CCD muy buenas, buenísimas, especializadas en cielo profundo pero con una réflex mediana del mercado se pueden obtener verdaderas maravillas y si, además, está refrigerada y modificada para astrofotografía los resultados son “ espectaculares “.  Las fotografías de cielo profundo hechas con réflex se hacen en formato RAW que viene a ser como el negativo de la fotografía convencional.

Mis fotografías de cielo profundo las realizo con una réflex Canon EOS 1300D.  La cámara no está refrigerada ni modificada para astrofotografía pero igualmente los resultados que obtengo me dejan más que satisfecho para continuar con mi gran afición que es la astronomía y más concretamente la Astrofotografía.

Como los objetos a fotografiar son muy tenues, no es suficiente con una sola fotografía para sacarle los detalles y el contraste deseado. Es por ello que es necesario hacer el mayor número de fotos ( cuantas más mejor ) de un mismo objeto con el mayor tiempo de exposición posible sin que las estrellas aparezcan movidas. Para ello se necesita una montura ecuatorial computerizada. Con dicha montura y con la ayuda de un tubo guía conectado a un ordenador se pueden hacer fotografías de larga exposición manteniendo las estrellas redondas. Es decir, podemos hacer 40 fotografías seguidas de 5 minutos cada una de un mismo objeto manteniendo las estrellas redondas. ( Yo suelo hacer entre  30 – 40 fotografías de 3 minutos de exposición cada una por objeto de cielo profundo ).

Después  éstas 30 o 40 fotografías se apilan fusionándose entre sí obteniendo como resultado una única fotografía llamada  “MASTER LIGHT”  o fotografía maestra. Ésta  master light contiene la información de todas las tomas light y, por tanto, es la fotografía que se utilizará para hacer el procesado. Hay distintos programas informáticos para apilar y procesar fotografías astronómicas. Yo utilizo un programa de pago que se llama PixInsight. Éste programa está creado y diseñado específicamente para astrofotografía y te permite hacer, tanto, el apilado de las tomas light con sus Darks, Flats y Bias como el procesado de la “Master Light” llegando a su posterior estirado final.

Las fotografías de cielo produndo van acompañadas inevitablemente de: imperfecciones ópticas, manchas provocadas por el polvo del sensor de la cámara, ruido (mucho ruido en larga exposición) y en los telescopios newtonianos, como es mi caso, además efectos coma en las estrellas (corregible con un corrector de coma) y viñeteo en las esquinas de las fotografías.

Todas estas imperfecciones se pueden reducir y corregir considerablemente cuando se hace el apilado de la imagen añadiéndole, a las tomas light, otro tipo de fotografías llamadas BIAS, DARKS Y FLATS. Una vez hecho el apilado con todas las fotografías el programa nos creará una imagen final llamada “ Master light” y será la que utilizaremos para hacer el procesado.

En resumen, una fotografía de cielo profundo ya apilada y preparada para su procesado es el resultado de apilar en una sola foto la suma de 4 modelos diferentes de fotografías: LIGHTS, DARKS, BIAS Y FLATS todos ellos hechos con la réflex y todos ellos en formato RAW.

¿ Que son y como se realizan los Lights, Darks, Bias y Flats?.


LIGHTS:  
       
       Las tomas light son las fotografías de cielo profundo que hemos hecho con el telescopio a galaxias, nebulosas, cúmulos globulares, etc. Éstas vienen acompañadas de ruido generado por el calentamiento del chip de la cámara  cuando se hacen fotografías de larga exposición y debido a un ISO elevado unido con la temperatura ambiente. Éste ruido lo podemos eliminar o reducir con las tomas Darks.
        
       Tenemos que anotar en un papel cierta información referente a la fotografía lights.
           
            Cámara en modo Manual y en formato RAW.
            Número de tomas realizadas.
            Temperatura ambiental que hay cuando se hacen las fotos.
            Tiempo de exposición de las fotografías.
            ISO con las que se han hecho las fotografías.

