¿Cuáles son las razones para no tomar exposiciones súper largas (horas) en astrofotografía?

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Estoy investigando para entrar en astrofotografía.

La mayoría de los tutoriales recomiendan tomar múltiples exposiciones y luego apilarlas.

Eso me hace preguntarme: siempre que la cámara esté en un sistema de seguimiento, ¿por qué no dejar el obturador abierto el mayor tiempo posible?

astrophotography long-exposure night

— Ruslan
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¿Estos tutoriales suponen que tiene un sistema de seguimiento?

— unperson325680

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Recomiendo el libro "Deep-sky Imaging Primer" de Charles Bracken. Contestará a la mayoría de las preguntas para principiantes. Para más detalles, consulte un foro dedicado al astro como noches nubladas.

— user71927

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Relacionado con Física : physics.stackexchange.com/questions/306036/…

— dmckee

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@ Michael Clark y @ Itai han proporcionado buenas respuestas. Algunas reflexiones más desde la perspectiva del entusiasta aficionado:

La tecnología de seguimiento no es perfecta y, a veces, es mejor trabajar dentro de las limitaciones prácticas del seguimiento disponible en lugar de llevarlo demasiado lejos
Las exposiciones muy largas pueden no funcionar bien con altos niveles de contaminación lumínica. Hay un equilibrio entre atrapar tantos fotones objetivo como sea posible sin exagerar los no deseados
Gestión de riesgos: si tiene una sola exposición prolongada, puede estropearse fácilmente con un destello de luz externa que se apaga. Múltiples exposiciones más cortas significan que puedes tirar los cuadros malos

— MartinV
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Re "Hay un equilibrio entre atrapar la mayor cantidad posible de fotones objetivo sin excederse en los no deseados": Eso debería ser completamente independiente del tiempo de exposición.

— Peter - Restablece a Mónica el

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+1 para el comentario de la tecnología de seguimiento, con un equívoco alineado polarmente alineado. He podido obtener ~ 3 minutos a 300 mm FL sin rastros de estrellas antes, pero solo con suerte de mi lado. Dependiendo de la calidad y la sofisticación de su kit y técnica, es posible que lo haga mejor o peor, pero la alineación y el apilamiento en la publicación siempre ayudarán si está buscando objetos de cielo profundo con un kit de aficionado.

— Joseph Rogers el

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@ PeterA.Schneider Hay interferencias que varían en el tiempo, como meteoritos, aviones y nubes. Tomar varias imágenes le permite descartarlas fácilmente. Otro factor es saturar el almacenamiento de fotones de un píxel, un límite llamado "capacidad total del pozo".

— user71659

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@ PeterA.Schneider Eso no es realmente cierto a menos que la "luz no deseada" sea casi constante Y ubicua. O no tiene un algoritmo para descartar los cuadros defectuosos. Si tiene muchas exposiciones cortas, tiene muchas muestras de alguna distribución. Las estrellas permanecen en (casi) el mismo lugar (suponiendo un sistema de seguimiento) es probable que la luz no deseada esté apagada (automóviles, casas, incluso luces de la calle en estos días) o no estacionaria con respecto al marco de referencia de seguimiento. Ambos le permiten filtrarlo con algoritmos inteligentes.

— DRF

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@DFR dice "descartar fotogramas defectuosos" y no puedo decir si está de acuerdo con el punto # 3 de MartinV o si está implicando una composición digital de múltiples imágenes secuenciales en una exposición larga simulada (agregando la palabra algoritmo, creo que esto último ) No sé sobre el OP, pero mi astrofotografía de larga exposición [muy aficionada] se hace con vidrio pesado en una película honesta. No puede asumir la disponibilidad de procesos de limpieza digital en larga exposición a menos que el OP explícitamente diga que está allí.

— Ruscal

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Es en primer lugar porque ahora podemos .

La fotografía con bombilla puede capturar exposiciones de minutos a varias horas, dependiendo de la cámara. Usando una cámara de película, la astrofotografía se realiza con exposiciones muy largas y esas cámaras no tienen límite de tiempo ya que no necesitan energía para funcionar.

Se puede usar una cámara digital de la misma manera, pero la mayoría de las exposiciones de bulbo límite sin espejo a 30 minutos o una hora, lo que hace imposible tomar una exposición más larga, por lo que no hay otra opción.

Sin embargo, la mayoría de las DSLR pueden tomar exposiciones de más de una hora, por lo que pueden hacer una exposición muy larga para obtener la imagen final en una sola toma. Sin embargo, usar múltiples disparos puede ser ventajoso. Lo más importante es que el brillo máximo de cada píxel se expande virtualmente. En una toma, una vez que una fotosita está saturada, quedará sobreexpuesta. Con múltiples disparos, es posible que la saturación no ocurra, lo que le da al software más precisión de datos para trabajar. Extremadamente simplificado, cada duplicación de disparos le brinda un poco más de precisión y un rango dinámico más o menos. Entonces, toma solo 4 disparos y obtienes 2 paradas más de rango dinámico en comparación con una sola exposición.

Las exposiciones múltiples tienen el efecto de promediar el ruido. Esto le dará imágenes más limpias para trabajar, pero cada imagen puede tener una reducción de ruido de software aplicada que es más efectiva que procesar una exposición más ruidosa por más tiempo.

Es bastante difícil medir para una exposición muy larga, pero si tiene muchas imágenes, tiene flexibilidad para no usar toda la pila o controlar la combinación de software para evitar la sobreexposición, especialmente si ha incluido algo de primer plano en su composición.

