Photographie sans suivi

Photographie astro sans suivi
Patrice Mai 2010
Mis à jour Novembre 2015
Sommaire
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
Le but !
Lorsqu'on est en voyage et que l'on a pas la possibilité
de transporter avec soi, sa monture équatoriale
motorisée préférée, il faut trouver une autre solution.
solution. Les
contraintes d'un voyage organisé ainsi que les
randonnées en montagne, ou le poids des bagages est
limité, ne sont pas propices à la photographie
astronomique.. Dans ces conditions, on transporte
astronomique
facilement son appareil photo numérique et la tentation
est grande de faire quelques clichés avec juste un pied
photo comme accessoire
accessoire.. Il est possible de faire assez
facilement des photos du Soleil, de la Lune des
constellations mais les choses se compliquent lorsqu’il
s’agit du ciel profond !
C’est ce dernier point qui nous intéresse.
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
Principe
Une des solutions retenues est d'utiliser un pied photo
solide et stable avec son APN et de faire une pose
de quelques dizaines de secondes maximum.
maximum.
C'est par là que doit commencer tout débutant
débutant.. On
parle alors de photographie sur pied fixe ou sans suivi.
suivi.
La photographie sur monture non motorisée est de
loin la technique la plus simple, c’est celle qui
demande le moins de moyens financiers et matériels
et qui donne quand même de bons résultats grâce au
numérique..
numérique
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
Exemple 1: Une pose longue
EOS 350D - Canon EFS - f56mm - 2 minutes de pose. Sans suivi.
Zone proche de l'équateur céleste.
Exemple 2 : Des poses courtes
APN Bridge Canon. L'appareil était posé à même le sol sur un mini trépied
somme de 4 poses 6S avec objectif équivalent 36 mm, 400 ISO.
Exemple 3 : Des poses courtes
Photo du ciel profond ( M31 ) sans monture équatoriale !
L'image montre des étoiles à magnitude 15.
Elle a été prise avec un boitier Canon EOS 350D fixé sur un trépied
photo. L'objectif est un Canon 85mm f/1.8. 77 poses de 4 secondes
chacune ont été prises.
Ensuite le logiciel Iris a été utilisé pour aligner et compositer les 77
images. L'exposition résultante est de 5 minutes. Aligner les images
prends beaucoup de temps sur le pc, car chaque image doit être
ajustée pour prendre en compte la rotation de champ : c’est fait
automatiquement par Iris. ( Voir plus loin la procédure )
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
Limite du temps de pose
Très vite en fonction de la focale de l'objectif utilisé le
mouvement de rotation de la terre autour de son axe provoque
un filé d'étoiles
d'étoiles.. Les étoiles semblent tourner autour de l'étoile
polaire de 360
360°
° en 23 h 56 min
min 4 s soit 15 degrés en une
heure ou encore 7,3x10
10--5 rad par seconde *.
Pour un EOS 350D
350D l'image du ciel sur le capteur CMOS ne
doit pas en théorie bouger de plus de 6,4 µm
µm,, la taille d'un
pixel, pour que la photographie soit parfaitement nette.
nette. On
peut ainsi calculer l'exposition maximale T en seconde à ne
pas dépasser sous peine de voir apparaître des traits à la
place des étoiles !
Dans la pratique il est possible d’augmenter les valeurs de la
pose (X
(X2
2 ou X3) sans trop dégrader l’image ponctuelle des
étoiles..
étoiles
* Concrètement, un radian vaut environ 57,3°(180°/ π) et 1°vaut π rad /180
Calcul de l’angle
La tangente de l'angle ß sur le ciel vu par un pixel est : p/F
p/F,,
en radians
radians,, considérant un petit angle on peut assimiler la
tangente de l’angle à la valeur de l’angle lui
lui--même en
radians..
radians
Avec p taille de pixel et F la focale de l'objectif
Pour un angle très petit
On voit donc que plus les pixels sont larges plus le
temps de pose peut être long !
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
Quel temps de pose ?