DARKS:
        
          Los Darks son fotografías oscuras que sirven para eliminar el ruido generado por las tomas light y se realizan con el telescopio o objetivo de la cámara tapado. Se hacen con la cámara en Manual y en formato RAW.   Las tomas Darks  tienen que tener el mismo tiempo de exposición, el mismo ISO   y aproximadamente  la misma temperatura ambiente que los Light aunque no hace falta que sea exactamente la misma temperatura, puede haber una diferencia  aproximadamente  de:    +/-  3 grados.  Tampoco es necesario hacer las tomas Darks con el telescopio; yo suelo hacer las tomas Darks al día siguiente por la noche cuanto se alcanza la misma temperatura ambiental con las que empecé a hacer las tomas Light. Pongo la cámara en la ventana con el objetivo tapado, le conecto el intervalómetro digital con la misma configuración utilizada para las tomas Lights  y espero a que la temperatura ambiente alcance la misma temperatura con la que el día anterior empecé a hacer los Light. Cuando llego a la misma temperatura  empiezo a hacer los DARKS. 

        Yo suelo apilar el doble de Darks que de Lights. Es decir,  Si en el programa de apilado selecciono 40 lights,  En el apartado de los Darks selecciono 80 Darks.

BIAS:
        
        Las Bias o también conocidas como "Offset"  son fotografías oscuras que se hacen con el objetivo de la cámara tapado. Sirven para eliminar la señal de lectura producida por el chip de la camara.
         El ISO ha de ser el mismo que el de las tomas Lights y el tiempo de exposición ha de ser el más corto que admita la cámara.  En mi caso, Canon EOS 1300D, es de 1/4000.  También se hacen en modo Manual y en formato RAW. Se pueden hacer tranquilamente en casa y en cualquier momento del día porque no es necesario el telescopio para éstas tomas. Tampoco es necesario que estén hechas a la misma temperatura que se hicieron los Lights. 
       
       Yo suelo apilar el doble de Bias que de Lights. Es decir,  Si en el programa de apilado selecciono 40 lights,  en el apartado de las Bias selecciono 80 Bias.

FLATS:
       
          Los Flats son fotografías que se hacen a una luz blanca y sirven para corregir , tanto, el viñeteo ( esquinas oscuras ) de las tomas Light hechas con el telescopio como las imperfecciones ópticas causadas por  motas de polvo y  manchas que hay en el sensor de la cámara.   Es importantísimo que la cámara continúe en la misma posición y enfoque con la que se tomaron los Lights. Es por ésta razón que yo los hago al finalizar  la sesión de astrofotografía. 
          Los Flats   " NO "   se hacen con el modo MANUAL de la cámara sino que se hacen en modo AV.

         Después de hacer  la última fotografía de cielo profundo y con la cámara todavía en el telescopio,  tal como está y  sin tocarla para nada,   cojo la caja de Flats, la enchufo a la corriente y la coloco en la boca del telescopio.
         Con mucho cuidado de no mover la cámara de su posición y de esta forma perder el encuadre que teníamos al hacer las tomas light giramos la ruedita de la cámara y cambiamos de modo manual a modo AV,  pero continuamos manteniendo la misma ISO que habíamos utilizado para hacer las tomas Light.
        
       Yo siempre suelo apilar el mismo número de Flats que de tomas light, es decir,  si en el programa de apilado pongo 40 Lights también pongo para apilar 40 Flats.


RESUMEN GENERAL DE LAS TOMAS  LIGHTS, DARKS, BIAS Y FLATS
        
         Utilizamos como ejemplo: “ M45 Las Pleyades “.

LIGHTS: 



            Cámara en modo Manual y formato RAW.
            Tomas: 40 fotografías hechas con el telescopio.
            Tiempo de exposición: 120 segundos.
            ISO:  1600.
            Temperatura ambiental: +6º grados.

DARKS: 



            Cámara en modo Manual y formato RAW.
            Tomas: 80 fotografías oscuras hechas con el objetivo de la cámara o telescopio tapado.
            Tiempo de exposición: 120 segundos ( igual que los lights )
            ISO: 1600
           Temperatura ambiental: +6º grados ( hechas al día siguiente de las tomas light ).
    
      No hace falta que sea exactamente la misma temperatura, puede haber una diferencia  aproximadamente  de:    +/-  3 grados.  Tampoco es necesario hacerlas con el telescopio. Se pueden hacer en la ventana de casa utilizando el mismo intervalómetro.

BIAS:  



            Cámara en modo Manual y formato RAW.
            Tomas: 80 fotografías oscuras hechas con el objetivo de la cámara o telescopio tapado.
           Tiempo de exposición: El más corto que admita la cámara. En mi caso 1/4000.
           ISO: 1600 ( igual que las tomas light )
          Temperatura ambiental: La temperatura no es importante, no influye para nada y se pueden hacer tranquilamente en el sofá de casa viendo la tele.