Las dos desventajas de hacer captura de imágenes múltiples son menores. Una es que es más trabajo más tarde ya que la pila de imágenes debe ser transferida y procesada por computadora, en lugar de una sola imagen. La otra es que puede haber brechas pequeñas si está haciendo rastros de estrellas mientras la cámara toma tiempo entre disparos (asegúrese de desactivar la reducción de ruido del obturador largo si no desea brechas enormes) que pueden depender de varias cosas y La cámara particular.

— Itai
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La principal ventaja del apilamiento es promediar el "ruido de disparo" de la distribución aleatoria de Poisson que puede ser un problema en imágenes con poca luz como la astrofotografía. Otra ventaja para el apilamiento es el uso de sensores de imagen monocromáticos dedicados mientras alterna filtros de color (o relacionados con la astronomía especializada) sobre todo el sensor para cada exposición y luego los combina en la publicación.

— Michael C
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para el apilamiento del ruido de disparo, las exposiciones múltiples son exactamente lo mismo que usar una sola exposición larga del mismo tiempo acumulado. podemos pensar en ello como "apilamiento analógico". así que no, definitivamente esta no es la razón por la que usamos exposiciones múltiples

— szulat

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@szulat Solo si apila las exposiciones múltiples utilizando un filtrado promedio simple, en oposición al filtro promedio o medio recortado.

— jpa

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@jpa la respuesta dice "promedio fuera". de todos modos, los algoritmos son secundarios. El proceso mismo reúne la misma cantidad de ruido. lo que puede ser diferente es técnico, por ejemplo, la capacidad de obtener un rango dinámico mucho mayor (que una sola exposición. 14 o incluso archivos de 16 bits a menudo no son suficientes para cubrir enormes contrastes de astrofotografía)

— szulat

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@szulat: Recuerde: la mediana es un tipo de promedio .

— psmears

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@MichaelClark en ciencia, estas técnicas se llaman apilamiento robusto . Si eso es lo que quieres decir específicamente, quizás deberías hacerlo explícito en la respuesta. Sin embargo, comentaría que el apilamiento robusto no es mucho mejor que el simple promedio en caso de ruido de disparo; Su principal ventaja es que evita que los valores extremos extremos influyan en el resultado final. Es decir, eliminará por completo un meteorito que haya pasado por el marco en algún momento. Sin embargo, el ruido de disparo no es lo suficientemente extremo y, de hecho, puede terminar siendo más fuerte debido a los pesos desiguales que asigna un apilamiento robusto.

— Leftaroundabout

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Los sensores digitales se calientan durante largas exposiciones; He tenido exposiciones de tan solo 6 minutos que exhiben una distorsión de color muy visible en las esquinas del marco. Ejecute el chip continuamente durante horas sin refrigeración especializada y el resultado probablemente sería un desastre inutilizable.

— eftpotrm
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Trabajé en un observatorio una vez y puedo confirmar que los sensores CCD del gran telescopio (en estos días) tenían sistemas de enfriamiento dedicados. No recuerdo si fue nitrógeno, pero fue algo así.

— Basj

Las astrocámaras dedicadas al espacio profundo generalmente tienen 30-50 ° C de enfriamiento termométrico. La radiación del cuerpo negro es proporcional a la temperatura (en Kelvin) a la cuarta potencia. Entonces, aunque no está cerca de la reducción de ~ 99.5% en el ruido térmico que LN2 puede proporcionar, lo reducen en aproximadamente un tercio a la mitad. El nivel de ruido más bajo es una de las principales razones por las cuales las personas los usan en lugar de las DSLR convencionales.

— Dan Neely

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Además, hacer exposiciones prolongadas te deja con las capacidades del software integrado en la cámara. Al tomar muchas imágenes y luego procesarlas posteriormente, puede usar un software con diferentes capacidades y prioridades que pueden brindarle una mejor imagen.

— Thorbjørn Ravn Andersen
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(Esto debería ser un comentario pero mi representante es demasiado bajo)

— Thorbjørn Ravn Andersen

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Al leer las otras respuestas aquí y con el evento de super luna azul sangre anunciado la otra semana, decidí probar un experimento. Disparé a la luna durante uno de los breves descansos en la nube cuando no estaba en el trabajo ni dormida. Disparé con la mano ya que era solo un experimento. Mi cámara, una Olympus E-520 (lanzada en 2008), es notoriamente ruidosa y tiene una lente de 70-300 mm de calidad bastante normal cuando se la lleva al límite, pero el tamaño del sensor de cuatro tercios lo convierte en un campo de visión equivalente a 600 mm.

Tomé varias fotos en F9.0 1 / 40s iso800 300mm estabilización de imagen en.

Seleccioné unos 5 e intenté usar Darktable, Gimp, Siril y Hugin para procesar los archivos. La imagen que se muestra aquí tiene un marco de un solo color sin procesamiento de ruido y una imagen compuesta compuesta de 5 tomas similares alineadas y mezcladas, luego convertidas a blanco y negro y afiladas un poco. Puede ver en las esquinas de la imagen en blanco y negro donde las imágenes alineadas no se han superpuesto revelando el efecto que las capas adicionales tienen sobre el ruido.

Ya sea que simplemente promedié las capas en Gimp (aunque alinear y rotar las capas era casi imposible) o usé Hugin o Siril, el ruido se redujo notablemente en el fondo.

— dmkonlinux
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Una exposición muy larga es equivalente a promediar múltiples exposiciones más cortas. Cuando toma múltiples exposiciones cortas, siempre tiene la opción de hacer un promedio para imitar una exposición larga si lo desea. Pero también pone a su disposición muchas otras opciones (además del promedio).

— Aqib Ejaz
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