Lorsqu'on utilise un appareil photo en fixe sur un trépied, on ne compense pas le
mouvement de rotation de la Terre. Si on fait une pose longue les étoiles ne sont
plus ponctuelles, mais prennent la forme d'arcs de cercles centrés sur la Polaire. Si
cet effet permet de belles images, on souhaite aussi parfois l'éviter. Mais pour
gagner du temps, autant savoir à l'avance le temps de pose maximal qui permet
d'éviter le filé, sans avoir à tâtonner. C’est à cela que sert la règle NPF *.
Formule simplifiée qui suffit généralement pour
les objectifs grands angles (moins de 20 mm).
Avec :
N=ouverture de l’objectif
p=taille en µm d’un pixel
F=focale équivalente (24x26) de l’objectif (*1,6 pour canon APSC)
* NPF (ouverture objectif, taille pixel, focale)
Cos (déclinaison) !
Sur le ciel, l'angle apparent est plus important si
l'étoile est proche de l'équateur et, à l'extrême, nulle
au pôle.
pôle. Il faut donc multiplier les 15 degrés par heure
par le cosinus de la déclinaison.
déclinaison.
δ
cos(δ)
O°
1,00
15°
0,97
30°
0,87
45°
0,71
60°
0,50
90°
0,00
Equateur rotation maxi
Pôle Nord pas de rotation du ciel
Formule en détail.
Comment se forme l'image d'une étoile sur le capteur ?
Depuis la traversée de l'atmosphère terrestre, le passage par les lentilles de l'objectif, et le
traitement du signal dans l'appareil photo, la lumière de l'étoile initialement ponctuelle est étalée par
la turbulence atmosphérique dans un tâche moyenne de diamètre dseeing.
Ce cercle est étalé encore un peu plus à cause de la diffraction, d'une valeur égale à dAiry.
Enfin, l'image calculée est à son tour étalée à cause du démosaïcage, d'une valeur égale à dBayer.
Le diamètre final approximatif de l'étoile sur l'image sera donc la somme de trois termes :
La tâche finale n'a pas des bords nets. On va profiter de son flou pour laisser l'étoile filer à
l'intérieur de ce halo, sans pour autant que la déformation soit trop visible. C'est comme cela qu'on
va éviter le filé.
Formule complète à utiliser
Les détails complets sur cette formule sont à lire ici :
http://www.sahavre.fr/tutoriels/astrophoto/34-regle-npf-temps-de-pose-pour-eviter-lefile-d-etoiles
Résultats des calculs faits pour un 350D avec des pixels de 0,0064 mm et une
déclinaison de l’objet à 45°soit un cos ( δ) de 0,7.
Les temps de pose peuvent être multipliés par deux voir trois sans dégradation
importante de l’image surtout si diminue la taille de l’image finale.
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
La Comète Machholtz : 11 images de 30s 400 ISO traitées avec Iris
Le temps de chaque pose était un peu trop long ce qui a donné des
étoiles étirées !
Addition « brute » des images
Addition sur un point fixe
Ici le repère fixe est les sapins
Remarquez le déplacement des étoiles !
Addition sur les étoiles
Ici le repère fixe est les étoiles : plus de filé sur celles-ci !
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
Poses courtes et multiples
Une pose longue sans suivi donne des filés sur les
étoiles, une pose courte n’accumule pas assez
d’information (photons) pour obtenir une image du
ciel profond : alors comment faire ?
Solution les poses courtes et multiples puis on
additionne les images !
Oui mais !
Sur un pied fixe il va y avoir un décalage entre la
première photo et la dernière en translation et
aussi en rotation car la terre aura tourné pendant
ce laps de temps
temps…
…
But
Principe
Exemples
Limite du temps de pose
Calculs
Autre exemple détaillé
Poses courtes et multiples
Utiliser Iris
Iris : le sauveur ?
Pour recaler la séquence, vous pouvez le faire "à la main", comme
expliqué sur le site d'Iris, ou utiliser la fonction puissante Coregister.
La condition est de configurer le polynôme avec un degré 2 pour
prendre en compte la rotation de champ.
Pour une séquence de 11 images, m1...m11 - registration faite sur
la première image.