FLATS: 



            Cámara en modo AV y formato RAW.
          Tomas: 40 fotografías hechas con la caja de flats en el telescopio manteniendo el mismo enfoque y encuadre utilizado para hacer las tomas light. ( La cámara no se tiene que tocar para nada )
        Tiempo de exposición: como las tomas se realizan en modo AV el tiempo de exposición lo establece la misma cámara. Nosotros sólo hacemos la foto y la cámara decide el tiempo de exposición para cada Flat.
            ISO: 1600  
          Temperatura ambiental:  La temperatura ambiental no es importante y no influye en nada.

       Una vez se ponen todas las tomas en el programa PixInsight y éste hace el apilado, la imagen resultante " Master Light" es una foto oscura que cuando se hace el estirado virtual con " Screen Transfer Function " me aparece anaranjada a causa de la contaminación lumínica. Mediante el procesado de la imagen con el mismo programa PixInsight la vamos retocando y estirando hasta que al final llegamos a la imagen final procesada. Abajo os dejo los dos ejemplos 





         Con éste ejemplo de M45  llego al final de ésta publicación donde os he intentado explicar, de forma breve,  La manera como yo hago la astrofotografía planetaria y la astrofotografía de cielo profundo.  Espero que sirva de ayuda a todo aquel aficionado a la astronomía que empieza a descubrir éste mundillo llamado “ Astrofotografía “ .
Saludos  y   ……..
                     
                                     ¡¡¡ BUENOS CIELOS ¡!!

10 comentarios:

  1. Muy buena síntesis.Los principiantes agradecidos.Saludos

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    1. Muchas gracias por tu comentario.
      Me alegra que te haya gustado la publicación.
      Los astro fotógrafos profesionales tienen en cuenta, a la hora de hacer las tomas DARKS, la temperatura del sensor de la cámara cuando realizan los LIGHTS y no la temperatura ambiente ( es más preciso ). Para ello utilizan programas como por ejemplo ASTRO PHOTOGRAPHY TOOLS el cual si te informa de la temperatura del sensor a la hora de hacer el light.
      Pero al no ser necesario que los DARKS tengan exactamente la misma temperatura que los LIGHTS, para los aficionados amateurs ( yo me incluyo ) es mucho más rápido y fácil tomar como referencia la temperatura ambiente y los resultados también son bastante buenos.
      Saludos y buenos cielos.

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  2. Magnífico tutorial. Muchas gracias

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    1. Jlg gracias a ti por visitar el blog y leer la publicación. Gracias también por dejar un comentario.
      Un saludo.

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  3. pedazo de tutorial , pero tengo una duda. Se podria sacar aún mas detalle y mejorar mas una imagen sumando varias fotografias de un mismo objeto ? es decir, si en un año o en dos tengo tres o cuatro imagenes de un mismo objeto podria apilar esas imagenes ? gracias.

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    1. Hola Oscar.
      Cuanto más tiempo de exposición tiene una imagen más información podemos obtener del objeto de cielo profundo. Sobre todo en el polvo estelar de fondo que rodean a nebulosas y galaxias.
      Hay programas de apilado de imágenes como PixInsight y DeepSkyStacker que sí permiten apilar fotografías hechas en distintos días. De hecho, los astro fotógrafos que utilizan cámaras CCD monocromas, normalmente dedican una noche por cada canal de color RGB y L. Esas noches no suelen ser consecutivas, debido al trabajo, condiciones climatológicas, etc. y teniendo en cuenta que solo se puede fotografiar en la semana de Luna nueva, al final puede resultar que cuando ya se han conseguido todas las imágenes con sus respectivos darks, bias y flats hayan pasado varias semanas o meses.
      En definitiva, y sin liarme mucho más, sí es posible apilar fotografías de distintas sesiones anteriores siempre y cuando éstas mantengan el mismo encuadre. Si no es así, cada encuadre diferente tiene que ir acompañado de sus flats, bias y darks correspondientes. Personalmente no creo que con ello se obtenga más nitidez del objeto en cuestión pero, sí es posible, obtener más información de las zonas débiles ocultas en la oscuridad del fondo de la imagen.
      Gracias por visitar el blog y gracias por el comentario.
      Saludos.

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  4. hola Jordi. Magnifico tutorial. llevo algunos días informándome sobre la realización de lights, darks, flats y bias y definitivamente encontrar tu blog ha resulto mis dudas. lamentablemente acabo de comenzar y la montura de mi telescopio no es goto así que intentare ir aplicando tu explicación con una reflex hasta que pueda pasar al siguiente nivel con una nueva montura.

    Saludos y nuevamente, muchísimas gracias

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    1. Muchas gracias por tu comentario “ Cadiz ahora y siempre por los siglos de los siglos ”, me alegra que te haya servido de ayuda la publicación. Sin goto también se puede hacer astrofotografía de cielo profundo de corta exposición y planetaria con muy buenos resultados. Lo más importante es afinar en la puesta en estación de la montura.
      Saludos y buenos cielos.

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  5. Excelente tutorial. Gracias por compartirlo. Consultas: 1) Los flats bien hechos son los que tienen el viñeteo y partículas sobre el fondo blanco? O estos son imperceptibles a la vista en los flats. Te consulto esto por que hice flats y con una remera blanca y un luz led de frente y me salieron grises, similares a tu muestra. 2) Los puedo hacer con el mismo enfoque, iso, pero con la luz del atardecer? 3) Cuanto más ISO más información levanto? O que cambia de un light de 70 seg Iso 800, a uno de 70 seg ISO 1600. Ambos de cielos urbanos. Muchísimas gracias, y me he suscrito a tu fantástico blog.

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    1. Hola Juan pablo, muchas gracias por visitar mi blog. Y gracias también por tu comentario.
      No tengo mucha experiencia técnica en este aspecto pero intentaré responder a tus preguntas.
      En un buen flat tendrían que aparecer las imperfecciones ópticas: el viñeteo y las motas de polvo para poder restarlas, después, a los lights. Esa es la función de los flats. En cámaras réflex se hacen en modo AV siendo la cámara la que decide el tiempo de exposición y normalmente suelen ser de 1 o 1.5 segundo aprox. Los flats han de presentar un color uniforme grisáceo y el histograma ha de aparecer centrado. También se tienen que hacer con el mismo ISO que se hacen los lights, los Bias y los Darks.
      Se pueden hacer al atardecer o al anochecer a una altura de 45º aprox. y también en modo AV pero el cielo tiene que estar muy limpio y despejado. Si no los haces con la camiseta es importante que en el flat no aparezcan estrellas porque entonces no sirven de nada. Y muy importante tienen que tener la misma posición y enfoque que los lights. Si se hacen al atardecer no se puede cambiar la posición de la cámara hasta que se hayan hecho los light. Y si se hacen al amanecer la cámara tiene que permanecer en la misma posición que cuando se hicieron los lights.
      Cuando se hace astrofotografía de cielo profundo se trabaja con tiempos de exposición muy largos 3, 4, 5 o más minutos para un solo light y esto comporta que el sensor de la cámara se caliente mucho. Con el ISO lo que se consigue es amplificar la señal y de esta forma reducir el tiempo de exposición. A mayor ISO menos tiempo de exposición y por consiguiente menos temperatura del sensor pero el inconveniente es que se pierde algo de nitidez en la imagen y SOBRE TODO se aumenta mucho el ruido. Una imagen de 70 segundos a ISO 1600 captará el doble de luz que otra imagen de 70 segundos con ISO 800. Es decir que para conseguir la misma cantidad de luz en ambas fotografías, la imagen de ISO 800 tendría que tener un tiempo de exposición de 140 segundos.
      Desde mi ubicación, la contaminación lumínica no me permite alargar más de 3 minutos el tiempo de exposición con un ISO 1600. Más de 3 minutos los lights empiezan a aparecer quemados ( la imagen es casi blanca ). Puedo bajar el ISO a 800 pero entonces también tendría que aumentar el tiempo de exposición a 6 minutos para conseguir prácticamente el mismo resultado y además mi cámara no está refrigerada y se calentaría todavía más el sensor, así que me he de conformar a 3 minutos a ISO 1600 aunque la imagen sea más ruidosa. ( El ruido ya lo intentaré reducir con los Darks )
      No sé si he logrado explicártelo bien, aun así, espero haberte resuelto alguna duda.
      Muchas gracias por visitar mi blog .
      Saludos y…. buenos cielos.

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