La séquence est aussi simple que:
SETREGISTER 2
Pour configurer le degré du polynôme de recalage à 2
COREGISTER2 m k 11 avec m le nom de l’image source et k la sortie
ADD2 k 11
Addition des images
Détail des commandes
ADD2 [NOM] [NOMBRE]
L'image de sortie est simplement la somme des images d'entrée de nom générique
[nom] (ex. M57M57-1, M57M57-2, M57M57-3...). Le nombre d'images additionnées est [nombre].
La valeur codée maximale après addition est 32767. Si cette valeur est dépassée le
résultat est tronqué à 32767.
Vous avez la possibilité aussi dans ce cas d'utiliser la commande ADD_NORM
(même syntaxe que ADD2) qui, si nécessaire, multiplie les images de la séquence
par une constante de telle manière que l'intensité dans l'image finale ne dépasse
jamais 32767.
SETREGISTER [DEGRE DU POLYNOME]
Définit le degré du polynôme pour la registration avec la commande COREGISTER.
La valeur par défaut est 1. Si il est nécessaire pour corriger la distorsion entre des
images vous pouvez augmenter cette valeur.
La valeur maximal est 5.
COREGISTER [NOM1] [NOM2]
Effectue automatiquement les transformations
géométriques de l'image [NOM2] (translation, rotation,
changement d'échelle) de manière à ce qu'elle se
superpose à l'image [NOM1].
Les deux images peuvent avoir des tailles différentes.
L'image en mémoire et qui est affichée après le traitement
est l'image [in2] modifiée.
COREGISTER est applicable pour les images du ciel
profond seulement.
Voir aussi : SETFINDSTAR, SETREGISTER.
Exemple : COREGISTER N266_1 N266_2
COREGISTER2 [ENTREE] [SORTIE] [NOMBRE]
Même fonction que COREGISTER, mais appliqué à une
séquence.
Alors, estest-ce la révolution?
Oui et Non !
Prendre des images directes du ciel en posant simplement l'appareil
sur le sol est si facile...
facile... La sensibilité des nouveaux appareils photo
numériques permet de prendre des images du ciel avec des poses
courtes.. Poses suffisamment courtes pour enregistrer des étoiles avec
courtes
une limite de temps d'exposition pour que la rotation du ciel soit limitée
et donc peu visible
visible.. Ensuite, l'addition d'images pour augmenter le
contraste et le rapport signal/bruit n'est que limitée par le temps de
traitement et la sensibilité du capteur
capteur..
Mais ne rêvons pas
pas...
... cette technique est surtout utile pour des images
grand champ puisque la limitation est la durée d'exposition maximale
maximale..
Les étoiles doivent rester ponctuelles pendant la rotation du ciel
puisque que vous ne la compensez pas par une monture équatoriale.
équatoriale.
Vous pouvez calculer ce temps de pose max si vous connaissez pour
chaque focale quelques caractéristiques de votre capteur.
Cas pratique
Nous allons étudier un cas avec 20 poses
de 15s
15s chacune à 800 ISO prises avec un
350D
350
D équipé d’un objectif classique 18
18--55
mm sur pied photo.
photo. La direction choisie
était le sud vers le sagittaire
sagittaire..
Photos prises en Corse en 2013 dans le
région de Porto
Porto--Vecchio.
Vecchio.
Prêts pour la manipulation avec Iris ?
Alors c’est parti …
Conclusion
Voilà une autre méthode de pratiquer
l’l’astro
astro--photographie à moindre coût.
Faites
Faites--vous plaisir : essayez !
Sources :
Iris http://astrosurf.com/buil/
Equatorial virtuel http://astrosurf.com/vdesnoux/virtualeq/virtualeq_fr.htm
Temps de pose http://steph.ubaud.free.fr/
Calculs http://
http://www.sahavre.fr/tutoriels/astrophoto/34
www.sahavre.fr/tutoriels/astrophoto/34--regleregle-npfnpf-tempstemps-de
de--posepose-pourpoureviter--leeviter
le-file
file--d-etoiles & http
http://www.astrosurf.com/fred76/pose.html
://www.astrosurf.com/fred76/pose.html